DE19855815A1

DE19855815A1 - Method and device for transmitting data

Info

Publication number: DE19855815A1
Application number: DE1998155815
Authority: DE
Inventors: Karsten Leonhardt; Thomas Thoet
Original assignee: CELLWARE BREITBAND TECHNOLOGIE
Current assignee: CELLWARE BREITBAND TECHNOLOGIE
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-08
Also published as: WO2000033604A1; AU1647700A

Abstract

The present invention relates to a method and device for transmitting data, whereby distinct packets of data belonging to a stream of data that consists of a plurality of data packets are received, re-sorted and re-transmitted. Each data packet contains parameter data and information data. The incoming data packets or received data packets are sorted into at least two different groups according to a first parameter and are transmitted in a desired sequence based on said first parameter in accordance with predeterminable criteria and, optionally, at moments in time that are at least partially predetermined. In order to provide a method and corresponding device as defined above, whereby existing transmission capacities can be used in a more optimized manner, at least one second parameter is provided at least for data packets belonging to at least one of the groups of data packets and said data packets are re-sorted according to the second parameter. The data packets are subsequently transmitted in a specific sequence at a specific moment in time in accordance with criteria that also include the second parameter when determining said sequence and moment of transmission.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten unter Aufnahme, Neuordnung und erneuter Ausgabe neugeordneter Datenpakete eines aus einer Vielzahl von Datenpaketen bestehenden Datenstromes, wobei jedes der Datenpakete Parameterdaten und Informationsdaten enthält, und wobei mindestens die eingehenden Datenpakete anhand eines bestimmten, vorgebbaren ersten Parameters sortiert werden und auch auf der Basis des ersten Parameters nach vorgebbaren Kriterien in einer gewünschten Reihenfolge und zu mindestens teilweise festgelegten Zeitpunkten ausgegeben werden.The present invention relates to a method and an apparatus for the transmission of Data with the inclusion, reorganization and reissue of reordered data packets data stream consisting of a plurality of data packets, each of the data packets Contains parameter data and information data, and being at least the incoming Data packets are sorted on the basis of a specific, predefinable first parameter and also based on the first parameter according to predefinable criteria in a desired one Sequence and at least partially specified times are output.

Die entsprechende Vorrichtung weist einen Pufferspeicher und eine Sortiereinrichtung für die ankommenden Datenpakete auf, wobei die Sortiereinrichtung auf einen ersten Parameter der Datenpakete anspricht, um den Datenpaketen anhand des ersten Parameters jeweils unterschiedliche Bereiche des Pufferspeichers zuzuweisen bzw. um Pufferbereiche mit den gespeicherten Datenpaketen anhand des unterschiedlichen ersten Parameters in mindestens zwei verschiedenen Gruppen zu unterscheiden.The corresponding device has a buffer memory and a sorting device for the arriving data packets, the sorting device being based on a first parameter of the Data packets responds to the data packets based on the first parameter in each case assign different areas of the buffer memory or to assign buffer areas with the stored data packets based on the different first parameter in at least distinguish between two different groups.

Die vorstehend gegebenen Definitionen treffen für Verfahren und Vorrichtungen zu, die als Shaping-Verfahren bzw. Shaping-Vorrichtungen für das sogenannte ATM Traffic Management verwendet werden, wobei die Abkürzung ATM für Asynchronous Transfer Mode steht.The definitions given above apply to methods and devices which are used as Shaping method or shaping devices for the so-called ATM traffic management are used, the abbreviation ATM stands for Asynchronous Transfer Mode.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen werden aus einer Datenleitung Daten empfangen, die in einzelnen, eindeutig voneinander unterscheidbaren Datenpaketen ankommen und die als Zellen (üblicherweise auch mit dem englischen Begriff "Cells") bezeichnet werden. Bei dem bekannten ATM-Verfahren haben diese Zellen eine einheitliche Länge von 53 Byte, wobei 48 Byte Informationsdaten bzw. Nutzdaten sind, die ein Benutzer der Datenleitung von einem Ort zum anderen transferieren will, während 5 Byte für Parameterdaten bzw. Steuerdaten vorgesehen sind, die z. B. dazu dienen, die einzelnen Datenpakete eindeutig einer ganz bestimmten Verbindung zuzuordnen. Die Datenleitungen, von denen hier die Rede ist, bieten gleichzeitig eine Vielzahl konkreter Verbindungen zwischen zwei Endpunkten. Zum Beispiel können zwei weit voneinander entfernte Rechner über eine entsprechende Verbindung wechselseitig Daten übertragen bzw. austauschen. Gleichzeitig können auch auf anderen Kanälen der Datenleitung Telefongespräche, Telefaxübermittlungen, Übermittlungen von Videodaten oder sonstigen Daten stattfinden. Diese Daten können z. B. von verschiedenen Benutzern und zumindest von verschiedenen Endgeräten über einen entsprechenden Knotenpunkt auf eine Hochgeschwindigkeitsdatenleitung gegeben werden, wobei spätestens an dem Knotenpunkt, wo die Datenausgänge oder -eingänge der verschiedensten Peripheriege räte zusammengeführt sind, die eingehenden Daten in entsprechende Datenpakete aufgeteilt werden, anhand ihrer genauen Herkunft (Endgerät) und anhand ihres Bestimmungsortes (entferntes Endgerät) mit entsprechenden Parameterdaten ausgestattet werden, woraufhin dann die von verschiedenen Endgeräten herrührenden Datenpakete nach einem Zeitmultiplex verfahren auf eine Verbindungsleitung gegeben werden. Die Verbindungsleitung kann verschiedene Verzweigungen aufweisen, sie kann auch physikalisch aus mehreren parallelen Leitungen bestehen. Wesentlich ist, daß die von verschiedenen Endgeräten herrührenden Datenpakete anhand ihrer Herkunft und anhand ihrer Zielbestimmung unterschiedliche Parameter erhalten und so anhand dieser Parameter eindeutig unterscheidbar sind, wobei jedoch alle Datenpakete mit verschiedenen Parametern nacheinander entweder in einer gezielten Anordnung oder aber in der Form, wie sie gerade einlaufen, im Zeitmultiplexverfahren auf die Leitung gegeben werden. Dies kann dazu führen, daß zu bestimmten Zeitabschnitten die volle Datenkapazität der Verbindungsleitung genutzt wird, wenn nämlich von den Endgeräten her so viele Informationsdaten bzw. Datenpakete in schneller Folge anfallen, daß pro Zeiteinheit mehr oder ebenso viele Datenpakete an dem Knotenpunkt ankommen, wie die Datenleitung maximal verkraften kann. Eine ähnliche Situation kann auch an Zielpunkt bereichen auftreten, wenn nämlich Datenverbindungen von mehreren Orten oder von mehreren anderen Endgeräten zu diesem Zielpunkt bestehen, und alle diese Endgeräte zufällig gleichzeitig eine Datenübermittlung an das eine Endgerät bzw. den einen Endknotenpunkt initiieren.In the known methods and devices, data is converted from a data line received that arrive in individual, clearly distinguishable data packets and which are called cells (usually also with the English term "Cells"). In the known ATM method, these cells have a uniform length of 53 bytes, where 48 bytes are information data or user data that a user of the data line from wants to transfer from one location to another, while 5 bytes for parameter data or Control data are provided which, for. B. serve to uniquely identify the individual data packets to assign a very specific connection. The data lines that we're talking about here simultaneously offer a multitude of concrete connections between two endpoints. To the For example, two computers that are far away from each other can be connected to one another reciprocally transfer or exchange data. At the same time, you can also on others Channels of data line telephone calls, fax transmissions, transmissions from Video data or other data take place. This data can e.g. B. of different Users and at least from different devices via a corresponding one Node to be given on a high-speed data line, at the latest at the node where the data outputs or inputs of the most diverse peripheries councils are merged, the incoming data is divided into corresponding data packets based on their exact origin (end device) and their destination (remote terminal) can be equipped with appropriate parameter data, whereupon then the data packets originating from different terminals after a time division multiplex procedure on a connecting line. The connecting line can have different branches, it can also physically consist of several parallel ones Lines exist. It is essential that those originating from different devices Data packets different based on their origin and based on their destination Obtain parameters and are thus clearly distinguishable on the basis of these parameters, whereby however, all data packets with different parameters in succession either in one targeted arrangement or in the form in which they are coming in, in time-division multiplexing be put on the line. This can lead to certain periods of time the full data capacity of the connecting line is used, if by the End devices forth so much information data or data packets accumulate in rapid succession that more or as many data packets arrive at the node per unit of time as the Data line can cope maximum. A similar situation can also occur at the destination areas occur, namely when data connections from several locations or from several other terminals exist for this destination, and all these terminals happen to be at the same time initiate a data transmission to the one terminal or the one end node.

Entsprechende Vorrichtungen weisen deshalb einen Pufferspeicher auf, in welchen die an einem Knotenpunkt oder einer sonstigen Verbindungsstelle ankommenden Datenpakete zunächst einmal aufgenommen werden, um sie anschließend zu sortieren und auf der Basis der Anforderungen, die an bestimmte Datenverbindungen gestellt werden, erneut in einer ganz bestimmten Reihenfolge und zu ganz bestimmten Zeitpunkten auszugehen.Corresponding devices therefore have a buffer memory in which the data packets arriving at a node or other connection point first be included, then sort and base them of the demands placed on certain data connections again in a whole certain order and at certain times.

Beispielsweise sind digitale Telefonverbindungen, die auf diese Weise hergestellt und behandelt werden, relativ empfindlich auf Zeitverzögerungen einzelner Datenpakete. Bei einem Telefongespräch über entsprechende digitale Leitungen wird zunächst die Sprache digitalisiert, und dann werden diese digitalisierten Sprachdaten in einzelne Datenpakete aufgeteilt, und zwar im Falle der Anwendung des ATM-Verfahrens in Datenpakete, die insgesamt aus 53 Byte bestehen, von denen 48 Informationsbytes sind, die also die digitalisierte, am einen Ende der Telefonverbindung aufgenommene Sprache enthalten, während 5 Byte Parameterbytes sind, welche die Art der Verbindung, Ausgangs- und Zielpunkt und möglicherweise auch noch weitere Merkmale der konkreten Verbindung charakterisieren. Wie allgemein bekannt ist, weisen digitalisierte Telefonverbindungen zur Erzielung einer hinreichend guten Qualität typischerweise eine Übertragungsleistung von 64 kbit/sec oder auch von 8 kByte/sec auf. Wenn dann die zu übermittelnde Sprache oder andere Audiodaten zunächst digitalisiert und in Zellen von jeweils 48 Byte (zuzüglich der 5 Parameterbyte) aufgeteilt werden, so bedeutet dies, daß pro Sekunde etwa 167 derartiger Zellen anstehen, welche die Sprachverbindung liefern. Die innerhalb einer Sekunde gesprochene Sprache wird also in 167 Zellen mit je 48 Informationsbytes wiedergegeben. Es muß also im Mittel etwa alle 6 Millisekunden eine entsprechende Informationszelle, die digitalisierte Sprachdaten enthält, auf die Verbindungs leitung gegeben werden, und entsprechend kommt auf der Empfangsseite im Durchschnitt etwa alle 6 Millisekunden ein entsprechendes Datenpaket an, welches die betreffenden Sprachdaten enthält. Wie man sich leicht vorstellen kann, sind derartige Sprachdaten, die ja im Falle eines Telefongespräches Sprache in Echtzeit übertragen, wobei es durch wechselseiti ge Reaktionen auch zu einem ständigen Wechsel in der Richtung des Datenstromes kommt (auch wenn für die entgegengesetzten Richtungen physikalisch unterschiedliche Verbindungs leitungen verwendet werden können), sehr empfindlich auf Zeitverzögerungen in der Aussendung bzw. Ankunft der einzelnen Datenpakete sind. Wenn also nach Übermittlung eines ersten Datenpaketes zu einem fest vorgegebenen Zeitpunkt das nächstfolgende Datenpaket nicht nach 6 Millisekunden, sondern erst nach 10, 20 Millisekunden oder noch später übermittelt wird, so kann dies zu erheblichen Verzerrungen bei der analogen Sprachwiedergabe an dem jeweils ferngelegenen Ende der Verbindung führen. Zwar kann man am Empfangsende die eingehenden Daten in einem Puffer zwischenspeichern und dann zeitgerecht aus den vorliegenden Datenpaketen das analoge Sprachsignal erzeugen, jedoch darf auch die für die Zwischenpufferung verwendete Zeit ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, weil dies bedeuten würde, daß die Sprache von einem Ende der Leitung erst mit erheblicher Verzögerung am anderen Ende der Leitung empfangen werden würde, so daß auch Reaktionen des anderen Gesprächspartners mit entsprechender Verzögerung stattfinden würden. Dies führt bei dem ersten Gesprächspartner zu Irritationen, weil dieser aus seiner Sicht nur eine verzögerte Reaktion des anderen Gesprächspartners registriert, was ihn unter Umständen dazu veranlaßt, seine Aussage zu ergänzen, während inzwischen womöglich der andere Gesprächspartner reagiert, was aber bei dem ersten Gesprächspartner auch nur mit Verzögerung in das akustische Sprachsignal umgesetzt wird. Dies führt dazu, daß die Gesprächspartner sich unabsichtlich ständig ins Wort fallen, was einen erheblichen Mangel in der Qualität der Verbindung bedeutet. Konkret erfahren kann man diesen Effekt z. B. bei (nicht notwendigeweise digitalisierten) transatlantischen Gesprächen, die über stationäre Fernmeldesatelliten erfolgen, die sich auf einer Umlaufbahn in ca. 36.000 km Entfernung von der Erdoberfläche befinden. Der Weg der elektromagnetischen Signale von einer Sendestation zum Satelliten und von dort zurück zu einer Empfangsstation beträgt dann ca. 72.000 km, wofür elektromagnetische Wellen ca. 1/4 Sekunde benötigen. Das Gleiche gilt selbstver ständlich auch für den umgekehrten Weg, so daß in einer Situation, in der der eine Gesprächspartner einen Satz beendet hat und auf eine Reaktion des anderen wartet, diese Reaktion allein durch die Signallaufzeit um eine halbe Sekunde verzögert erfolgt, was den vorstehend bereits beschriebenen Effekt hervorruft.For example, digital telephone connections are made and treated in this way become relatively sensitive to time delays of individual data packets. At a Telephone conversation over corresponding digital lines is first digitized the language, and then this digitized speech data is divided into individual data packets, and although in the case of the application of the ATM method in data packets, the total of 53 bytes exist, of which 48 are bytes of information, i.e. the digitized, at one end of the Telephone connection recorded language, while 5 bytes are parameter bytes, which is the type of connection, starting and destination point and possibly also characterize further characteristics of the concrete connection. As is well known, assign digitized telephone connections to achieve a sufficiently good quality typically a transmission rate of 64 kbit / sec or also of 8 kbyte / sec. Then when the language or other audio data to be transmitted is first digitized and divided into cells of 48 bytes each (plus the 5 parameter bytes), so means this means that there are about 167 cells per second that make up the voice connection deliver. The language spoken within one second is thus in 167 cells with 48 each Played information bytes. So on average there has to be one every 6 milliseconds corresponding information cell containing digitized voice data on the connection line are given, and accordingly on the receiving side comes on average about every 6 milliseconds to a corresponding data packet that the concerned Contains voice data. As you can easily imagine, such voice data is, yes in the case of a telephone conversation, transmit voice in real time, whereby it is alternately reactions also leads to a constant change in the direction of the data stream (even if the connection is physically different for the opposite directions cables can be used), very sensitive to time delays in the Sending or arrival of the individual data packets are. So if after submitting one first data packet at a predetermined time, the next data packet not after 6 milliseconds, but only after 10, 20 milliseconds or even later is transmitted, this can lead to considerable distortions in analog voice reproduction at the far end of the connection. You can at the end of the reception buffer the incoming data in a buffer and then remove them from the existing data packets generate the analog voice signal, but may also for the Intermediate buffering time does not exceed a certain level because of this would mean that the speech from one end of the line takes considerable time Delay at the other end of the line would be received, causing reactions too of the other interlocutor would take place with a corresponding delay. This leads to irritation with the first interlocutor, because from his point of view only one delayed reaction of the other interlocutor registered, which may lead to this prompted to add to his statement while meanwhile the other may The interlocutor reacts, but only with the first interlocutor Delay in the acoustic speech signal is implemented. This leads to the fact that Interlocutors unintentionally constantly cut off what a significant lack in the quality of the connection means. You can experience this effect z. B. at (not digitized) transatlantic talks, Telecommunication satellites take place, which are in an orbit approximately 36,000 km away from the surface of the earth. The path of the electromagnetic signals from a transmitting station to the satellite and from there back to a receiving station is then approx. 72,000 km, for which electromagnetic waves take about 1/4 second. The same applies self-ver of course also for the opposite way, so that in a situation in which one The interlocutor has finished a sentence and is waiting for a reaction from the other, this The response is delayed by just half a second, which means that causes effect already described above.

Im Falle der Übermittlung von Sprache und generell in allen Fällen der Datenübermittlung in Echtzeit (z. B. auch für die Fernsteuerung von Geräten), kommt es also darauf an, daß die einzelnen Datenpakete auf der Senderseite in möglichst exakt einzuhaltenden Zeitabständen und zu präzise festliegenden Zeitpunkten übermittelt werden, wobei zwischen Erzeugung der Daten und der Übermittlung des Datenpaketes ebenfalls keine nennenswerte Verzögerung stattfinden darf, die z. B. über einen Wert von 20 Millisekunden hinausgeht. Wenn dagegen eine gespeicherte Datei, z. B. Text, Zahlenkolonnen oder auch digitalisierte, stehende Bilder übertragen werden sollen, so sind entsprechende Zeitverzögerungen weniger kritisch, und es kommt lediglich darauf an, daß für die Aussendung der einzelnen Datenpakete und für den Empfang eine exakt vorgegebene Reihenfolge der einzelnen Datenpakete korrekt eingehalten wird. Wenn auf Übertragungsleitungen parallel mehrere oder sogar eine Vielzahl von Datenübertragungen stattfinden, wobei vorausgesetzt ist, daß die betreffende Datenleitung eine entsprechend hohe Übertragungskapazität besitzt, typischerweise in der Größenordnung von mehreren Mbit/sec, was größenordnungsmäßig 20 bis 100 der erwähnten ISDN- Verbindungen entspricht, so kommt es darauf an, die insgesamt anfallenden Datenpakete in geeigneter Weise zu sortieren, um den unterschiedlichen Qualitätsanforderungen für die verschiedenen Verbindungen gerecht zu werden. Es ist bereits bekannt, in einem Datenpfad, der mehrere parallele Datenkanäle enthält, die jeweils denselben Ausgangspunkt und denselben Endpunkt haben (wobei "Ausgangspunkt" und "Endpunkt" hierbei auch Knotenpunkte in einer Datenverbindungsstrecke sein können), die einzelnen Datenkanäle auf der Basis eines Parameters zu sortieren, der die Datenkanäle z. B. als Telefonverbindungen oder sonstige, nicht zeitverzögerungskritische Datenverbindungen unterscheidet.In the case of the transmission of language and generally in all cases of data transmission in Real time (e.g. also for remote control of devices), it is important that the individual data packets on the transmitter side in the most exact time intervals possible and transmitted at precisely fixed times, the generation of the Data and the transmission of the data packet also no significant delay May take place, the z. B. exceeds a value of 20 milliseconds. If against a saved file, e.g. B. text, columns of numbers or digitized, still images Corresponding time delays are to be transmitted, and less critical all that matters is that for the transmission of the individual data packets and for the Receiving a precisely specified order of the individual data packets correctly observed becomes. If several or even a large number of Data transfers take place, provided that the data line in question has a correspondingly high transmission capacity, typically of the order of magnitude of several Mbit / sec, which is on the order of 20 to 100 of the ISDN Connections corresponds, so it depends on the total data packets in to sort appropriately to meet the different quality requirements for the to meet different connections. It’s already known, in a data path, which contains several parallel data channels, each with the same starting point and the same End point (where "starting point" and "end point" also have nodes in one Data link can be), the individual data channels on the basis of a Sort parameters that the data channels z. B. as telephone connections or other, distinguishes between data connections that are not time delay critical.

Weiterhin ist es bei Datenverbindungen, die aus mehreren Datenpfaden bestehen, bekannt, die den einzelnen Datenpfaden zugeordneten Datenpakete, die jeweils einen Parameter haben, der den betreffenden Datenpfad kennzeichnet, nach unterschiedlichen Sortierkriterien zu behandeln, indem z. B. die zu einem ersten Datenpfad gehörenden Datenpakete generell wie zeitkritische Datenpakete behandelt werden, während Datenpakete eines anderen Datenpfades nach den Kriterien behandelt und ausgegeben werden, die für Datenübermittlungen vorgesehen sind, welche gegenüber Zeitverzögerungen relativ tolerant sind. Diese Verfahren der Aufnahme, Neuordnung und Aussendung der neu angeordneten Daten in einer bestimmten zeitlichen Abfolge, wird in der Fachsprache als "Shaping" bezeichnet. Die bekannten Shaping- Verfahren sind also einstufige Verfahren, bei denen die Kriterien der Sortierung und/oder zeitlichen Abfolge der Ausgabe der einzelnen Datenpakete allein auf einem einzigen Parameter beruhen, der im Falle einer sehr großen, umfassenden Datenverbindung unterschiedliche Datenpfade kennzeichnet, oder aber im Fall lediglich eines einzigen Datenpfades Datenkanäle mit unterschiedlichen Qualitätsanforderungen kennzeichnen kann.Furthermore, it is known for data connections that consist of several data paths that data packets assigned to the individual data paths, each of which has a parameter which identifies the relevant data path according to different sorting criteria treat by z. B. the data packets belonging to a first data path generally like Time-critical data packets are handled while data packets are on a different data path treated and output according to the criteria provided for data transfers which are relatively tolerant of time delays. This procedure of Recording, rearranging and sending the newly arranged data in a certain chronological order, is referred to in technical jargon as "shaping". The well-known shaping Procedures are therefore one-step procedures in which the criteria of sorting and / or Time sequence of the output of the individual data packets alone on a single parameter in the case of a very large, extensive data connection Identifies data paths, or data channels in the case of only a single data path can label with different quality requirements.

Tatsächlich ist es aber so, daß auch innerhalb der Datenverbindungen bzw. Übertragungen, bei denen die Daten mehrerer Datenpfade aufgenommen, neu angeordnet und wieder ausgesendet werden, die einzelnen Datenpfade ihrerseits Datenkanäle mit unterschiedlichen Qualitätsanforderungen enthalten können. Die pauschale Unterscheidung der verschiedenen Datenpfade anhand nur eines Parameters wird dieser differenzierten Struktur der Datenpfade nicht gerecht. Im Ergebnis führt dies dazu, daß die Übertragungskapazität der insgesamt zur Verfügung stehenden Datenleitungen oder Übertragungsstrecken nicht optimal ausgenutzt wird.In fact, it is the case that even within the data connections or transmissions, where the data from multiple data paths is recorded, rearranged and re-arranged are sent out, the individual data paths themselves data channels with different May contain quality requirements. The general distinction between the different Data paths using just one parameter becomes this differentiated structure of the data paths not fair. As a result, the total transmission capacity of the Available data lines or transmission lines are not used optimally becomes.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung mit Daten sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, so wie sie eingangs definiert sind, welche eine besser optimierte Ausnutzung zur Verfügung stehender Übertragungskapazitäten bieten.Compared to this prior art, the object of the present invention is to provide a method for data transmission and a corresponding device, as defined at the beginning, which provides a better optimized utilization offer standing transmission capacity.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß hinsichtlich des eingangs beschriebenen Verfahrens für mindestens eine der Gruppen von Datenpaketen, die jeweils einen gemeinsamen, vorgebbaren Parameter haben, ein zweiter Parameter erfaßt wird und die Datenpakete mit diesem gemeinsamen ersten Parameter einer weiteren Sortierung unterworfen werden, wobei die Reihenfolge und Zeitpunkte der Ausgabe der einzelnen Datenpakete nach vorgebbaren Kriterien erfolgt, welche den zweiten Parameter der Datenpakete mindestens zusätzlich einbeziehen.This object is achieved in that with regard to the method described above for at least one of the groups of data packets, each with a common, have specifiable parameters, a second parameter is recorded and the data packets with this common first parameter are subjected to a further sorting, whereby the order and timing of the output of the individual data packets according to predefinable Criteria take place which are at least additionally the second parameter of the data packets include.

Damit ist es also möglich, zunächst die Datenpakete verschiedener Datenpfade zu sortieren und auf der Basis der Zugehörigkeit zu ihrem jeweiligen Datenpfad die Sortierung vorzunehmen bzw. die Ausgabe dieser Daten zeitgerecht zu steuern, gleichzeitig ist es aber auch möglich, die Datenpakete eines Datenpfades noch weiter auf der Basis ihrer Zugehörigkeit zu verschiedenen Datenkanälen aufzuschlüsseln und einzelne Datenkanäle mit unterschiedlichen Qualitätsanforderungen zur Verfügung zu stellen, je nachdem, wie es dem tatsächlichen Bedarf entspricht. Dabei werden die vorhandenen Übertragungskapazitäten optimal genutzt, indem neben der festen Struktur, die z. B. durch die Telefonkanäle den ausgesendeten Datenpaketen aufgeprägt wird, die dazwischen zur Verfügung stehende Zeit für die Übermittlung anderer Datenpakete, deren Aussendung nicht so zeitkritisch ist, soweit wie möglich ausgenutzt wird.It is therefore possible to first sort the data packets of different data paths and perform the sorting based on the membership of their respective data path or control the output of this data on time, but at the same time it is also possible the data packets of a data path even further based on their affiliation break down different data channels and individual data channels with different Provide quality requirements depending on how it is actually needed corresponds. The existing transmission capacities are used optimally by in addition to the solid structure that z. B. through the telephone channels the transmitted data packets the time available in between for the transmission of others Data packets, the transmission of which is not as time-critical as is used as far as possible.

Die bessere Ausnutzung von Übertragungskapazitäten führt z. B. für einen Anbieter von Datenübertragungsleitungen dazu, daß er zu einem gegebenen Zeitpunkt mehr freie Datenkanäle zur Verfügung hat und anbieten und damit auch wirtschaftlich nutzen kann, während andererseits auf der Nachfrageseite ein Benutzer von Datenübertragungsleitungen weniger Gesamtkapazität benötigt und damit auch weniger Gesamtkapazität bezahlen muß, wenn die von ihm in Anspruch genommene Leitungskapazität optimal genutzt wird.The better utilization of transmission capacities leads e.g. B. for a provider of Data transmission lines to make it more free at any given time Has data channels available and can therefore use them economically, while on the other hand, on the demand side, a user of data transmission lines requires less total capacity and therefore also has to pay less total capacity, if the line capacity used by him is used optimally.

Bevorzugt ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Datenpakete, die jeweils eine fest vorgegebene Anzahl von Informationsdaten und eine fest vorgegebene Anzahl von Parameterdaten enthalten. Dies ermöglicht entsprechend einfachere Sortieralgorithmen. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, Datenpakete unterschiedlicher Länge mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bearbeiten, wobei z. B. einer der zu berücksichtigenden Parameter, z. B. der erste Parameter, eine Information über die Länge des gesamten Datenpaketes enthalten könnte.Preferred is the application of the present invention to data packets, each one fixed predetermined number of information data and a fixed predetermined number of Contain parameter data. This enables correspondingly simpler sorting algorithms. In principle, however, it would also be possible to use the process according to the invention, z. B. one of the to be considered Parameters, e.g. B. the first parameter, information about the length of the whole Data packet could contain.

Insbesondere soll die vorliegende Erfindung auf das sogenannte ATM-Verfahren angewendet werden, wobei die als "Cells" bezeichneten Datenpakete jeweils 48 Byte Informationsdaten und 5 Byte Parameterdaten enthalten.In particular, the present invention is intended to be applied to the so-called ATM method , the data packets referred to as "cells" each containing 48 bytes of information data and contain 5 bytes of parameter data.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Datenpakete zunächst in einen Puffer speicher geladen, und sie werden dabei anhand des ersten Parameters sortiert in unter schiedliche Pufferbereiche geladen, so daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu dem Ergebnis führt, daß die Daten, die in bestimmten Pufferbereichen stehen, in festen zeitlichen Abständen und zu fest vorgegebenen Zeitpunkten (jeweils mit einer relativ geringen Zeittoleranz) ausgesendet werden, während z. B. die Daten aus anderen Pufferbereichen zur Auffüllung der zwischen den Zeitpunkten der Aussendung der Datenpakete aus dem ersterwähnten Pufferbereich dienen, und damit die zur Verfügung stehenden Übertragungs zeiten optimal ausgenutzt werden.In the method according to the invention, the data packets are first placed in a buffer memory loaded, and they are sorted according to the first parameter in under different buffer areas loaded, so that the application of the inventive method The result is that the data in certain buffer areas is in fixed time intervals and at fixed times (each with a relatively small Time tolerance) are sent out while z. B. the data from other buffer areas Filling in between the times the data packets are sent from the serve first mentioned buffer area, and thus the available transmission times are optimally used.

Konkret kann eine Sortierung der Datenpakete z. B. dadurch erfolgen, daß anhand des ersten Parameters Daten mit einem vorgegebenen, ersten Parameterwert innerhalb eines bestimmten Pufferbereiches gespeichert werden, wobei dieser Pufferbereich nochmals aufgeteilt ist in weitere Teilbereiche und wobei die Datenpakete auf der Basis ihres zweiten Parameters den verschiedenen Teilbereichen des Pufferbereiches zugeordnet werden. Die zeitliche Reihenfolge und der zeitliche Abstand sowie die Zeitpunkte der Ausgabe von Datenpaketen erfolgt dann auf der Basis der Zugehörigkeit zu den erwähnten Pufferbereichen bzw. Teilpufferbereichen.Specifically, a sorting of the data packets z. B. done by using the first Parameters Data with a given, first parameter value within a certain Buffer area are saved, this buffer area is divided into further subareas and the data packets based on their second parameter can be assigned to different sections of the buffer area. The chronological order and the time interval and the times at which data packets are output then take place on the basis of belonging to the buffer areas or partial buffer areas mentioned.

Für die Sortierung und die Berechnung der Zeitpunkte der Aussendung von Datenpaketen einschließlich der zulässigen Zeittoleranzen wird zweckmäßigerweise der sogenannte Dual Leaky Bucket Algorithmus oder aber der Generic Cell Rate Algorithmus verwendet. Dieser Algorithmus kann sowohl auf die Sortierung von Datenpaketen angewendet werden, die unterschiedliche erste Parameter haben, und darüber hinaus kann derselbe Algorithmus auch angewendet werden auf die Zuordnung der Ausgabezeiten und Zeitabstände der Aussendung von Datenpaketen, die einen gemeinsamen ersten Parameter, jedoch unterschiedliche zweite Parameter haben. For sorting and calculating the times when data packets are sent including the permissible time tolerances, the so-called dual is expediently used Leaky Bucket algorithm or the Generic Cell Rate algorithm used. This Algorithm can be applied to both the sorting of data packets have different first parameters, and moreover the same algorithm can are applied to the assignment of the delivery times and time intervals of the transmission of data packets that have a common first parameter but different second ones Have parameters.

Zweckmäßigerweise wird als erster Parameter derjenige Parameter verwendet, der bei den Datenpaketen unterschiedliche Datenpfade unterscheidet, während als zweiter Parameter derjenige verwendet wird, der unterschiedliche Kanäle eines Datenpfades kennzeichnet, und zwar vornehmlich die unterschiedlichen Anforderungsqualitäten an die jeweiligen Datenkanäle, d. h. z. B. die Tatsache, ob es sich um eine Echtzeitübermittlung von Daten oder aber um eine weniger zeitkritische Übermittlung von Daten handelt. Der Begriff "Echtzeit" ist hier so zu verstehen, daß in den Aussendezeitpunkten der Datenpakete jedenfalls keine Verzögerungen auftreten, die in einer Sprechverbindung als störend empfunden werden, oder die zu hörbaren Verzerrungen der Sprache führen.Advantageously, the parameter used for the first parameter is that of the Different data packets different data paths, while as a second parameter the one is used which identifies different channels of a data path, and primarily the different quality requirements for the respective data channels, d. H. e.g. B. the fact whether it is a real-time transmission of data or a less time-critical transmission of data. The term "real time" is so here understand that there are no delays in the transmission of the data packets occur which are perceived as disturbing in a speech connection, or which are audible Lead to language distortions.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Sortiereinrich tung vorgesehen ist, welche die Datenpakete mit mindestens einem gemeinsamen ersten Parameter nach dem Vorhandensein oder der Abwesenheit eines bestimmten zweiten Parameters sortiert, und die sortierten Daten in mindestens zwei verschiedenen Teilbereichen desjenigen Pufferbereichs speichert, in welchen die Datenpakete den bereits erwähnten gemeinsamen ersten Parameter haben, wobei eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen ist, welche die Ausgabe der Datenpakete am Ausgang der Vorrichtung auf der Basis der durch die Werte der ersten und/oder zweiten Parameter gegebenen Kriterien zeitlich koordiniert steuert.The device according to the invention is characterized in that a second sorting device device is provided which the data packets with at least one common first Parameters based on the presence or absence of a specific second Parameters sorted, and the sorted data in at least two different sub-areas of the buffer area in which the data packets store the ones already mentioned have common first parameters, an output device being provided which the output of the data packets at the output of the device on the basis of the values controls the given criteria of the first and / or second parameters in a time-coordinated manner.

Vorzugsweise ist die betreffende Vorrichtung speziell für die Datenübertragung nach dem ATM-Verfahren ausgelegt.Preferably, the device in question is specifically for data transmission after ATM process designed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention will become apparent clearly with reference to the following description of an embodiment with associated Characters. Show it:

Fig. 1 schematisch in einem Blockdiagramm die Aufnahme, Sortierung und Aus sendung von Daten und Fig. 1 shows schematically in a block diagram the recording, sorting and sending of data and

Fig. 2 schematisch einen Datenpfad mit mehreren Datenkanälen. Fig. 2 schematically shows a data path with multiple data channels.

In Fig. 1 erkennt man links durch einen Pfeil angedeutet einen Eingangsstrom von Daten aus einer Datenleitung mit mehreren Datenpfaden VP, die ihrerseits mehrere Datenkanäle VC1, VC2 und VC3 enthalten, wie es schematisch in Fig. 2 angedeutet ist.In FIG. 1 can be seen to the left by an arrow indicated an input stream of data from a data line having a plurality of data paths VP, in turn, a plurality of data channels VC1, VC2 and VC3 included, as is schematically indicated in Fig. 2.

Die eingehenden Zellen werden in einem Pufferspeicher zwischengespeichert, wobei eine Sortiereinrichtung, die schematisch in dem Block hinter den mit ID0 bis ID1023 bezeichneten Puffern angeordnet ist, die Zuordnung der einzelnen Zellen zu bestimmten Teilbereichen ID0, ID1, ID2 bis ID1023 des Pufferspeichers vornimmt. Diese Pufferspeicher können sogenannte FIFO-Speicher oder ähnlich wirkende Speicher sein, bei denen garantiert ist, daß die in einem dieser Speicher in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge eingegebenen Daten exakt in derselben Abfolge auch wieder ausgelesen werden, es wird also keinesfalls ein später eingehendes und später gespeichertes Datenpaket zeitlich vor einem vorher eingehenden Datenpaket aus irgendeinem der Speicherbereiche ID0 bis ID1 herausgelesen. Wohl aber ist es möglich, daß Daten, die zu einem späteren Zeitpunkt in einen der Speicher hineingelangen, als Datenpakete, die in einem anderen der einzelnen Speicher zwischengespeichert werden, dennoch am Ende der Vorrichtung zuerst ausgegeben werden. Dies hängt damit zusammen, ob den einzelnen Speicherbereichen unterschiedliche Datenverbindungen bzw. Datenkanäle unterschiedlicher Qualitätsanforderungen zugeordnet sind, die unter Umständen ein zeitliches Vorziehen oder ein zeitliches Verzögern des Aussendens einzelner gespeicherter Datenpakete gegenüber in anderen Speicherbereichen gespeicherten Datenpaketen erfordert.The incoming cells are buffered in a buffer, one Sorting device, which is shown schematically in the block behind those labeled ID0 to ID1023 Buffers is arranged, the assignment of the individual cells to certain sub-areas ID0, ID1, ID2 to ID1023 of the buffer memory. These buffers can be called FIFO memory or similarly acting memory, which is guaranteed that the in a this memory is entered in a specific chronological order exactly in same sequence can be read out again, so it will never be a later one Incoming and later saved data package before an incoming one Data packet read out from any of the memory areas ID0 to ID1. But it is it is possible that data that later enters one of the memories as data packets that are temporarily stored in another of the individual memories, nevertheless be output first at the end of the device. This is because whether the individual memory areas have different data connections or data channels different quality requirements are assigned, which may be a temporal Advancing or delaying the transmission of individual stored data packets compared to data packets stored in other memory areas.

Die einzelnen, hier in Form horizontaler Streifen dargestellten Speicherbereiche ID0 bis ID1023, können z. B. gruppenweise zusammengefaßt sein zu Gruppen aus jeweils 8, 16, 32 oder auch mehr Datenkanälen bzw. Gruppen von FIFO-Puffern, wobei eine solche Gruppe von Datenkanälen einem Datenpfad entspricht, d. h. die zugehörigen Datenkanäle enthalten allesamt einen gemeinsamen ersten Parameter. Die Aufteilung bzw. Anordnung und Sortierung in die einzelnen Teilbereiche des Speichers, nämlich in die Bereiche ID0, ID1, ID2 usw., kann dann auf der Basis des zweiten Parameters erfolgen.The individual memory areas ID0 to ID1023, shown here in the form of horizontal strips, can e.g. B. be grouped into groups of 8, 16, 32 or even more data channels or groups of FIFO buffers, such a group of Data channels corresponds to a data path, i. H. contain the associated data channels all a common first parameter. The division or arrangement and sorting into the individual partial areas of the memory, namely into areas ID0, ID1, ID2 etc. then done on the basis of the second parameter.

In dem dargestellten Beispiel sei z. B. angenommen, daß auf zwei Kanälen eines Datenpfades Telefongespräche übertragen werden, wobei die diesen Telefongesprächen entsprechenden Datenpakete in der Vorrichtung aufgenommen werden, indem die Datenpakete des einen Telefonkanals z. B. in dem FIFO-Speicher ID0 und die des anderen Telefonkanals in dem FIFO- Speicher ID2 abgelegt werden.In the example shown, for. B. assumed that on two channels of a data path Telephone calls are transmitted, the corresponding to these telephone calls Data packets are recorded in the device by the data packets of one Telephone channel z. B. in the FIFO memory ID0 and that of the other telephone channel in the FIFO Memory ID2 can be stored.

Der Sortieralgorithmus für eine Neuanordnung der auszugebenden Daten wählt dann lediglich noch aus, aus welchem der FIFO-Speicher ID0 bis ID1023 das nächste auszusendende Datenpaket stammt. Dabei wird durch einen solchen Sortieralgorithmus sichergestellt, daß nach der Aussendung eines Datenpaketes aus dem FIFO-Speicher ID0 das nächste Datenpaket aus demselben FIFO-Speicher ID0 ca. 6 Millisekunden später ausgesendet wird bzw. ausgesendet werden muß. Das Gleiche gilt auch für die Datenpakete aus dem FIFO-Speicher ID2. Für alle übrigen FIFO-Speicher, die z. B. keine Telefonverbindung repräsentieren, kann z. B. auf der Basis des ersten Parameters eine bestimmte, pauschale Aufteilung der verbleibenden Bandbreite erfolgen. Z. B. kann einer der Datenpfade eine höhere Priorität oder z. B. die doppelte Übertragungsgeschwindigkeit eines anderen Datenpfades beanspruchen, was bedeutet, daß insgesamt die Datenpakete aus dem schnelleren Datenpfad doppelt so oft in die zur Verfügung stehenden Zeitfenster eingefügt werden, wie die Datenpakete aus einem anderen Datenpfad.The sorting algorithm for a rearrangement of the data to be output then only chooses from which the FIFO memory ID0 to ID1023 the next one to be sent Data packet comes. Such a sorting algorithm ensures that after the transmission of a data packet from the FIFO memory ID0 the next data packet is sent out about 6 milliseconds later from the same FIFO memory ID0 or must be sent out. The same applies to the data packets from the FIFO memory ID2. For all other FIFO memories, e.g. B. do not represent a telephone connection, z. B. on the basis of the first parameter, a specific, general distribution of the remaining ones Bandwidth. For example, one of the data paths may have a higher priority or e.g. B. the double the transmission speed of another data path claim what means that overall the data packets from the faster data path into the available time window can be inserted as the data packets from a other data path.

Konkret erfolgt die Berechnung der Aussendezeitpunkte für die einzelnen Datenpakete auf der Basis der Werte des ersten und des zweiten Parameters, wobei jedoch je nach Kanal oder Datenpfad die Werte eines Parameters und die daraus resultierenden Aussendezeiten Priorität gegenüber für andere Datenpakete berechneten Aussendezeitpunkten haben kann.Specifically, the transmission times for the individual data packets are calculated on the Basis of the values of the first and second parameters, but depending on the channel or Data path the values of a parameter and the resulting transmission times priority compared to transmission times calculated for other data packets.

Zu den idealen Zeitpunkten der Aussendung bestimmter Datenpakete werden gleichzeitig auch immer gewisse Toleranzen berechnet, die im Hinblick auf die Parameterwerte der ver schiedenen Datenpfade und -kanäle unterschiedlich sein können.At the ideal times when certain data packets are sent out at the same time always certain tolerances calculated with regard to the parameter values of the ver different data paths and channels can be different.

Claims

1. A method for the transmission of data with recording, reorganization and renewed output of distinguishable data packets of a data stream consisting of a plurality of data packets, each of the data packets containing parameter data and information data and wherein the incoming or recorded data packets using at least two parameters Various groups are sorted and output on the basis of the first parameter in accordance with predefinable criteria in a desired order and, if appropriate, at at least partially specified times, characterized in that at least for the data packets one of the groups of data packets detects a second parameter and the data packets with this second one Parameters are subjected to a further sorting, and that the sequence and the time of the output of the data packets takes place according to criteria which at least additionally include the second parameter in the determination of the sequences and times Include points of transmission.

2. The method according to claim 1, characterized in that the data packets each have one fixed predetermined number of information data bits or bytes and one fixed contain the specified number of parameter data bits or bytes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the data packets each 48th Contain byte information data and 5 byte parameter data.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Data packets are first loaded into a buffer memory first parameters sorted into different buffer areas.

5. The method according to claim 4, characterized in that the data packets with a predetermined first parameters, which are within an associated buffer area are stored on the basis of the second parameter in further distinguishable second ones Buffer areas are stored, which form parts of the buffer area, in which the data packets are stored with the predetermined first parameter.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the chronological order and the temporal interval of the output of data packets based on the buffer area membership or the values of the first and second parameters he follows.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Assignment of the output times and the time intervals of the output of the data packets have a different first parameter with the help of the so-called dual leaky Bucket algorithm or Generic Cell Rate algorithm.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the Assignment of the output times and the time intervals of the output of the individual Data packets with the same first parameter, but with a different second Parameters according to the so-called dual leaky bucket algorithm or Generic cell rate algorithm is done.

9. The method according to claim 8, characterized in that based on the second Parameters determined output times and time intervals for the output of the data packets Priority over the output times and based on the first parameter Have intervals.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that by the A first distinction is made between data paths, each of which is several Have data channels.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that by the second parameters different data channels can be distinguished.

12. The method according to claim 11, characterized in that the second parameter indicates whether a data channel has a greater or a smaller tolerance towards There are time delays in the output times of the individual data packets.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the first Parameter data packets differs, the different output or under have different multiples, with at least all data channels having the same The starting point and the same target point have the same first parameter exhibit.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that by the second parameter data channels or data connections are distinguished, the are intended for the transmission of voice or other real-time information and those data channels that are used for the non-time-critical transmission of data packages are provided.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that one of the parameters, including the first and second parameters mentioned bandwidth to be made available for a data channel or a data path is determined.

16. Device for the transmission of data under recording, rearrangement and renewed Output of reordered data packets one of a large number of data packets existing data stream, each of the data packets parameter data and Contains information data, with a buffer memory and a sorting device for the incoming data packets, the sorting device being based on a first Parameters of the data packets addresses the data packets based on their first Assign parameters to different areas of the buffer memory or to Buffer areas with stored data packets based on their different first ones Subdivide parameters into at least two different buffer areas characterized in that at least a second sorting device is provided or but the first sorting device is designed for an additional sorting process, through which the data packets, the at least a first common first Have parameters depending on the presence or absence of a particular one second parameter sorted and within that for the associated first parameter provided in the buffer area on the basis of the second parameter stores third and / or fourth buffer areas, and that an output device is provided which the output of the data at the output of the device on the Basis of the values of at least the second, preferably also based on the first Controls parameters in a time-coordinated manner based on specified criteria.