DE3305115A1

DE3305115A1 - Uebertragungsnetzwerk

Info

Publication number: DE3305115A1
Application number: DE19833305115
Authority: DE
Inventors: Takashi Tokyo Yano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1983-08-18
Also published as: US4516272A; DE3305115C2; JPS58139543A; JPH0419732B2

Description

Anwaltsakte: 32 654

Beschreibung 5

Die Erfindung betrifft ein Übertragungsnetzwerk und betrifft insbesondere ein Übertragunsgnetzwerk, in welchem eine Anzahl entfernt voneinander angeordneter Datenendstellen oder -geräte bzw. Terminals (wobei im folgenden der Einfachheit halber immer von Terminals gesprochen wird) über Knotenpunkte und Übertragungsleitungen miteinander verbunden sind/ und die Verbindungs- bzw. Anschlußbedingungen zwischen den Übertragungsleitungen an den Knotenpunkten gesteuert werden, um eine gewünschte Über-.

tragung zwischen beliebig gewählten Quellen- und Bestimmungsterminals durchzuführen.

Bisher sind schon verschiedene Vorschläge bezüglich eines Übertragungsnetzwerks gemacht worden, das dadurch gebildet

ist, daß eine Anzahl von Terminals, wie Universalrechner, Spezial- bzw. Sonderrechner, Speichereinrichtungen, Terminalsteuereinrichtungen und Drucker, welche weit entfernt voneinander angeordnet sind, über Knotenpunkte und Übertragungsleitungen verbunden sind, wobei eine Übertragung zwischen beliebig ausgewählten Quellen- und Bestimmungsterminals durchgeführt werden kann. Bekannt sind beispielsweise die Koaxialbus- bzw. Koaxialvielfachleitungsausführung, die in einer Druckschrift von R.M. Metcalfe und David R.Boggs mit dem Titel " Ethernet: Distributed packet switching for local networks", CACM, Bd.19, Nr.7 vom Juli 1976 auf den Seiten 395 bis 404 beschrieben ist, und die Schleifen- oder Ringleitungsausführung, die in einer Druckschrift von D,J. Farber mit dem Titel "A Ring Network" Datamation, Bd.21, Nr.2 vom Februar 1975 auf den Seiten 44 bis 46 beschrieben ist. Diese Koaxialbus- und Ringleitungsausführungen sind in Fig.1 bzw. 2 beschrieben.

In der in Fig.1 dargestellten Koaxialbus- bzw. Koaxialvielfachleitungsausführung sind eine Anzahl von Terminals 3a bis 3e über Abgriffe oder T-Anschlußteile mit entsprechenden Koaxialkabeln 1a, 1b und 1c verbunden. Wie dargestellt, ist zwischen irgendeinem der Terminals 3a bis 3e und dem entsprechenden Abgriff 2 eine entsprechende Einrichtung 4, wie ein Ein-VAusgabepuffer, eine Ein-/Ausgabekopplungseinrichtung und ein Sendeempfänger, angeordnet, welche entsprechend der Art des zugeordneten Terminals bestimmt wird. Ein sogenannter Terminator 5 ist an jedem Ende jedes der Koaxkabel 1a bis 1c vorgesehen, und der Ter-' minator 5 führt an dem Kabelende eine Impedanzanpassung durch, um zu verhindern, daß es zu einer Reflexion eines Signals kommt. Eine Kopplung zwischen zwei verschiedenen Koaxialkabeln wird über einen Verstärker bzw. Entzerrer (repeater) 6 vorgenommen. In einer herkömmlichen Koaxialbusausführung kann das Netzwerk ohne weiteres ausgedehnt werden, indem einfach zusätzliche Verstärker bzw. Entzerrer 6 und Koaxialkabel 1 vorgesehen werden; einer oder

mehrere der lokalen Terminals kann ohne weiteres entfernt werden, ohne dadurch das Gesamtverhalten des Netzwerks nachteilig zu beeinflussen. Da jedoch dieses Netzwerk im wesentlichen durch Zusammenschalten und Verbinden gesonderter Koaxialkabel 1 mit Verstärkern oder Entzerrern 6 ausgeführt ist, kann keine sehr hohe Betriebszuverlässigkeit sowie -geschwindigkeit erwartet werden.

Wenn beispielsweise in der in Fig.1 dargestellten Ausführung der Verstärker oder Entzerrer 6b ausfällt, kann un-

möglich eine übertragung zwischen dem Terminal 3c und einem der Terminals 3d nd 3e durchgeführt werden. Um einen solchen Zustand zu vermeiden, kann ein zusätzlicher Verstärker oder Verzerrer vorgesehen werden;, hierdurch wird dann jedoch das ganze System insgesamt größer und im Aufbau komplizierter, und folglich ist diese Lösung nicht vorteilhaft. Da jedoch eine Übertragung zwischen den Terminals, welche mit verschiedenen Koaxialkabeln verbunden

sind, beispielsweise zwischen den Terminals 3a und 3c oder 3b und 3d unbedingt über den zugeordneten Verstärker oder Entzerrer 6a durchgeführt werden muß und dessen Aufgabe

darin besteht, Signale zwischen den miteinander verbunde-5

nen Koaxialkabeln aneinander anzupassen, hängt die übertragungsgeschwindigkeit von dem Verhalten und der Wirksamkeit des Verstärkers oder Entzerrers ab. Außerdem kann die Übertragungsgeschwindigkeit bei der in Fig.1 dargestellten Koaxialbusausführung erhöht werden, wenn optische Fasern ..

als Ubertragungsleitungen verwendet werden; da jedoch Faser-T-Anschlußteile mit hoher Impedanz zurzeit nicht verfügbar sind, ergeben sich technologische Schwierigkeiten, wenn der Versuch gemacht wird, optische Fasern in dem sogenannten Ethernet-Aufbau der Fig.1 zu verwenden.

Dagegen sind in der in Fig.2 dargestellten Ring- bzw. Schleifenausführung eine Anzahl Knotenpunkte 8 und ein sogenannter Supervisor bzw. eine Überwachungseinrichtung 9 als Verbindung zu einer ringförmigen Übertragungsleitung 7

vorgesehen, und einzelne Terminals 3 sind mit entsprechenden Knotenpunkten 8 oder der Überwachungseinrichtung 9 verbunden. In einer derartigen Ringleitungsausführung kann für die Übertragungsleitung 7 eine optische Faser verwendet werden, um die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen; der Hauptnachteil der Ringausführung ist jedoch die mangelnde Zuverlässigkeit. In der in Fig.2 dargestellten Ringleitungsausführung kommt es aufgrund der Tatsache, daß eine Anzahl Knotenpunkte 8 und die Überwachungseinrichtung 9 in Reihe geschaltet sind, bei einem Ausfall nur eines

der Knotenpunkte und/oder eines lokalen Schadens in der Übertragungsleitung zu einem Ausfall des gesamten Systems. Außerdem ist eine Ausdehnung des Systems teils wegen der Art der Ringlfaltung, welche im weaeni1 it hen fcin gfcpi hin« senes System ist, und teilweise wegen des Vorhandenseins

der Überwachungseinrichtung 9 ziemlich begrenzt, welche als zentrale Steuereinheit des Systems fungiert.

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Gemäß der Erfindung sollen daher die vorstehend beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen vermieden werden und ein Übertragungsnetzwerk geschaffen werden, das hochleistungsfähig ist/ eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit sowie eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Ferner soll das erfindungsgemäße Übertragungssystem sehr leicht erweitert oder verkleinert werden können. Ferner sollen Lichtübertragungsmaterialien, wie optische Fasern ohne weiteres als Übertragungsleitungen bei dem Übertragungsnetzwerk verwendet werden können, damit die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf einen Wert von 10 bis 100 Mega Bytes/Sekunde (mega bps) erhöht werden kann. Wenn für die Übertragungsleitungen statt Metalleitungen, wie Koaxialkabel, Lichtübertragungsmaterialien, wie optische Fasern verwen-

det werden, können Vorteile erhalten werden, welche bezüglich der Lichtsignalverarbeitüng unerreicht sind. Diese Vorteile schließen eine Immunität bzw. Ünempfindlichkeit bezüglich elektromagnetischer Wechselwirkungen, das Fehlen von Strahlen von elektromagnetischen Wellen, eine Ünabhän-

gigkeit bezüglich einer geerdeten Schaltung, eine breitere Bandbreite und geringere Kosten ein#

Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Übertragungsnetzwerk durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den llnteransprüchen angegeben* Gemäß der Erfindung weist in funktioneller Hinsicht jeder der Knotenpunkte drei Funktionsabschnitte auf: einen Eingangsabschnitt mit einer Anzahl Eingangskanälen; einen Ausgangs-

abschnitt mit einer Anzahl Ausgangskanälen, und einen Verbindungssteuerabschnitt zum Steuern des Verbindungszustandes bei einer Übertragung zwischen den Eingangs- und Ausgangskanälen, wobei einer der Eingangskanäle und der entsprechende Ausgangskanal in jedem der Knotenpunkte ein Paar bilden, und jeder der Knotenpunkte zwei oder mehr, derartiger Eingangs- und Ausgangspaare aufweist.

Ferner ist gemäß der Erfindung eine Knotenpunkt-zu-Knotenpunkt-Verbindung in der Weise geschaffen, daß ein erstes Paar von Eingangs- und Ausgangskanälen einer der Knotenpunkte über die Übertragungsleitungen mit einem ersten 5

Paar von Eingangs- und Ausgangskanälen eines der anderen Knotenpunkte verbunden ist; da jedoch jeder der Knotenpunkte mindestens zwei Paare von Eingangs- und Ausgangskanälen einschließt, kann das zweite Paar von Eingangs- und

Ausgangskanälen eines der Knotenpunkte über die Verbin-10

dungsleitung mit einem ersten Paar von Ausgangs- und Eingangskanälen noch eines weiteren Knotenpunktes verbunden werden, wodurch dann ein Netzwerk gebildet ist. Ferner sind ein oder mehrere Paare von Eingangs- und Ausgangskanälen von ausgewählten Knotenpunkten mit Terminals einer bestimmten Art verbunden, wodurch das Übertragungsnetzwerk vervollständigt ist, so daß eine Übertragung zwischen beliebig ausgewählten Quellen- und Bestimmungsstationen oder -terminals durchgeführt werden kann.

Gemäß der Erfindung bilden in jedem der Knotenpunkte einer der Eingangskanäle und einer der Ausgangskanäle ein Paar, und folglich ist sie so ausgeführt, daß jeder der Eingangskanäle einem der Ausgangskanäle entspricht, und paarweise zusammengehörende Eingangs- und Ausgangskanäle eines Knotenpunktes mit paarweise zusammengehörenden Ausgangsund Eingangskanälen eines anderen Knotenpunktes verbunden sind. Hierbei ist wichtig, daß der Eingangskanal eines Paars von Eingangs- und Ausgangskanälen eines ersten Knotenpunktes über eine Übertragungsleitung mit dem Ausgangskanal eines Paars von Eingangs- und Ausgangskanälen eines zweiten Knotenpunktes verbunden ist; andererseits ist der Ausgangskanal des Paars von Eingangs- und Ausgangskanälen des ersten Knotenpunktes über eine Übertragungsleitung mit dem Eingangskanal des Paars von Eingangs- und Ausgangska-

nälen des zweiten Knotenpunktes verbunden. In diesem Fall kann die Übertragungsleitung für eine Verbindung zwischen Knotenpunkt und Knotenpunkt oder zwischen Knotenpunkt und

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Terminal ein Paar Übertragungsleitungen aufweisen, welche körperlich voneinander getrennt sind oder es kann auch eine zweiseitig gerichtete Übertragungsleitung vorgesehen

werden, welche einen physikalisch einheitlichen Aufbau 5

aufweis t»

Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat jeder Knotenpunkt des Übertragungsnetzwerks eine Vielfachverzweigung. Das heißt, jeder der Knotenpunkte weist mindestens zwei Paare von Ein- und Ausgangskanälen auf, und jedes Paar eines Knotenpunktes ist mit einem Paar von Ein- und Ausgangskanälen eines anderen Knotenpunktes oder mit einem Terminal in einer Eingangs- Ausgangs- und Ausgangs-Eingangs-Beziehung verbunden. Terminals können mit ausgewählten Knotenpunkten

verbunden werden, und es brauchen nicht ein oder mehrere Terminals für jeden der Knotenpunkte in dem Netzwerk vorgesehen zu werden. Bei dieser Ausführung sind prinzipiell mehr als ein Übertragungsweg zwischen einem Quellenterminal und einem Bestimmungsterminal vorhanden, welche be-

liebig ausgewählt werden. Gemäß der Erfindung wird jedoch infolge der Anwendung und Übernahme einer Logik, 'Wer zuerst kommt, wird zuerst bedient," (first-come-first-served logic) der geeignetste Übertragungsweg für einen Betrieb gewählt, was später noch im einzelnen beschrieben wird. Hierdurch ist angedeutet, daß, selbst wenn einer oder mehrere der Knotenpunkte oder Übertragungsleitungen ausgefallen sind, unter den gegebenen Bedingungen automatisch doch noch der geeignetste Übertragunsgweg ausgewählt wird, welcher die ausgefallenen Knotenpunkte oder Übertragungs-

leitungen umgeht, so daß ein Gesamtausfall des Systems oder Netzwerks verhindert ist. Da der Knotenpunkt eine Vielfachabzweigung hat bzw. schafft, kann das Übertragungsnetzwerk ohne weiteres ausgedehnt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Logik, 'Wer zuerst kommt, wird zuerst bedient," bei dem Knotenpunkt des Netzwerks ange wendet, wodurch eines der Ein-

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gangssignale automatisch ausgewählt wird, selbst wenn mehr als ein Eingangssignal dem Knotenpunkt zugeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, kann es, wenn der Knotenpunkt des

Übertragungsnetzwerks wie bei der Erfindung mindestens 5

zwei Eingangskanäle aufweist, zu einer Kollision von Signalen kommen, wenn zwei oder mehr Signale gleichzeitig zugeführt werden. Gemäß der Erfindung werden die Eingangskanäle jedes Knotenpunktes jedoch abgetastet ,indem sie zyklisch nacheinander ein- und ausgeschaltet werden, und sobald ein Eingangssignal auf einem der Eingangskanäle zugeführt worden ist, wird die Abtastung beendet, und die anderen Eingangskanäle werden abgeschaltet gehalten, so daß nur das Eingangssignal, das den Knotenpunkt zuerst erreicht hat, angenommen wird. Selbst wenn zwei oder mehr

Eingangssignale auf verschiedenen Eingangskanälen desselben Knotenpunktes gleichzeitig eingetroffen sind, kann, da die Eingangskanäle zeitlich nacheinander abgetastet werden • und sie folglich nacheinander für eine kurze Zeitdauer angeschaltet werden, nur eines der Eingangssignale als gül-

tiges Signal ausgewählt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der Knotenpunkt selbst keine eigene Adresse und die Intelligenz des

Knotenpunktes ist so klein wie möglich. Das heißt, der 25

Knotenpunkt des erfindungsgemäßen Netzwerks steuert nur die Arbeitsweise, um das an einen der Eingangskanäle angelegte Eingangssignal einem der Ausgangskanäle zuzuführen, und er prüft nicht den Inhalt des Eingangssignals, welches üblicherweise die Form eines Paketsignals hat. Der Knoten-

punkt des erfindungsgemäßen Netzwerks weist den Verbindungssteuerabschnitt zum Steuern des Verbindungszustandes zwischen den Eingangs- und Ausgangskanälen auf, und der Verbindungssteuerabschnitt steuert den Datenfluß von einem ganz bestimmten Eingangskanal über den Knotenpunkt zu einem ganz bestimmten Ausgangskanal.

Gemäß einer bevorzugten Betriebsart der Erfindung tastet

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der Verbindungssteuerabschnitt eines Knotenpunktes normalerweise nacheinander eine Reihe von Eingangskanälen ab, und sobald ein erstes Eingangssignal einem der Eingangskanäle zugeführt worden ist, wird das Abtasten beendet und unwirksam gemacht, bis ein vorbestimmter Zeitabschnitt nach Empfang des Eingangssignals verstrichen ist, um dadurch zu verhindern, daß die folgenden Signale, die über die anderen Leitungen übertragen worden sind, durch die anderen Eingangskanäle empfangen werden; gleichzeitig wird die Information,die an erster Stelle auf einem der Eingangskanäle als gültiges Eingangssignal empfangen worden ist, gespeichert. Nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitabschnitts nach der Beendigung des Empfangs des ersten Eingangssignals nimmt der Verbindungssteuerab-

schnitt den Abtastbetrieb der Eingangskanäle wieder auf; wenn dann ein zweites Eingangssignal auf einem der Eingangskanäle zugeführt wird, hört der Verbindungssteuerabschnitt seinen Abtastbetrieb wieder auf, welcher nicht wieder aufgenommen wird,bis eine vorbestimmte Zeitspanne

nach Beendigung des Empfangs des zweiten Eingangssignals verstrichen ist, und gleichzeitig kann das zweite Eingangssignal über den Ausgangskanal, welcher dem Eingangskanal entspricht, dessen Information gespeichert worden ist, abgegeben werden. Auf diese -Weise speichert, wenn das

erste Signal von einem Quellenterminal zu einem Bestimmungsterminal übertragen wird, der Verbindungssteuerabschnitt jedes der Knotenpunkte, die dem Übertragungsweg zugeordnet sind, entlang welchem das erste Signal übertragen worden ist, für einen vorbestimmten Zeitabschnitt die

Information eines ganz bestimmten Eingangskanals, auf welchem das erste Signal eingegeben worden ist. Der Bestim-' mungsterminal liefert dann in einem vorbestimmten Zeitabschnitt entsprechend dem ersten Signal ein zweites Signal, und somit kann das zweite Signal dem Quellenterminal nur über den speziellen Übertragungsweg zugeführt werden, welcher durch die Übertragung des ersten Signals festgelegt worden ist. Dies bedeutet, wie im einzelnen noch spä-

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ter beschrieben wird, daß das erfindungsgemäße Übertragungsnetzwerk für eine sogenannte Platz- oder Raumsharing-Übertragung anwendbar ist, und folglich kann die gleichzeitige Datenübertragung von identischen Daten oder von 5

einer Anzahl Daten von einer Anzahl Quellenterminals zu einer Anzahl Bestimmungsterminals durchgeführt werden. Hierbei sollte beachtet werden, daß der Knotenpunkt bei dem erfindungsgemäßen Netzwerks bezüglich des Inhalts eines Signals transparent ist, da er keine eigene Adresse hat. Folglich kann das erfindungsgemäße Netzwerk nach Belieben ausgedehnt oder verkleinert werden, und ohne Zwang kann eine Knotenpunkt-Knotenpunkt-Verbindung oder eine Knotenpunkt-Terminal-Verbindung gewählt werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung beruht auf der Anwendbarkeit bei einer Raum- bzw. Platzsharing-Übertragung. Da, wie oben beschrieben, der Knotenpunkt eine Vielfachabzweigung hat, sind in dem erfindungsgemäßen Übertragungsnetzwerk eine Anzahl möglicher Übertragungswege zwischen einem

Terminal und einem anderen Terminal vorhanden. Da darüber hinaus der Übertragungsweg in jedem Knotenpunkt durch Speichern der Information eindeutig dadurch festgelegt ist, auf welchem der Eingangskanäle er unter Zugrundelegung der Logik, wer zuerst kommt, wird zuerst bedient, ein

gültiges Signal empfangen hat, können die übrigen Übertragungswege oder Leitungen gleichzeitig zum Übertragen derselben oder einer anderen Information verwendet werden. Hierdurch kann die Benutzungsrate des Übertragungsnetzwerkes beträchtlich erhöht werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Übertragungsnetzwerks mit einem Koaxialbus bzw. einer Koaxialvielfachlei-

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tung;

Fig.2 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Übertragungsnetzwerks mit einer Ringleitung;

Fig.3 schematisch eine perspektivische Ansicht

einer Ausführungsform eines Übertragungsnetzwerks gemäß der Erfindung; 10

Fig.4 schematisch eine perspektivische Ansicht

der Anschlußbedingung zwischen zwei beliebig gewählten Knotenpunkten in dem Netzwerk der Fig.3;

Fig.5 eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus eines Knotenpunktes des Netzwerks in Fig.3;

Fig.6 ein Schaltungsdiagramm, das teilweise in

Blöcken und teilweise in logischen Symbolen wiedergegeben ist und in dem ein Beispiel des elektrischen Aufbaus des in Fig.5 dargestellten Knotenpunktes wiedergegeben ist;

Fig.7 eine Darstellung einer Gruppe von sogenannten Paketsignalen, welche in dem Übertragungsnetzwerk verwendet werden können,

welches Knotenpunkte mit dem in Fig.6 dargestellten Aufbau aufweist, und

Fig.8a bis 8e schematische Darstellungen zum Verständnis

der Arbeitsweise des Überragungsnetzwerkes, das Knotenpunkte mit dem in Fig.6 wiedergegebenen Aufbau aufweist und bei welchem eine Gruppe von in Fig.7 dargestellten Pa-

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ketsignalen verwendet wird.

Nunmehr werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben.In Fig.3 ist perspektivisch eine Ausführungsform eines Übertragungsnetzwerks gemäß der Erfindung dargestellt; es weist eine Anzahl von Knotenpunkten 8, die in Form einer Matrix angeordnet sind, Datenendplätze bzw. Terminals 3, die jeweils mit den entsprechenden Knotenpunkten 8 verbunden sind, und Paare von ..

Ubertragungsleitungen 1 für eine Knotenpunkt-Knotenpunkt- und eine Knotenpunkt-Terminalverbindung auf. Obwohl eine Anzahl Knotenpunkte 8 in der dargestellten Ausführungsform in dem Matrixformat angeordnet sind, ist eine solche spezielle Anordnung bei der Erfindung nicht wesentlich.

Darüber hinaus sind in Fig.3 vier oder fünf Terminals dargestellt und vorgesehen, die mit jedem der Knotenpunkte 8 verbunden sind; auch dies ist nur ein Beispiel und es kann irgendeine andere entsprechende Anzahl Terminals 3 mit jedem der Knotenpunkte 8 verbunden werden. Dagegen ist kei-

nes der Terminals 3 mit einigen der Knotenpunkte 8 verbunden .

In der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform weist jeder Knotenpunkt 8 acht Paare von Ei.n-/Ausgangskanälen auf, und folglich sind acht Paare von Übertragungsleitungen 1 mit jedem Knotenpunkt 8 verbunden. Gemäß der Erfindung ist jeder Knotenpunkt so ausgeführt, daß er mindestens zwei Paar Ein-/Ausgangskanäle hat; wie in der dargestellten Ausführungsform ist jedoch, je größer die Anzahl von Paaren an

Ein-/Ausgangskanälen ist, umso größer die Anzahl von möglichen Verbindungswegen und somit einer erhöhten Zuverlässigkeit des Übertragungsnetzwerks. Übrigens sind eine Knotenpunkt-Knotenpunkt- und eine Knotenpunkt-Terminal-Verbindung nicht auf einen ganz bestimmten Aufbau beschränkt, sondern es kann irgendeine der bekannten Verbindungsanordnungen, wie eine lineare, eine ringförmige und eine sternförmige Verbindungsanordnung angewendet werden. Wenn je-

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doch, wie aus Fig.3 zu ersehen ist, die- Ringverbindung so viel wie möglich angewendet wird, ist die Anzahl der möglichen Übertragungswege von einem Terminal 3 zu einem anderen Terminal 3 im Vergleich zu den anderen Fällen größer, und folglich kann das Netzwerk noch zuverlässiger gemacht werden. Da selbst in diesem Fall kein zentrales Steuerelement, wie die Überwachungseinheit 9 der in Fig.2 dargestellten, herkömmlichen Ringleitungsausführung, vorhanden ist, und bei der Erfindung jeder Knotenpunkt eine Vielfachabzweigung aufweist, können ohne weiteres zusammengesetzte Schleifen- oder Ringleitungen gebildet werden, welche ineinanderverschlungen sind. Selbst wenn bei diesem Aufbau einer oder mehrere der Knotenpunkte 8 ausfallen oder eine oder mehrere der Übertragungsleitungen 1 unter-

brochen werden, kann der Verbindungsweg zwischen zwei be-· liebig gewählten Punkten festgelegt werden, indem' die ausgefallenen Knotenpunkte und Übertragungsleitungen umgangen werden.

Hierbei ist wichtig, daß paarweise zusammenpassende Ein- und Ausgangskanäle eines Knotenpunktes 8 über ein Paar Verbindun*gsleitungen 1 mit paarweise zusammenpassenden Aus- und Eingangskanälen eines anderen Knotenpunktes 8 verbunden sind. Ein Paar körperlich getrennter Übertragungsleitungen 1 ist in Fig.3 dargestellt; ein derartiges Paar kann jedoch auch durch eine einzige zweiseitig ausgerichtete Übertragungsleitung ersetzt werden. Wenn- als Übertragungsleitungen optische Fasern verwendet werden, können mehrere Vorteile erhalten werden, die sich aus den

einmaligen Eigenschaften der optischen Fasern ergeben, wie vorstehend ausgeführt ist.

In Fig.4 sind perspektivisch und vergrößert ein Paar Knotenpunkte 8 und 8¹ dargestellt, welche durch ein Paar Ver-

bindungsleitungen 1 miteinander verbunden sind. Wie dargestellt, weist jeder der Knotenpunkte 8 und 8' drei Abschnitte auf, nämlich einen Eingangsabschnitt 8a (8a¹),

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einen Ausgangsabschnitt 8b (8b') und einen Ein-/Ausgangs-Verbindungssteuerabschnitt 8c (8c·) zum Steuern der Anschlußbedingung zwischen den Eingangs- und Ausgangsabschnitten. Obwohl es bei der Erfindung nicht wesentlich ist, den Knotenpunkt 8 in Form einer achtseitigen Säule auszubilden, wie in Fig.4 dargestellt ist, sind in der in Fig.4 wiedergegebenen Ausführungsform selbstverständlich paarweise zusammenpassende Eingangs- und Ausgangskanäle

auf derselben Seitenfläche der Säule angeordnet. Folglich 10

ist der Eingangskanal, der auf der einen Seitenfläche des Knotenpunktes 8 vorgesehen ist, über die Übertragungsleitung 1 mit dem Ausgangskanal verbunden, der auf der einen Seitenfläche des Knotenpunktes 8' vorgesehen ist, während

der Ausgangskanal, der auf der einen Seitenfläche des Kno-15

tenpunktes 8 vorgesehen ist, über die Übertragungsleitung 1' mit dem Eingangskanal verbunden ist, der an der einen Seitenfläche des Knotenpunktes 8' vorgesehen ist.

In Fig.5 ist schematisch eine Ausführungsform des Knoten-

punktes 8 des erfindungsgemäßen Übertragungsnetzwerks dargestellt, wenn für die Übertragungsleitungen optische Fasern verwendet sind. Wie dargestellt, weist der Eingangsabschnitt 8a eine Photodiodenanordnung P auf, welche acht Eingangskanäle 1_ΛΛ bis I.,_Q festlegt; ferner weist der Aus-

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gangsabschnitt 8b eine lichtemittierende Diodenanordnung L auf, welche acht Ausgangskanäle O₁₁ bis O₁₈ festlegt, die jeweils einem der Eingangskanäle I₁₁ bis I₁₈ entsprechen. Der Verbindungssteuerabschnitt 8c weist einen Eingangskanal-Abtaster 10, um in zyklischer Form nacheinan-30

der die Eingangskanäle I₁₁ bis I₁₈ einzeln abzutasten oder zu aktivieren, einen Ausgangskanal-Wähler 11, um selektiv die Ausgangskanäle O₁₁ bis O₁₈ der Diodenanordnung L zu aktivieren, um das über einen der Eingangskanäle eingegebene Signal abzugeben, und eine Steuereinrichtung 12 auf, um den Betriebszustand des jeweiligen Eingangskanal-Abtasters 10 und des Ausgangskanal-Wählers 11 entsprechend einem Eingangskanal zu steuern.

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Wie aus Fig.5 zu ersehen, kann ein Signal durch den Knotenpunkt 8 nur in der Richtung von dem Eingangsabschnitt 8a zu dem Ausgangsabschnitt 8b hindurchgehen, und entsprechend der Reihenfolge der intermittierend zugeführten Signale findet die Übertragung von Signalen von den Eingangskanälen I₁^ bis I₁₈ zu den Ausgangskanälen CL. bis CLg selektiv unter Steuerung der Steuereinrichtung 12 statt. Wie oben beschrieben, hat der Knotenpunkt 8 keine eigene Adresse, und der Inhalt des Signals wird von dem Knotenpunkt 8 nicht geprüft. Somit wird das Signal, das auf einem der Eingangskanäle des Knotenpunktes 8 zugeführt worden ist, an dem Knotenpunkt 8 nicht interpretiert oder umgesetzt und wird vorbehaltlos einem oder mehreren ausgewählten Ausgangskanälen zugeführt. Vorausgesetzt,daß

der Ausgangskanal mit dem Eingangskanal des Terminals 3 verbunden ist, wird das Signal dem Terminal 3 zugeführt und durch diesen wird geprüft, ob das Signal an ihn adressiert ist. Der vorstehend beschriebene Aufbau zur Durchführung der Übertragungssteuerung von Signalen zwischen

Ein- und Ausgangskanälen und der Steuerung einer Anschlußbedingung zwischen Ein- und Ausgangskanälen durch gesonderte Steuerkanäle stellt noch ein weiteres Merkmal der Erfindung dar. Ferner können gemäß der Erfindung eine Änderung der Arten der Übertragungsleitung und eine Änderung

des Aufbaus der Steuereinrichtung 12 unabhängig voneinander durchgeführt werden, wodurch angezeigt wird, daß das erfindungsgemäße Netzwerk ruhig hoher eingestuft werden kann.

In Fig.6 ist ein Schaltungsdiagramra teilweise in Blockform und teilweise in logischen Symbolen dargestellt, das den elektrischen Aufbau des Knotenpunktes 8 wiedergibt, wenn optische Fasern als Übertragungsleitungen verwendet werden. In Fig.6 entspricht der linke Teil dem Eingangsabschnitt und der rechte Teil dem Ausgangsabschnitt. Wie · dargestellt, ist in dem linken Teil die Endfläche jeder der optischen Fasern 1a gegenüber einer der entsprechenden

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Photodioden 13 angeordnet, so daß das Lichtsignal, das von der Endfläche der optischen Faser 1a abgegebein wird, von der entsprechenden Photodiode 13 aufgenommen wird. Mit anderen Worten, die Endflächen der optischen Fasern 1a und 5

die gegenüberliegend angeordneten Photodioden 13, die jeweils einer der Endflächen entsprechen, legen die Eingangskanäle I₁₁ bis I₁₈ fest. Photokoppler einschließlich E/A- und A/E-Ausführungen ermöglichen es, zwei getrennte elektrische Schaltungen mit hoher Impedanz miteinander zu verbinden. In jedem der Eingangskanäle ist die Anode der Photodiode über einen Lastwiderstand R₁ und über einen Inverter 15 mit einem Eingang eines mehrere Eingänge aufweisenden ODER-Glieds 16 verbunden. Andererseits ist die Kathode der Photodiode 13 über einen MOS-Transistor 14, wel-

eher als Schaltelement fungiert, mit Erde verbunden. Die Steuerelektrode der MOS-Transistoren 14 sind mit den entsprechenden Anschlüssen I₁ bis I₈ eines Mikroprozessors 17 verbunden, welcher als Steuereinrichtung des Knotenpunktes wirkt. Folglich können, wenn ein einziges Signal mit hohem

Pegel an die Anschlüsse I₁ bis I₈ des Mikroprozessors 17 in zyklischer Folge nacheinander angelegt wird , die acht Eingangskanäle I₁₁ bis I₁₈ in zyklischer Folge zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nacheinander einzeln aktiviert werden, wodurch die gewünschte Eingangskanal-Abtastung durchgeführt wird. Übrigens kann für den Mirkoprozessor 17 das Modell Intel 8051 verwendet werden.

Der Ausgangsanschluß 18 des ODER-Glieds 16 ist über einen monostabilen Multivibrator 19 mit zwei Unterbrechungsan-

Schlüssen INT1 und INT2 des Mikroprozessors 17 verbunden. Durch das Vorsehen eines monostabilen Multivibrators 19 kann der Unterbrechungsbetrieb selbst dann gewährleistet werden, wenn das Signal zeitlich sehr kurz ist.Der Ausgangsanschluß oder ein gemeinsamer Verbindungspunkt 18 ist ebenfalls mit einem Eingang von UND-Gliedern 20 verbunden, von welchen jeweils eines für jeden der Ausgangskanäle O₁₁ bis O₁₈ vorgesehen ist. Der andere Eingang jedes der UND-

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Glieder 20 ist mit einem der entsprechenden Anschlüsse bis Og des Mikroprozessors 17 verbunden. Ferner ist der Ausgang jedes der UND-Glieder 20 mit der Steuerelektrode eines der entsprechenden MOS-Transistoren 21 verbunden, welche jeweils zwischen die Kathode einer lichtemittierenden Didode 22 und Erde geschaltet sind. Die Anode der lichtemittxerenden Diode 22 ist über einen Widerstand R₂ mit der Versorgungsspannung verbunden. Außerdem ist die Endfläche jeder der optischen Fasern 1b in Gegenüberlage angeordnet, um das von der entsprechenden LED 22 abgegebene Lichtsignal aufzunehmen. Somit legen die Anordnung aus den lichtemittxerenden Dioden 22 und die entsprechende Anordnung der Endflächen der optischen Fasern 1b eine Anordnung von Ausgangskanälen O₁₁ bis O₁₀ fest. Obwohl ι ι ίο

bei diesem Aufbau das Eingangssignal an dem Knotenpunkt über das ODER-Glied 16 an einen Eingang jedes der UND-Glieder 20 angelegt wird, liefert der Mikroprozessor 17 entsprechend dem Eingangssignal Steuersignale an die ausgewählten Anschlüsse O₁ bis O_fl, so daß die Steuersignale

an den anderen Eingang jedes der ausgewählten UND-Glieder 20 angelegt werden. Folglich liefern diese UND-Glieder 20, an welchen sowohl die Eingangs- als auch die Steuersignale angelegt worden sind, nunmehr Signale mit hohem Pegel, welche ihrerseits den ensprechenden MOS-Transistoren 21

zugeführt werden, damit diese angeschaltet werden, um dadurch Ausgangssignale an die entsprechenden optischen Fasern 1b abzugeben.

In Fig.7 ist eine Gruppe von sogenannten Paketsignalen dargestellt, welche in dem erfindungsgemäßen Übertragungsnetzwerk verwendet werden können, wenn die Knotenpunkte S den in Fig.6 dargestellten Aufbau haben. In dem in Fig.7 dargestellten Beispiel werden vier Paketsignale zwischen den Quellen- und Bestimmungsterminals oder -Stationen verwendet, um eine einzige Übertragung durchzuführen. Das heißt, wenn als erstes das Quellenterminal ein Rufpaket aussendet, dann wird das Netzwerk mit Rufpaketen gefüllt.

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Entsprechend dem Rufpaket überträgt dann das Bestimmungsterminal ein Rückrufpaket. Wie später noch im einzelnen beschrieben wird, kann das Rückrufpaket, das von dem Bestimmung s terminal an den Quellenterminal übertragen wird,

den ausgewählten, geeignetsten Übertragungsweg nehmen, welcher vielleicht so gewählt ist, daß er die kürzeste Strecke von dem Quellen- zu dem Bestimmungsterminal ist, und zwar deswegen, da der Mikroprozessor 17 eine Speicherfunktion hat und vorübergehend die Information spei-10

chert, bei welcher einer der Eingangskanäle das Rufpaket zuerst empfangen hat. Wenn einer der anderen Eingangs kanäle das Rückrufpaket empfangen hat, wird durch den Mikroprozessor 17 der Ausgangskanal, welcher dem gespeicherten Eingangskanal entspricht, aktiviert, über den dann

das Rückrufpaket abgegeben werden kann. Auf diese Weise werden die Ruf- und Rückrufpakete in der ersten Stufe übertragen, um dadurch einen Übertragungsweg auszuwählen und herzustellen.

Nachdem dann das Quellenterminal das Rückrufpaket empfangen hat, das auf einem besonderen Weg übertragen worden ist, überträgt das Quellenterminal ein Daten- oder Nachrichtenpaket, das eine gewünschte zu übertragende Information enthält, über den auf diese Weise hergestellten Übertragungsweg an das Bestimmungsterminal. Wenn das Bestimmungsterminal das Übertragungsende des Datenpakets festgestellt hat, überträgt es ein Datenempfangs-Bestätigungspaket, das entlang des gleichen Wegs zu dem Quellenterminal übertragen wird. Die Übertragung kann dann been-

det werden, oder erforderlichenfalls kann das nächstfolgende Datenpaket bei Empfang des Bestätigungspakets übertragen werden.

Obwohl der Rahmenaufbau jedes der Pakete in Fig.7 dargestellt ist, ist der Aufbau eines Paketes selbst, wie vorstehend erwähnt, bei der Erfindung nicht kritisch, und zwar deshalb, da der Knotenpunkt des Netzwerks den Inhalt

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eines Pakets nicht prüft und es erst der Terminal 3 ist, welcher bei der Erfindung den Inhalt eines Pakets überprüft. Ferner kann gemäß der Erfindung der Inhalt eines

Pakets in Abhängigkeit von der Art eines verwendeten Ter-5

minals entsprechend geändert werden, und derartige Änderungen im Inhalt eines Pakets beeinflussen das Verhalten des erfindungsgemäßen Übertragungssystems in keiner Weise.

Nunmehr wird kurz der Aufbau jedes der in Fig.7 dargesstellten Pakete beschrieben; das Rufpaket weist einen Synchronisationskode, eine Bestimmungsadresse, eine Quellenadresse und einen Ruf-Endkode auf, wobei die beiden letzteren aus Sicherheitsgründen vorgesehen sind. In ähnlicher Weise weist das Rückrufpaket einen Synchroni-

sierkode, eine Bestimmungsadresse, eine Quellenadresse und einen Rückruf-Endkode auf, wobei die drei letzteren aus Sicherheitsgründen vorgesehen sind. Das Datenpaket weist einen Synchronisierkode, eine Bestimmungsadresse, eine Quellenadresse, eine Nachricht oder Daten, eine Fehler-

überprüfung und einen Daten-Endkode auf, wobei unter diesen das zweite, dritte und letzte Element aus Sicherheits.-gründen vorgesehen sind. Von allen Elementen ist es nicht notwendig, die Fehlerüberprüfung vorzusehen. Das Bestätigungspaket weist einen Synchronisierkode, eine Bestimmungsadresse, eine Quellenadresse und ein Bestägigungs-Endpaket auf, wobei die drei letzten aus Sicherheitsgründen vorgesehen sind.

Wie ebenfalls in Fig.7 dargestellt ist, ist bei der Über-

tragung und bei dem Empfang dieser Pakete die zeitlich richtige Steuerung des Sendens und Empfangene jedes dieser Pakete sowie das Verfahren zum Abtasten der Eingangskanäle wichtig, wenn bei dem erfindungsgemäßen-Übertragunsgnetzwerk die Aufmerksamkeit auf einen ganz bestimmten Knotenpunkt 8 konzentriert wird. Das heißt, die Eingangskanäle I₁₁ bis I₁₈ werden unter der Steuerung des Mikroprozessors 17 normalerweise nacheinander abgetastet, und sobald einer

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OOU3 I

der Eingangskanäle ein Rufpaket empfängt, beendet der Mikroprozessor 17 sogleich den Abtastvorgang und speichert die Information, mit welcher einer der Eingangskanäle an

erster Stelle das Rufpaket empfangen hat. Das auf diese 5

Weise empfangene Rufpaket wird dann über alle Ausgangskanäle oder alternativ über alle die Ausgangskanäle außer dem Ausgangskanal abgegeben, welcher dem Eingangskanal entspricht, welcher das Rufpaket und folglich die Information empfangen hat, an welcher in dem Mikroprozessor 10

17 gespeichert wird. Das Abtasten der Eingangskanäle findet statt, während das Rufpaket durch den Knotenpunkt hindurchgeht, und ein derartiger Ruhezustand dauert an, bis ein vorbestimmter Zeitabschnitt tp_E von dem Zeitpunkt an, wenn das hintere Ende des Rufpakets den Knotenpunkt

verlassen hat, verstrichen ist. Die Zeit t_pE wird beispielsweise so festgelegt, daß, wenn das Rufpaket, das unter gegebenen Bedingungen in einem vorliegenden Übertragungsnetzwerk über den längsten Übertragungsweg läuft, zu dem infragekommenden Knotenpunkt kommt, die Zeit t_DC, für das

Rufpaket lang genug ist, um den Knotenpunkt zu passieren. Durch Vorsehen eines derartigen Ruhe- bzw. Restzeitabschnittes wird verhindert, daß der Knotenpunkt das hintere Ende des Rufpakets feststellt, welches über einen längeren Übertragungsweg übertragen worden ist. Ferner ist der Abtastruheabschnitt t_pE so vorgesehen, daß der Knotenpunkt nicht feststellen kann, ob eine Reihe von Nullen in dem Paket vorhanden ist oder das Paket ihn bereits verlassen hat, da bei dem erfindungsgemäßen System der Knotenpunkt den Inhalt eines Pakets nicht überprüfen kann, und folg-

lieh ist er so festgelegt, daß der Empfang eines Pakets beendet worden ist, wenn eine Reihe von Nullen über bzw. während der Zeit tp_E festgestellt worden ist.

Wenn die Zeit t_Dc. verstrichen ist, nimmt der Mikroprozes-

sor 17 den Abtastbetrieb der Eingangskanäle wieder auf. In diesem Augenblick können entweder alle Eingangskanäle oder alle Eingangskanäle außer demjenigen, welcher in dem Mik-

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- 2k -

roprozessor 17 gespeichert ist, erforderlichenfalls auf Abtastbetrieb eingestellt werden, um das Eintreffen eines weiteren Eingangssignals oder in diesem Fall des Rückrufpakets abzuwarten. Wenn das vordere Ende des Rückrufpakets innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts t„„, welcher von dem Zeitpunkt an gezählt wird, wenn das Rufpaket den Knotenpunkt verlassen hat, einen der Eingangskanäle erreicht hat, wird der Abtastbetrieb unmittelbar

beendet, und der Eingangskanal, welcher das Rückrufpaket 10

empfangen hat, wirdgesperrt. Andererseits wird unter den Befehlen von dem Mikroprozessor 17 das Rückrufpaket über den Ausgangskanal abgegeben, welcher dem in dem Mikroprozessor 17 gespeicherten Eingangskanal entspricht. Wenn dann die Zeit t_DC, verstrichen ist, wird durch den Mikro-

prozessor 17 nur der gespeicherte Eingangskanal aktiviert und seine gespeicherte Information gelöscht; gleichzeitig speichert der Mikroprozessor 17 die Information des Eingangskanals, welcher das Rückrufpaket empfangen hat. In dem Knotenpunkt, welcher das Rückrufpaket innerhalb der Zeit t zwischen t_pE und t_CE nicht empfangen hat, wird dagegen die Eingangskanalinformation, welche in dem Mikroprozessor 17 dieses Knotenpunktes gespeichert worden ist, gelöscht, und der Mikroprozessor 17 nimmt wieder das Abtasten der Eingangskanäle I₁₁ bis I_1ß auf, um sie für

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einen Empfang eines weiteren Eingangssignals bereit zu machen.

Für die Knotenpunkte, welche das Rückrufpaket empfangen haben, gilt die vorbeschriebene Arbeitsweise abgesehen von

dem Abtasten von Eingangskanälen, da nunmehr ein ganz bestimmter Eingangskanal gesetzt worden ist, auch für Daten- und ßestatigungspakete. In der vorstehend wiedergegebenen Beschreibung sind Eingangssignale zum Zwecke der Erläuterung einzeln, beispielsweise als Ruf- und Rückrufpakete . bezeichnet; da jedoch, wie vorstehend erwähnt, der Aufbau eines Pakets bei der Erfindung nicht kritisch ist, hat die Bezeichnung oder der Aufbau eines Pakets nichts mit dem

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Knotenpunkt 8 des erfindungsgemäßen Netzwerks zu tun. Mit anderen Worten, gemäß der Erfindung wird ein spezieller Übertragungsweg selektiv in dem Netzwerk ausgebildet, wenn

Pakete in einer vorbestimmten, zeitlichen Reihenfolge 5

durch Knotenpunkte hindurchgehen.

Es sollte jedoch beachtet werden, daß das in Fig.7 wiedergegebene Beispiel der Fall ist, bei welchem der Übertragungsvorgang durch das Quellenterminal oder das Terminal einzuleiten ist, von welchem aus eine Nachricht oder Daten zu übertragen sind. Ein anderes Beispiel ist der Fall, bei welchem der Übertragungsvorgang durch das Bestimmungsterminal oder das Terminal einzuleiten ist, welches eine Nachricht oder Daten empfängt. In dem letzteren Fall werden im allgemeinen nur zwei Pakete übertragen. Wenn dies bei dem erfindungsgemäßen Netzwerk angewendet wird, überträgt das Bestimmungsterminal zuerst ein Rufpaket, und dementsprechend überträgt dann das Quellenterminal ein Datenpaket. In diesem Fall wird jedoch das Datenpaket über

den Übertragungsweg übertragen, welcher bereits ausgewählt worden ist. Da bei einem solchen Übertragunsgvorgang das Bestimmungsterminal die Hauptrolle spielt, brauchen keine Rückruf- und Bestätigungspakete verwendet zu werden. Selbst wenn eine solche Betriebsart bei dem erfindungsgemäßen Netzwerk angewendet werden sollte, braucht, da die Knotenpunkte des erfindungsgemäßen Netzwerks nichts mit dem Aufbau oder der Anzahl von verwendeten Paketen zu tun haben, der gesamte Netzwerkaufbau sowie der Aufbau und die

Funktion des Knotenpunktes nicht geändert zu werden. '

Nunmehr wird insbesondere anhand von Fig.8a bis 8e eine Datenübertragung, insbesondere eine Raum- bzw. Platzsharing-Datenübertragung, anhand einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzwerks im einzelnen beschrieben, wobei der Knotenpunkt 8 mit dem in Fig.6 dargestellten Aufbau und eine Gruppe von in Fig.7 dargestellten Paketen verwendet wird.

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Das in Fig.8a bis 8e schematisch dargestellte Übertragungsnetzwerk hat sechs Knotenpunkte N₁ bis Ng und fünf Terminals T, die jeweils mit einem der entsprechenden Knotenpunkte N₁, N,, N,- und Ng verbunden sind. Der Drehpfeil in jedem der Knotenpunkte darstellenden Kreise gibt die Abtastrichtung der Eingangskanäle an. Jedoch ist es bei der Erfindung nicht kritisch, ob die Abtastrichtung in oder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt und ob die Abtastrichtung in einer vorgegebenen Richtung festgelegt ist 10

oder nicht. In einigen Anwendungsfällen kann das Abtasten der Eingangskanäle vorzugsweise ziemlich beliebig bezüglich der Richtung und der Art und Weise durchgeführt werden. In jedem Knotenpunkt N. (i=1 bis 6) sind die Eingangs- und Ausgangskanäle mit I.. bzw. 0.. bezeichnet.

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Darüber hinaus ist der Übertragungsweg eines Paketes durch gestrichelte Linien angezeigt. Die erste Datenübertragung soll zwischen den Anschlüssen T₁₁ und T,.. mit dem Terminal T₁₁ als dem Quellenterminal und dem Terminal T^₁ als dem Bestimmungsterminal durchgeführt werden.und mit einer kur-

zen Zeitverzögerung soll die zweite Datenübertragung zwischen dem Terminal T_c„ und Tr_A mit dem Terminal T_c. als

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dem Quellenterminal und dem Terminal Tg₁ als dem Bestimmungsterminal durchgeführt werden, während gleichzeitig

die erste Datenübertragung im Gange ist. 25

Anfangs ist jeder der Terminals und folglich deren Kopplungsschaltung in einem Bereitschafts- oder Empfangszustand. Wenn das Quellenterrainal T₁₁ das Rufpaket mit der Adresseninformation des Bestimmungsterminals T^. über-

trägt, wird das Netzwerk durch dieses Paket überflutet, wie durch gestrichelte Linien in Fig.8a dargestellt ist. Ein Übertragen des Rufpakets von dem Quellenterrainal T₁₁ aus kann so durchgeführt werden, daß· .das Terminal T₁₁ das Rufpaket überträgt, solange die Zeit t_nT? ohne einen Empfang eines Eingangssignals an dem Terminal T₁₁ verstrichen ist, wobei zu beachten ist, daß das Netzwerk nicht besetzt ist, selbst wenn es in der Tat besetzt ist.

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In dem Knotenpunkt N. werden die Eingangskanäle I₁₁ bis I₁- kontinuierlich in der durch den Drehpfeil angegebenen Richtung abgetastet; wenn der Eingangskanal I₁₁ das Rufpaket von dem Quellenterminal Ύ_ΛΛ erhält, wird ein Hinweis ¹¹

an dem Eingangskanal I₁₁ aufgestellt, und gleichzeitig wird das Rufpaket über die Ausgangskanäle O₁₂ bis CL. abgegeben. Das Rufpaket kann auch erforderlichenfalls über den Ausgangskanal O₁₁ abgegeben werden, der dem Eingangskanal K₁ entspricht, welcher das Rufpaket empfangen hat. ^ΊΊ

Daß ein Hinweis an dem Eingangskanal I₁₁ aufgestellt ist, bedeutet, daß der Mikroprozessor 17 des Knotenpunktes N₁ die Information des Eingangskanals I₁₁ als den Kanal speichert, welcher das Rufpaket empfangen hat. Das Rufpaket wird über die Ausgangskanäle O₁-, O₁, und O₁. an die Kno-

tenpunkte N^, N, bzw. Np abgegeben, und somit wird ein Hinweis an jedem der Eingangskanäle L., I₁^ und Ip₁ aufgestellt, wie in Fig.8a dargestellt ist. Wenn ein Hinweiszeichen an einem der Eingangskanäle eines Knotenpunktes aufgestellt ist, ist es wichtig, daß das Abtasten der

Eingangskanäle beendet wird, um dadurch zu verhindern, daß ein Eingangssignal empfangen wird. Somit wird das Rufpaket, das an dem Eingangskanal I₂₁ des Knotenpunktes N^ zugeführt worden ist, über die Ausgangskanäle Op₂ und Op₇, abgegeben; jedoch wird das Rufpaket, das über den Ausgangskanal O₀₀ zu dem Eingangskanal I,,- des Knotenpunktes N, gerichtet ist, zurückgewiesen und folglich durch den Knotenpunkt N, nicht empfangen, und zwar deswegen, da der Eingangskanal Iz₁ des Knotenpunktes N, bereits das Rufpaket empfangen hat, das über den Ausgangskanal O₁, des Knotenpunkts N₁

zugeführt worden ist, und ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal 0^₁ aufgestellt worden ist, wodurch das Abtasten des Eingangskanals verhindert wird. Wie oben beschrieben, wird entsprechend der Logik, "wer zuerst kommt, wird zuerst bedient" ein Hinweis in jedem der Knotenpunkte nur an dem Eingangskanal aufgestellt, welcher das Rufpaket zuerst empfangen hat, so daß alle verspäteten Rufpakete die zu den anderen Eingängen gerichtet werden, zurück-

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gewiesen werden. In Fig.8a ist ein Zeichen "x" an dem Eingangskanal dargestellt, welcher das verspätete Rufpaket zurückweist.

5
Obwohl alle Terminals das Rufpaket empfangen, welches von dem Quellenterminal T₁₁ übertragen worden ist und die Adresseninformation des Bestimmungsterminals T,- hat, wie in Fig.8a dargestellt ist, spricht nur das Bestimmungsterminal Ί-,_Λ auf dieses Rufpaket an und überträgt das

->

Rückrufpaket als Antwort, wie in Fig.8b dargestellt ist. In diesem Augenblick ist die zeitliche Steuerung des Sendens des Rückrufpakets von dem Bestimmungsterminal T-,. so, daß es nach dem Verstreichen der Zeit tp_E und vor einem Verstreichen der Zeit t^-t., verläuft. Hierbei ist t^ die

^Ch ..' '

Verzögerungskonstante des Ubertragungsnetzwerks. Oder anders ausgedrückt, sie muß in einem vorgegebenen Netzwerk so eingestellt werden, daß jeder der Knotenpunkte, der in einem ausgewählten Übertragunsgweg angeordnet ist, welcher die Quellen- und Bestimmungsterminals T₁₁ und T^₁ verbin-

det, das vordere Ende des Rückrufpakets in dem Zeitabschnitt tp_E t t„_E empfängt.

Wenn das Rückrufpaket, das von dem Bestimmungsterminal T,. übertragen worden ist, durch den Eingangskanal I₇, des Knotenpunktes N^ zu einem entsprechenden Zeitpunkt empfangen wird, ist, da zu diesem Zeitpunkt die Zeit t_pE bereits verstrichen ist, das Abtasten der Eingangkanäle in jedem Knotenpunkt bereits wieder aufgenommen worden, und folglich ist ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal I„ aufgerich-

tet bzw. hochgehoben; gleichzeitig wird das Hinweiszeichen am Eingangsanschluß I,* abgesenkt, und das Rückrufpaket wird nur über den Ausgangskanal O^ abgegeben, welcher mit dem Eingangskanal I₅₁ ein Paar bildet. In ähnlicher Weise wird dann das Rückrufpaket über die Knotenpunkte N_ und N₁ übertragen. Am Knotenpunkt N- wird ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal Ip, angehoben, während das Hinweiszeichen an dem Eingangskanal I₂₁ abgsenkt wird. An dem Knotenpunkt

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N₁ wird ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal I₁, angehoben, und das Hinweiszeichen an dem Eingangskanal I₁₁ wird abgesenkt. Schließlich erreicht das Rückrufpaket den Quellenterminal T₁₁, wodurch dann ein Verbindungsweg zwi-' '

sehen den Terminals T₁₁ und T^₁ über die Knotenpunkte N₁-Np-N, hergestellt ist. Andererseits wird nach Verstreichen der Zeit t„-_E das Abtasten von Eingangskanälen an den anderen Knotenpunkten N. bis Ng wieder aufgenommen, da das Rückrufpaket an diesen Knotenpunkte N. bis Ng nicht übertragen wird'; die Hinweiszeichen an diesen Knotenpunkten werden nach Verstreichen der Zeit t_CE abgesenkt, und somit kehren diese Knotenpunkte wieder in ihren Anfangszustand zurück.

Nach dem Empfangen des Rückrufpakets überträgt das Quellenterminal T₁₁ das Datenpaket entsprechend zeitlich gesteuert nach dem Verstreichen der Zeit t_pE und vor einem Verstreichen der Zeit t„_E ~ t-i /' das Datenpaket wird dann entlang des ausgewählten Übertragungsweges über die Knotenpunkte

N₁-Np-N, befördert und erreicht das Bestimmungsterminal T^₁ wie in Fig.8c dargestellt ist. Ähnlich wie bei dem anhand von Fig.8b beschriebenen Ablauf wird in jedem Knotenpunkt ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal angehoben, an welchem das Datenpaket empfangen wird, und das Datenpaket wird nur über den Ausgangskanal abgegeben, für dessen paarweise zugeordneten Eingangskanal ein Hinweiszeichen infolge des Empfangs des Rückrufpakets aufgestellt und hochgehoben ist, wobei das Hinweiszeichen für den Empfang des Rückrufpakets abgesenkt wird, wenn das Datenpaket abgegeben

. ,
wird.

Zu diesem Zeitpunkt soll dann die zweite, durchzuführende Datenübertragung zwischen dem Terminal T₅₁ als dem Quellenterminal und dem Terminal Tg₁ als dem Bestimmungsterminal begonnen werden. Das Quellenterminal T^₁ liefert das Rufpaket mit der Adresseninformation des Bestimmungsterminals Tg₁ an dem Eingangskanal I₁-? des Knotenpunktes Nj-,

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und folglich wird ein Hinweiszeichen an dem Eingangskanal Icp angehoben, während das Rufpaket über die Ausgangskanäle O₁-.. bzw. 0„ an die Knotenpunkte JL und N. übertragen wird. Da jedoch der Knotenpunkt N. bereits benutzt ist, wird das Rufpaket, das zu dem Eingangskanal I₁₂ ^es Knotenpunkts N₁ von dem Knotenpunkt N₁. aus gerichtet worden ist, zurückgewiesen. Andererseits wird das Rufpaket, das dem Knotenpunkt N. von dem Knotenpunkt N₁- aus zugeführt worden ist, dann in Richtung der Knotenpunkte N₀,N-. und N/-

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gesendet, und es wird durch die Knotenpunkte N~ und N, zurückgewiesen, während es durch den Knotenpunkt Ng hindurchgeht, um das Bestimmungsterminal Tg.. zu erreichen., wie in Fig.8c dargestellt ist. Folglich sendet dann das Bestimmungsterminal T^₁ als Antwort entsprechend zeitlich ge-

steuert das Rückrufpaket, das zu dem Quellenterminal T₁--, gerichtet ist, wodurch der Übertragungsweg zur Durchführung der zweiten Datenübertragung hergestellt ist. Dieser Fall ist in Fig.8d dargestellt.

Wenn, wie in Fig.8d dargestellt, bezüglich der ersten Datenübertragung zwischen den Terminals T^₁ und T^₁ das Bestimmungsterminal T₇₅₁ das Empfangsende des Datenpakets feststellt, sendet es entsprechend zeitlich gesteuert ein Bestätigungspaket. Erforderlichenfalls kann am Ende des Empfangs des Datenpakets mit Hilfe des Fehlerprüfkodes gerprüft werden, ob irgendein Fehler in den Daten vorhanden ist oder nicht. In einem solchen Fall kann dies so ausgeführt werden, daß, wenn ein Fehler in den übertragenen Daten gefunden wird, der Bestimmungsterminal ein Anforde-

rungssignal sendet, um den Quellenterminal aufzufordern, das Datenpaket erneut zu übertragen. Wenn auf diese Weise der Quellenterminal T.. das Bestätigungspaket innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts empfangen hat, wird auf diese Weise entschieden, daß die gewünschte Dateninforma-

tion das Bestimmungsterminal T^₁ richtig erreicht hat.

Wenn irgendein weiteres Signal innerhalb des Zeitabschnitts

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t_CE von dem Empfangsende des Bestätigungspakets an nicht empfangen worden ist, hört der Übertragungsbetrieb auf und alle Hinweiszeichen, welche an .den Knotenpunkten N₁ bis N,

angehoben worden sind, werden abgesenkt, um dadurch zu dem 5

•Ausgangszustand zurückzukehren. Dieser Fall ist in Fig.8e dargestellt. Selbstverständlich erfolgt der entsprechende Ablauf für die zweite Übertragung zwischen den Terminals T,-.. und T₆₁ .

Selbst wenn in Fig.8a der Knotenpunkt N₂ nicht in Ordnung ist, kann die Übertragung zwischen den Terminals T₁₁ und T^₁ über einen anderen Weg durchgeführt werden, der durch die Knotenpunkte N₁-Ni-N, festgelegt ist, folglich ist die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Übertragungsnetzwerks

außerordentlich hoch. In diesem Fall kann dann die zweite Übertragung zwischen den Terminals T₅₁ und Tg₁ zur selben Zeit nicht durchgeführt werden; er kann jedoch anschließend durchgeführt werden, wenn die erste Übertragung zwischen den Terminals Ί_ΛΛ und T,,. beendet worden ist. Bei

Vorsehen beispielsweise eines zusätzlichen (nicht dargestellten) Knotenpunktes N₇ zwischen den Knotenpunkten N^ und Ng beeinflußt ein Ausfall des Knotenpunktes Np die gleichzeitige Übertragung zwischen den Terminals T₁₁ und T^ und den Terminals T_c^ und Ir* nicht. Auf diese Weise

* - ^{51 6}'

kann gemäß der Erfindung das Netzwerk ausgedehnt werden, um so dessen Zuverlässigkeit sowie die Benutzungsrate zu erhöhen. Wie ohne weiteres einzusehen ist, kann somit das erfindungsgemäße Netzwerk bequem erweitert werden.

Obwohl sich die vorstehende Beschreibung auf die Betriebsart bezieht, bei welcher eine Übertragung zwischen einem einzelnen Quellenterminal und einem einzelnen Bestimmungsterminal durchgeführt wird, ist die Erfindung nicht auf diese Betriebsart beschränkt und kann genauso gut bei der sogenannten Rundfunkübertragung angewendet werden, bei welcher die gleiche Dateninforraation gleichzeitig an eine Anzahl Bestimmungsterminals übertragen wird.

Da, wie vorstehend im einzelnen ausgeführt ist, gemäß der Erfindung eine Anzahl Übertragunsgwege zwischen zwei beliebig ausgewählten Knotenpunkten besteht, ist die Übertragungszuverlässigkeit hoch, und ein Ausfall eines oder mehrerer der Knotenpunkte und/oder der Übertragungsleitung gen würde nicht den Gesamtausfall des Netzwerks zur Folge haben. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Netzwerk so ausgeführt werden, daß eines der bekannten Anschlußverr

fahren, wie das lineare oder Schleifen-Anschlußverfahren 10

einzeln oder in Kombination angewendet werden können und es ist für eine partielle Erweiterung oder Kontraktion verwendbar. Da die Knotenpunkte des erfindungsgemäßen Netzwerks den Inhalt eines verwendeten Pakets nicht überprüfen, ist ein hoher Freiheitsgrad bezüglich des Aufbaus

eines Pakets gegeben, und gleichzeitig ist die Möglichkeit die Datenübertragungsgeschwindigkeit aufgrund des Knotenpunktaufbaus zu beeinflussen, auf ein Minimum herabgesetzt. Da der in dem erfindungsgemäßen Netzwerk verwendete Knotenpunkt einen sehr niedrigen Intelligenzgrad hat, kann er

mit niedrigen Kosten hergestellt werden, und das Austauschen von Teilen oder Abwandlungen, um das einmal hergestellte Übertragungsnetzwerk zu verbessern, ist auf ein Minimum herabgesetzt. Außerdem kann das erfindungsgemäße Netzwerk mit jeder Art Übert ragu-ngsbetrieb, wie bei-

spielsweise einer gleichzeitigen Übertragung (einer Platzsharing-Übertragung) und einer sogenannten Rundfunkübertragung, betrieben werden und hierzu sind keine speziellen Abwandlungen an dem Netzwerk erforderlich, selbst wenn die Übertragungsart geändert worden ist. Ferner ist die

Knotenpunkt-Knotenpunkt-Übertragung in dem erfindungsgemäßen Netzwerk ihrer Art nach ziemlich linear, so daß Lichtübertragungsmaterialien, wie optische Fasern, ohne weiteres als Übertragungsleitungen verwendet werden können, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf eine Größenr Ordnung von 10 bis 100 Mega Bytes/Sekunde (mega bps) erhöht werden kann. Da außerdem der Knotenpunkt in dem erfindungsgemäßen Netzwerk keine eigene Adresse hat, liegt ein hoher

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Freiheitsgrad beim Auslegen der Knotenpunkt-Knotenpunkt-

und der Knotenpunkt-Terminal-Verbindung vor.

Ende der Beschreibung 5

Claims

BERG ■ STAPF · SGHWABE SANDMAIR..

PATENTANWÄLTE I;..;-:;-:. "I

MAUERKIRCHERSTRASSE 45 ■ 8000 MÜNCHEN 80

Anwaltsakte; 32 654

Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan

Übertragungsnetzwerk

Patentansprüche

I_x/ Übertragungsnetzwerk gekennzeichnet durch eine entsprechende Anzahl von Knotenpunkten (8; N^ bis Ng), welche jeweils mindestens zwei Eingangskanäle (I), die gleiche Anzahl Ausgangskanäle (0), die jeweils einem der Eingangskanäle (I) entsprechen, und eine Verbindungssteuereinrichtung (17) zum Steuern des Verbindungszustands zwischen den Eingangs- und den Ausgangskanälen (I; 0) aufweist;

eine entsprechende Anzahl Datenendgeräte oder Terminals (3? T) die jeweils mit einem der ausgewählten Knotenpunkte (8, N₁ bis Ng) verbunden sind, und Übertragungseinrichtungen (1), die zwischen den Knotenpunkten (8; N. bis Ng) und zwischen den Terminals (3;

T) und zwischen den ausgewählten Knotenpunkten (8; N₁. bis

VII/XX/Ha ~ ² "

»(089)9882 72-74 Telex: 524560BERGd Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)

Telegramme (cable): Telekopierer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swilt Code: HYPO DE MM

BERGSTAPFPATENT München KaIIe Infotec 6350 Gr Il + III Postscheck München 653 43-808 (BLZ 700100 80)

Ng) vorgesehen sind, wobei ein erster Eingangskanal der mindestens zwei Eingangskanäle und der entsprechende Ausgangskanal eines ersten Knotenpunktes über die Verbindungseinrichtung (1) mit einem ersten Ausgangskanal 5
bzw. dem entsprechenden ersten Eingangskanal eines zweiten Knotenpunktes oder eines ersten Terminals verbunden ist, und ein zweiter Eingangskanal der mindestens zwei Eingangskanäle und der entsprechende zweite Ausgangs-¹ kanal des ersten Knotenpunktes über die Übertragungseinrichtung (1) mit einem ersten Ausgangskanal bzw. dem entsprechenden ersten Eingangskanal eines dritten Knotenpunktes oder eines zweiten Terminals verbunden ist.
2. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß, wenn ein Eingangssignal an einem der Eingangskanäle (I) eingegeben wird, während die Eingangskanäle (I) abgetastet werden, die Verbindungssteuereinrichtung (17) das vordere Ende des Eingangssignals feststellt und das Eingangssignal zumin-20

dest dem einen ausgewählten Ausgangskanal (O) zuführt.
3. Übertragungsnetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungssteuereinrichtung (17) jedes der Knotenpunk-te (8; N₁ bis N^)

Eingangsschalteinrichtungen (13 bis 15), die zwischen jeden der Eingangskanäle (I) und eine gemeinsame Verbindungsstelle geschaltet sind, Ausgangsschalteinrichtungen (20 bis 22), die zwischen jeden der Ausgangskanäle (O) und die gemeinsame Verbindungsstelle geschaltet sind, und eine Steuereinrichtung (17) aufweist, welche das Ein-/Ausschalten der Eingangs- (13 bis 15) und der Ausgangsschalteinrichtungen (20 bis 22) durchführt.
4. Netzwerk nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η °zeichnet, daß die Verbindung zwischen den Eingangsschalteinrichtungen (13 bis 15) und der gemeinsamen Verbindungsstelle eine eine Anzahl Eingänge aufweisende

ODER-Schaltung (16) aufweist, deren Eingänge jeweils mit einem der Eingangsschalteinrichtungen (13 bis 15) und deren Ausgang mit der gemeinsamen ,Verbindungsstelle verbunden ist.
5
5· Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η - ', zeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Mikroprozessor (17) aufweist, dessen erste Gruppe von Signalanschlüssen (I₁ bis I₀) mit den Eingangsschalteinrichtungen ίο

(13 bis 15), dessen zweite Gruppe von Signalanschlüssen

(O₁ bis Og) mit d&n Ausgangsschalteinrichtungen (20 bis 22) verbunden ist, und von dem mindestens einer seiner Unterbrecheranschlüsse (INT1, INT2) mit der gemeinsamen Verbindungsstelle verbunden ist.
15
6. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (1) Lichtübertragungsmaterialien aufweist, wobei jeder der Eingangskanäle (I) ein Ende eines der Lichtubertragungs-

materialien (T) und ein lichtaufnehmendes Element (13) aufweist, um Licht aufzunehmen, das von dem Ende des einen der Lichtübertragungsmaterialien (1) abgegeben worden ist, und daß jeder der Ausgangskanäle (O) ein Ende eines anderen der Lichtübertragungsmaterialien (1) und ein lichtemittierendes Element (22) aufweist, das Licht zu dem Ende des anderen der Lichtübertragüngsmaterialien (1) abgibt.
7. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (1) eine Signalübertragung in zwei Richtungen zuläßt.
8. Netzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn ein Eingangssignal von einem der zumindestens zwei Eingangskanäle (I) empfangen wird, durch die Verbindungssteuereinrichtung (17) die restlichen Eingangskanäle deaktiviert werden..
9. Netzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) der Verbindungssteuereinrichtung die Anzahl Eingangsschalteinrichtungen (13 bis 15) abtastet, wodurch die Eingangsschalteinrichtungen (13 bis 15) einzeln nacheinander aktiviert werden, das Abtasten unmittelbar nach Empfang eines Eingangssignals gestoppt wird und der Eingangskanal (i) festgeklemmt wird, welcher das Eingangssignal

empfangen hat.
10
10. Netzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerverbindungseinrichtung ein Ausgangssignal über einen oder mehrere der ausgewählten Ausgangskanäle (0) abgegeben werden kann.
11. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenpunkt-Knotenpunkt-Verbindung in der Weise ausgebildet wird, daß eine Anzahl Übertragungswege zwischen einem ersten Knotenpunkt und

einem zweiten Knotenpunkt vorhanden sind, welcher sich von dem ersten Knotenpunkt unterscheidet.