DE69111657T2

DE69111657T2 - Breitband ISDN Paketvermittlungsanordnungen.

Info

Publication number: DE69111657T2
Application number: DE69111657T
Authority: DE
Inventors: Ronald Anthony Spanke
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: EP0450818A2; CA2036742C; EP0450818B1; JP2552037B2; US5115426A; ATE125998T1; ES2075344T3; JPH04225648A; DE69111657D1; CA2036742A1; EP0450818A3

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Paketvermittlungssysteme zum Vermitteln von sowohl Videopaketen als auch Nichtvideopaketen zu Paketdienstteilnehmern über Teilnehmeranschlußleitungen

Stand der Technik

Aus der ausgedehnten Verwendung von Personalcomputern und anderen Datenverarbeitungseinrichtungen zu Hause und im Büro ergab sich ein Erfordernis für Sprach - und Datenübertragungs- und Vermittlungsfähigkeiten auf weiter Basis. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wurde zur Verwendung durch Telekemmunikationsteilnehmer das dienstintegrierende Digitalnetz (ISDN - integrated services digital network) entickelt, das eine Bandbreite von circa 144 Kilobit pro Sekunde bereitstellt. Das weitere Wachstum digitaler ienste und Fähigkeiten hat nunmehr einen Bedarf an Paketübertragungs- und Vermittlungsanordnungen geschaffen die die Kapazität für größere Bandbreiten aufweisen. Als Reaktion auf diesen Bedarf an höheren Nutzband reiten wird eine neue als Breitband-ISDN (B-ISDN) beka nte Fähigkeit entwickelt, um Bandbreiten von der Größenordnung von 150 Megabit pro Sekunde bereitzustellen.
Die Aussicht auf einen Kanal mit 150 Megabit pro Sekunde für eine Vielzahl vo Privat- und Geschäftsteilnehmern hat die Systemplane veranlaßt, neue Einkommen erzeugende Dienste zu suchen, die die Bandbreite benutzen können. Ein solcher wünschens erter Dienst ist die Abgabe von Bewegtbildvideo, z. B. Fernsehen, an B-ISDN-Teilnehmer. Paketisierte Fernsehsignalabgabe erfordert eine Bandbreite von circa 45 Meg bit pro Sekunde, was sehr wohl im Rahmen der B-ISDN-Kapazität liegt, aber Fernsehsignale sind nicht diskontinuierlich wie Computerdaten, sondern im wesentlichen kontinuierlich. Über eine einzige B-ISDN-Verbindung mit 150 egabit pro Sekunde können relativ wenige Videokanäle ortlaufend den Teilnehmern dargeboten werden.
Ein Videodienst kann B-ISDN-Teilnehmern durch die gezielte Verbindung einer von vielen Videoquellen mit einem einzigen diesen Teilnehmern übermittelten Videokanal bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann ein einziger Videokanal mit 45 Megabit pro Sekunde auf einer B-ISDN-Strecke viele verschiedene Fernsehprogramme nacheinander an einen Teilnehmer abgeben. Es ist jedoch eine Anordnung zur Bereitstellung der notwendigen selektiven Verbindungen zwischen den Videoquellen und B- ISDN-Videokanälen auf Teilnehmeranschlußleitungen notwendig.
In einer in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung EP-A-0 450 819 von Johnson et al. beschriebenen Paketvermittlungsanordnung sind Teilnehmeranschlußleitungen an ein Breitband-Paketnetz angeschlossen, das gezielte Paketverbindungen unter an die Anschlußleitungen angeschalteten B-ISDN-Teilnehmern bereitstellt. Die in der Anmeldung von Johnson et al. beschriebene Anordnung läßt sich ausbauen, um durch Anfügen von Videoquellen als Eingaben an dasselbe Breitband-Paketnetz, das Breitband- Paketverbindungen unter den B-ISDN-Teilnehmern bereitstellt, gezielte Videoverbindungen bereitzustellen. Obwohl die Verwendung des Breitband-Paketnetzes die Fähigkeit zur gezielt Verbindung von Paketen aus den Videoquellen mit Teilnehmeranschlußleitungen bietet, ist sie nicht sehr wirkungsvoll.
Paketvermittlungsnetze sind für die gezielte Verbindung von gebündelt auftretenden Daten ausgelegt und ihre Leistung ist daraufhin maximiert. Leistung wird durch Teilen von Netzkapazität unter Benutzern erreicht, wenn manche Benutzer Informationen zu übertragen haben und andere nicht. Im Fall von relativ kontinuierlichen Daten mit hoher Bandbreite wie beispielsweise Videosignalen wird die Netzbandbreite fortlaufend benutzt und steht nicht zum Teilen zur Verfügung. Demnach kann eine bedeutende Anzahl von Videokanälen in einem Breitband- Paketnetz die Kapazität des Netzes zur Übertragung anderer Informationen aufbrauchen. Die Verwendung eines Paketnetzes zum Vermitteln von sowohl Video- als auch Nichtvideopaketen führt zur Blockierung von Nichtvideopaketen durch das Paketnetz aufgrund der Kapazitätsgrenzen des Netzes bzw. zur Verwendung eines Paketvermittlungsnetzes mit viel mehr Kapazität (und größerem Aufwand) als zur wirksamen Abgabe der Nichtvideopakete unter den Kunden benötigt würde.
Auf Seiten 1-8 der Arbeit Nr. 3, Band 2 des INTERNATIONAL SWITCHING SYMPOSIUM 1987, Sitzung B5, vom 15. bis 20. März 1987, (Phoenix, USA) beschreiben P. Plehiers und andere ein vorgeschlagenes Netz, das B- ISDN und Videoverteilung an Teilnehmer über ein ATM- (ATD-) Netz umfaßt. Das vorgeschlagene Netz weist folgende Merkmale auf: eine geringe Anzahl (6-8) von TV-Kanälen und mehrere Stereoaudiokanäle werden auf nichtvermittelte Weise an alle Teilnehmer rundgesandt. Diese geringe Anzahl von Kanälen genügt einem großen Prozentsatz an Zuschauern. Zwei zusätzliche vermittelte TV-Kanäle für jeden Teilnehmer werden durch die normale Paketvermittlung geleitet. Der erste vermittelte TV-Kanal kann (zusätzlich zu den nichtvermittelt an alle rundgesandten 6) aus hunderten möglicher Quellen ausgewählt werden. Der zweite vermittelte TV-Kanal kann auch als Bildtelefon zur Abgabe einer zweiten nicht rundgesandten TV-Quelle an den Teilnehmer benutzt werden. Die Schnittstellenfunktionen werden von Subscriber Group Eguipment (SGE) bereitgestellt.
Auf Seiten 325-332 von ELECTRICAL COMMUNICATION, Band 62, Nr. 3-4, 1988, (Romford, G.B.) wird von G. Domann der BERKOM-Versuch in seiner Grundform beschrieben, für die der Teilnehmeranschluß auf 153,6 Mb/s liegt, das Multiplexen und Vermitteln vollständig leitungsvermittelt ist und für Bildtelefon oder Punkt Punkt-Video ein Video-(H4)-Kanal (135,168 Mb/s der Anschlußbandbreite) benutzt wird und sowohl der Aufwärtsals auch der Abwärts-H4-Kanal an die Leitungsvermittlung angeschlossen sind. Eine Erweiterung zur Handhabung von Rundfunk-Gemeinschaftsantennenverteilung besteht aus dem Austausch der 153,6-Mb/s-Abwärtsstrecke mit einer 614 Mb/s-Strecke, wobei die Aufwärtsstrecke auf 153,6 Nb/s gehalten wird. Drei von den vier H4-Kanälen sind direkt von einem getrennten nur im Abwärtskanal vorhandenen Rundfunkverteilkoppelfeld aus mit dem leitungsvermittelten 614-Mb/s-Multiplexer verbunden. Der vierte H4-Kanal kann entweder zum Rundfunkverteilkoppelfeld geschaltet werden, um einen vierten Fernsehkanal bereitzustellen, oder er kann zur Bereitstellung von Bildfernsprechdienst zur Leitungsvermittlung geschaltet werden. Der gesamte vierte H4-Kanal kann zur Rundfunkstruktur oder zur normalen Vermittlungsstellenstruktur geschaltet werden, aber in beiden Fällen wird die Verbindung auf Leitungsbasis und nicht paketweise vermittelt.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Vermittlungsanordnung nach Ansprüchen 1 und 5 bereitgestellt.
Vorteilhafterweise wird eine Ausführungsform zur Vermeidung von Kanaländerungsverzögerungen eingesetzt. Die Ausführungsform enthält eine Bandbreitenzuordnungssteuerung, die die den Teilnehmern zur Verfügung stehende Bandbreite auf zeichnet und auf von einem der Teilnehmer empfangene anfängliche Videoverbindungsaufbauanforderungssignale reagiert, indem sie die Erlaubnis zum Anschließen eines Videokanals an diesen Teilnehmer gewährt. Nach Gewährung der Erlaubnis werden Kanaländerungen durch Videoquellenkennzeichnungspakete von dem einen Teilnehmer gesteuert, die ohne Beteiligung der Bandbreitenzuordnungssteuerung zu einer Videovermittlung gesandt werden. Die Videovermittlungssteuerung der Videovermittlung reagiert auf die Videoquellenkennzeichnungspakete, indem sie die im Paket gekennzeichnete Quelle schnell über die Videovermittlung mit dem Teilnehmer verbindet. In dieser Ausführungsform wird die Bandbreitenzuordnungssteuerung zur Zuordnung von Videobandbreite auf der Teilnehmerleitung benutzt und diese Bandbreite wird hiernach entsprechend den Teilnehmeranweisungen in Videoquellenkennzeichnungspaketen benutzt. Da die von einem Videokanal benötigte Bandbreite dieselbe wie die von jedem anderen Videokanal benötigte ist, kann der Teilnehmer weiterhin schnell Kanäle wechseln, ohne durch Befragung der Bandbreitenzuordnungssteuerung verzögert zu werden.
In einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform ist eine Paketvermittlungsanordnung einschließlich einer mit einer Mehrzahl von Teilnehmeranschlußleitungen verbundenen Breitbandpaketvermittlung zur gezielten Verbindung von Teilnehmerpaketen zwischen diesen Leitungen und einer Videovermittlung zur gezielten Verbindung von Videosignalpaketen von einer Mehrzahl von Videoquellen mit den Teilnehmeranschlußleitungen offenbart. Die Breitbandpaketvermittlung schaltet auf einer der Teilnehmeranschlußleitungen empfangene Videodienstanforderungspakete an eine Bandbreitenzuordnungssteuerung an, die darauf reagiert, indem sie der Videovermittlung die Erlaubnis zum Anschalten von Videosignalpaketen an die eine Teilnehmeranschlußleitung gewährt. Zusätzlich reagiert die Breitbandvermittlung auf auf der einen Teilnehmeranschlußleitung empfangene Videoquellenanforderungspakete, die eine der Videoquellen kennzeichnen, indem sie das Videoquellenanforderungspaket an die Videovermittlung anschaltet. Die letzterwähnte Vermittlung reagiert auf das Videoquellenanforderungspaket und die vorher erstellte Erlaubnis von der Bandbreitenzuordnungssteuerung, indem sie Videopakete von der gekennzeichneten Videoquelle an die eine Teilnehmeranschlußleitung anschaltet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Vermittlungssystems mit der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist ein Blockschaltbild des in der Figur 1 dargestellten Breitband-Vermittlungsmoduls;
Figur 3 ist eine Darstellung eines Breitband- ISDN-Pakets;
Figur 4 ist ein Blockschaltbild einer Breitband- Vermittlungseinheit der Figur 2;
Figur 5 ist eine Darstellung eines zu den Eingängen der Breitband-Paketvermittlung der Figur 4 gesandten Breitbandpaketes;
Figuren 6 bis 8 stellen Übersetzungstabellen von in den Kommunikationswegschaltungen der Figur 4 gespeicherten Informationen dar;
Figur 9 ist ein Blockschaltbild einer Schnittstelleneinheit der Figur 2;
Figur 10 ist ein Blockschaltbild eines für die Bereitstellung von Videodiensten ausgerüsteten Breitband-Vermittlungsmoduls;
Figur 11 ist ein Blockschaltbild einer Breitband- Vermittlungseinheit der in der Figur 10 gezeigten Ausführungsform; und
Figur 12 zeigt einen Datenpuffer 64' der Kommunikationswegschaltungen der Figur 11.

Detaillierte Beschreibung

Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auf zeigenden Telekommunikationssystems. Das dargestellte System enthält eine Mehrzahl von Vermittlungsmodulen 501, 1000 und 6000, die jeweils mit zwei Eingangs-/Ausgangsanschlüssen P1 bis P62 eines Zeitvielfachs 10 über ein Paar zweiseitig gerichteter Zeitmultiplexleitungen mit beispielsweise Zeitmultiplexleitungen 13 bis 16. Vom Zeitvielfach 10 werden zeitlich geteilte Raummultiplexwege zwischen den Vermittlungsmodulen 501, 1000 und 6000 unter Steuerung von in einem Steuerspeicher 29 gespeicherten Informationen vervollständigt, um Kommunikation unter den Vermittlungsmodulen zu ermöglichen. Zwischen den Vermittlungsmodulen und zwischen den Vermittlungsmodulen und einer Zentralsteuerung 30 werden über das Zeitvielfach 10 und eine Steuerungsverteileinheit 31 Steuerinformationen ausgetauscht, die zur Koordinierung des Betriebs der Vermittlungsmodulen und des Zeitvielfachs 10 benötigt werden.
Jedes der Vermittlungsmodulen ist mit einer Mehrzahl von Teilnehmerleitungen und Verbindungsleitungen, z.B. 23 und 24 verbunden und verbindet entweder die daran angeschlossenen Leitungen und Verbindungsleitungen miteinander oder arbeitet mit der Zentralsteuerung 30 und anderen Vermittlungsmodulen zusammen, um Verbindungen zwischen Teilnehmern unterschiedlicher Vermittlungsmodulen über das Zeitvielfach 10 zu vervollständigen. Das Vermittlungsvermittlungsmodul 501 ist ein Durchschaltevermittlungsmodul und ist beispielsweise mit analogen Fernsprechteilnehmern über Leitungen 23 und 24 verbunden. Das Durchschaltemodul 501 führt Analog/Digital- und Digital/Analogwandlung, Zeitschlitzaustausch für digitalisierte Teilnehmersignale durch und arbeitet mit der Zentralsteuerung 30 und den anderen Vermittlungsmodulen für die Verbindung seiner Teilnehmer zusammen.
Das Schmalband-ISDN-Vermittlungsmodul 1000 ist über Schmalband-ISDN-Leitungen 1003 und 1004 mit einer Mehrzahl von ISDN-Teilnehmern verbunden und bietet Verbindungen zwischen den ISDN-Teilnehmern und anderen Teilnehmern des Systems der Figur 1. Das Schmalband- Vermittlungsmodul 1000 trennt die B- und D-ISDN Kanäle voneinander, bietet Paketvermittlungsverbindungen für die D-Kanäle und Durchschaltevermittlungsverbindungen für die B-Kanäle unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Zeitlagenwechslers. Ein System der in der Figur 1 dargestellten Art mit Schmalband-ISDN-Vermittlungsmodulen und Durchschaltevermittlungsmodulen ist in US-Patent Nr. 4,592,048 von Beckner et al. aufgezeigt und im einzelnen beschrieben und wird hier nur soweit beschrieben, wie es zur Beschreibung der Funktionsweise des Breitband-Vermittlungsmoduls 6000 und seiner Zusammenwirkung mit den anderen Einheiten der Figur 1 notwendig ist.
Das mehr im einzelnen in der Figur 2 dargestellte Breitbandvermittlungsmodul 6000 umfaßt eine Breitbandvermittlungseinheit 6001, die mit einer Mehrzahl von B-ISDN- Teilnehmern über eine Mehrzahl von zweiseitig gerichteten B-ISDN-Glasfasern 6115 und 6116 verbunden ist. Die Glasfasern 6115 und 6116 übermitteln Pakete digitaler Informationen mit einer Geschwindigkeit von 150 Megabit pro Sekunde, wobei jedes Paket (Figur 3) 48 Byte Nutzinformationen und 5 Byte Kopfinformationen umfaßt. Die Kopfinformationen enthalten gewisse Paketkopfinformationen wie Fehlerüberprüfungen und die Kennzeichnung des virtuellen Kanals (VCI - virtual channel identifier) des Pakets. Die VCI eines Pakets kennzeichnet auf einem gegebenen Kommunikationsweg eindeutig die Kommunikation, zu der das Paket gehört.
Obwohl alle Pakete auf den Kommunikationswegen 6115 und 6116 im B-ISDN-Format sind, können sie Teile unterschiedlicher Kommunikationen sein und können zu oder von Nicht-B-ISDN-Teilnehmern kommen. Beispielsweise kann ein virtueller Kanal für ein B-ISDN Paket eine hohe Bandbreite aufweisen, zum Beispiel ein Kanal mit 20 Megabit pro Sekunde zwischen zwei B-ISDN-Benutzern sein, er kann eine niedrige Bandbreite aufweisen, z.B. ein Kanal mit 64 Kilobit pro Sekunde zwischen B-ISDN- Benutzern sein, oder es kann sich um einen Kanal mit 64 Kilobit pro Sekunde zwischen einem B-ISDN-Benutzer und einem am Schmalband-Vermittlungsmodul 1000 aufgebauten Schmalband-ISDN-Telefon handeln. Das Breitband- Vermittlungsmodul 6000 reagiert auf die VCI der von ihm empfangenen Pakete, um die Benutzer des gekennzeichneten virtuellen Kanals miteinander zu verbinden.
Die Breitbandvermittlungseinheit 6001 des Breitbandvermittlungsmoduls 6000 ist mit Teilnehmerkommunikationswegen 6115 und 6116 und auch mit einem mit einer Schnittstelle 6100 verbundenen zweiseitig gerichteten Kommunikationsweg 6114 verbunden. Die Breitbandvermittlungseinheit 6001 reagiert auf die VCI jedes auf einem Kommunikationsweg empfangenen Pakets, indem sie das Empfangspaket an einen vorbestimmten oder mehrere der abgehenden Glasfaserkommunikationswege 6114 bis 6116 anschaltet. Die vorbestimmte Ausgabe für die meisten VCI wird gezielt von Zeit zu Zeit durch eine mehr im einzelnen später hier besprochene Steueranordnung geändert. Wenn der abgehende Kommunikationsweg mit einer Teilnehmerfaser, z.B. 6115 verbunden ist, wird das Paket in derselben Form, in der es empfangen wurde, d.h. Figur 3, zu dem an diese Faser angeschlossenen Teilnehmer gesandt. Die vorbestimmte Ausgabe für Pakete mit gewissen VCI ist der Kommunikationsweg 6114, der mit der Schnittstelleneinheit 6100 verbunden ist. Die Faser 6114 und die Schnittstelleneinheit 6100 empfangen alle B-ISDN-Pakete mit Systemsteuerinformationen und alle B-ISDN-Pakete, die an Nicht-B-ISDN-Teilnehmer, wie beispielsweise mit dem Schmalbandvermittlungsmodul 1000 oder dem Durchschaltevermittlungsmodul 501 verbundene Teilnehmer anzuschalten sind.
Die später hier beschriebene Schnittstelleneinheit 6100 empfängt Pakete auf der Kommunikationsleitung 6114 und legt sie in Pufferspeicherung zur Übertragung in ausgewählten Zeitschlitzen auf ausgewählten einer Mehrzahl von zweiseitig gerichteten Zeitmultiplexleitungen 1201 und 1202. Übertragung auf den Zeitmultiplexleitungen 1201 und 1202 findet mit der Geschwindigkeit von 64 Kilobit pro Sekunde statt. Der bestimmte Zeitschlitz und die bestimmte Zeitmultiplexleitung für ein vom Kommunikationsweg 6114 empfangenes Paket wird als Reaktion auf die VCI des Empfangspakets von Schnittstelleneinheit 6100 ausgewählt. Die Leitungen 1201 werden mit einem Zeitlagenwechsler 6011 verbunden und die Leitungen 1202 werden mit einer Paketvermittlungseinheit 6400 verbunden. Die Schnittstelleneinheit 6100 empfängt auch Informationen von den Zeitschlitzen auf Zeitmultiplexleitungen 1201 und 1202 und puffert die Informationen, bis ein gesamtes B-ISDN-Paket empfangen worden ist. Bei Empfang eines gesamten Pakets von einer bestimmten Zeitmultiplexleitung wird eine vorausgewählte VCI von der Zeitschlitzschnittstelleneinheit 6100 an das Paket angeheftet und das Paket über den Kommunikationsweg 6114 zur Breitbandvermittlungseinheit 6001 übertragen.
Die Zeitlagenwechseleinheit 6011 empfängt Zeitschlitze mit Information auf den Zeitmultiplexleitungen 1201 und verbindet diese Zeitschlitze gezielt mit den Zeitschlitzen der Zeitmultiplexleitungen 6013 und 6014 zum Anschalten an das Zeitvielfach 10. Zeitvielfach 10 schaltet die Zeitschlitze an andere Vermittlungsmodulen, z.B. 1000 und 501 an. Gleichermaßen werden Informationen von anderen Vermittlungsmodulen gezielt von Zeitvielfach 10 an die Zeitlagenwechseleinheit 6011 in den Zeitschlitzen der Zeitmultiplexleitungen 6015 und 6016 angeschlossen.
Die Paketvermittlungseinheit 6400 sammelt die Pakete von der Schnittstelleneinheit 6100 an und stellt Schmalbandpaketvermittlung unter den Zeitmultiplexleitungen 1202 bereit. Zur Schnittstelleneinheit 6100 von der Paketvermittlungseinheit 6400 zurückkehrende Informationen werden in B-ISDN-Pakete angesammelt, mit einer vorgewählten VCI versehen und über den Kommunikationsweg 6114 zur Breitbandpaketvermittlungseinheit 6001 übertragen.
Das Breitbandvermittlungsmodul 6000 enthält eine Steuereinheit 6017, die in Verbindung mit der Zentralsteuerung 30 und den (nicht gezeigten) Steuereinheiten anderer Vermittlungsmodulen, z.B. 501 und 1000, die Steuerung der Breitbandvermittlungseinheit 6001, der Schnittstelleneinheit 6100, der Zeitlagenwechseleinheit 6011 und der Paketvermittlungseinheit 6400 bewirkt. Zusätzlich zu von der Zentralsteuerung 30 und den anderen Vermittlungsmodulen empfangenen Steuerinformationen werden von der Steuereinheit 6017 Steuerinformationen von und zu den Teilnehmerkommunikationswegen, z.B. 6115 über die Paketvermittlungseinheit 6400, die Schnittstelleneinheit 6100 und die Breitbandvermittlungseinheit 6001 empfangen und übertragen. Von der Steuereinheit 6017 wird die Kontrolle über die Einheiten in dem Vermittlungsmodul 6000 über den Leiter 6027 ausgeübt.
Von den verfügbaren VCI auf den B-ISDN-Kommunikationswegen, z.B. 6115, werden gewisse im voraus gewissen Zwecken zugeordnet. Beispielsweise wird VCI 1, die als Schichtenmanagementkanal bezeichnet wird, von B-ISDN- Teilnehmern zum Senden und Empfangen von Steuerinformationen wie beispielsweise Verbindungsaufbauinformationen zu und vom Breitbandvermittlungsmodul 6000 benutzt. Die Breitbandvermittlungseinheit 6001 erkennt jedes Paket mit VCI 1 und schaltet dieses Paket über den Kommunikationsweg 6114 an die Schnittstelleneinheit 6100 an, indem sie eine Kennung des virtuellen Kanals benutzt, die für den Austausch von Steuerinformationen zwischen dem bestimmten ankommenden Kommunikationsweg, z.B. 6115 und der Schnittstelleneinheit 6100 vorbestimmt ist.
Die Figur 4 ist eine detailliertere Darstellung der Breitbandvermittlungseinheit 6001, die eine Breitbandpaketvermittlung 6002, eine Steuerung 6006, eine Kommunikationswegschaltung 6003 und 6004 für jeden Kommunikationsweg 6115 bzw. 6116 und eine Kommunikationswegschaltung 6005 für den Kommunikationsweg 6114 umfaßt. Die Kommunikationswegschaltungen 6004 und 6005 sind im wesentlichen mit der Kommunikationswegschaltung 6003 identisch, die im einzelnen in der Figur 4 dargestellt ist. Von jeder Kommunikationswegschaltung werden Pakete von einer B-ISDN-Leitung, z.B. 6116 empfangen und in einem Pufferspeicher 61 zwischengespeichert. Von einem Sender 62 wird ein Paket aus dem Puffer 61 ausgelesen und als Reaktion auf die empfangene VCI als Vorbereitung zum Übersenden des Pakets zur Breitbandpaketvermittlung 6002 eine neue VCI und ein Kopf zur physikalischen Leitweglenkung aus der Übersetzungstabelle 63 ausgelesen. Vom Sender 62 wird die VCI des ankommenden Pakets gegen die neue VCI ausgetauscht, der Kopf zur physikalischen Leitweglenkung an das Paket angehängt und das Paket und der Kopf zur physikalischen Leitweglenkung zum Breitbandvermittlungsnetz 6002 übertragen. Ein solches zur Breitbandpaketvermittlung 6002 übertragenes Paket ist in der Figur 5 dargestellt.
Die Breitbandpaketvermittlung 6002 reagiert auf den physikalischen Leitwegkopf jedes von ihr empfangenen Pakets mit der Übertragung dieses Pakets zu einer vom Kopf zur physikalischen Leitweglenkung gekennzeichneten Kommunikationswegschaltung, z.B. 6004. Von der gekennzeichneten Kommunikationswegschaltung 6004 wird das Paket empfangen und in einem Pufferspeicher 64 zwischengespeichert. Ein Sender 65 liest das Paket aus dem Pufferspeicher 64 aus, entfernt den Kopf zur physikalischen Leitweglenkung und überträgt das Paket im B-ISDN-Format (Figur 3) zum Zielteilnehmer auf dem Kommunikationsweg 6115. Die Kommunikationswegschaltung 6005 reagiert auf gleiche Weise mit der Übertragung von Paketen von der Breitbandpaketvermittlung 6002 zur Schnittstelleneinheit 6100 über den Kommunikationsweg 6114.
In der Übersetzungstabelle 63 einer Kommunikationswegschaltung, z.B. 6003, sind der Kopf zur physikalischen Leitweglenkung und die neue VCI für jedes auf ihrem angeschlossenen Kommunikationsweg, z.B. 6116, empfangenes Paket gespeichert. Für Kommunikation unter Teilnehmern kennzeichnende VCI werden die in der Übersetzungstabelle 63 gespeicherte neue VCI und der Kopf zur physikalischen Leitweglenkung von der Steuereinheit 6017 berechnet und nach Aufbau einer Verbindung zur Tabelle 63 übertragen. Andere VCI auf den Kommunikationswegen, z.B. 6115, werden dauerhaft einer Vermittlungsfunktion zugewiesen und die neue VCI und damit verbundenen Kopf zur physikalischen Leitweglenkung werden bei Systeminitialisierung in der Übersetzungstabelle 63 gespeichert. Beispielsweise wird VCI 1 die Funktion eines Steuerinformationskanals auf beiden Kommunikationswegen 6115 und 6116 zugewiesen. Der hinsichtlich VCI 1 in Übersetzungstabellen 63 der Koinmunikationswegschaltungen 6003 und 6004 gespeicherte Kopf zur physikalischen Leitweglenkung kennzeichnet die über den Kommunikationsweg 6114 an die Schnittstelleneinheit 6100 angeschlossene Kommunikationswegschaltung 6005. Die neue in jeder Übersetzungstabelle 63 eingespeicherte VCI ist für jeden Kommunikationsweg 6115 und 6116 eindeutig, so daß die Schnittstelleneinheit 6100 die Quelle der Steuerinformationen erkennen kann.
Figuren 6, 7 und 8 sind Darstellungen der Übersetzungstabelle 63 der Kommunikationswegschaltungen 6003, 6004 bzw. 6005. Jede Zeile der dargestellten Übersetzungstabellen entspricht einer empfangenen VCI (VCI AN) von einem der Kommunikationswege 6114, 6115 oder 6116 und kennzeichnet den an das Paket anzuhängenden Kopf zur physikalischen Leitweglenkung (PRH - physical routing header) und die neue anstatt der Empfangs-VCI zu benutzende VCI (VCI AB). Die erste Zeile der Figur 7 zeigt, daß, wenn im VCI 1 (dem vorbestimmten Steuerkanal) ein B-ISDN-Paket empfangen wird, dem Paket ein die Kommunikationswegschaltung 6005 definierender Kopf zur physikalischen Leitweglenkung (PRH) anzuhängen ist und die neue VCI von 17 gegen die empfangene VCI von 1 auszutauschen ist, ehe das Paket zur Breitbandpaketvermittlung 6002 übertragen wird. Gleichermaßen werden, wie in Figur 6 dargestellt, wenn ein Paket mit VCI 1 vom Kommunikationsweg 6116 von der Kommunikationswegschaltung 6003 empfangen wird, ein die Kommunikationswegschaltung 6005 definierender Kopf zur physikalischen Leitweglenkung und eine neue VCI von 16 an das Paket angehängt, ehe es zur Breitbandpaketvermittlung 6002 übertragen wird. Aus diesen zwei Beispielen ist ersichtlich, daß, obwohl jedes der dargestellten Pakete auf dem Steuerkanal VCI 1 empfangen wird und zur selben Kommunikationswegschaltung 6005 gesandt wird, beiden unterschiedliche VCI (16 und 17) gegeben werden, die über die Kommunikationswegschaltung 6005 zur Schnittstelle 6100 übertragen werden. Die unverkennbaren VCI 16 und 17 werden zur Unterscheidung zwischen Informationen von der Kommunikationswegschaltung 6003 und dem Kommunikationsweg 6004 benutzt. Die zweiten Zeilen der Figuren 6 und 7 stellen eine fortlaufende Kommunikation zwischen an die Kommunikationswege 6115 und 6116 angeschalteten Teilnehmern dar. Wie in der Figur 6 dargestellt, werden in VCI 18 an der Kommunikationswegschaltung 6003 empfangene Pakete zur Kommunikationswegschaltung 6004 des Kommunikationsweges 6115 in VCI 64 gesandt. Die andere Kommunikationsrichtung ist in der Figur 7 dargestellt, die zeigt, daß vom Kommunikationsweg 6115 in VCI 64 empfangene Pakete zur Kommunikationswegschaltung 6003 des Kommunikationsweges 6116 in VCI 18 gesandt werden. Die in der Figur 8 dargestellte Übersetzungstabelle zeigt die Köpfe zur physikalischen Leitweglenkung und neue VCI, die auf dem Kommunikationsweg 6114 in VCI 16, 17 und 65 empfangenen Paketen zuzuweisen sind.
In der Figur 9 wird mehr im einzelnen die Schnittstelleneinheit 6100 gezeigt. Alle Steuerpakete und Pakete von Nicht-B-ISDN-Teilnehmern werden von der Breitbandvermittlungseinheit 6001 über den Kommunikationsweg 6114 in dem in der Figur 3 gezeigten Format zur Schnittstelleneinheit 6100 geschaltet. Der Kopfteil jedes von der Schnittstelle 6100 empfangenen Pakets wird über den Weg 6123 an die Steuerung 6124 angelegt, die die VCI des Pakets entsprechend den in der Steuerung 6124 gespeicherten Wegherstellungsinformationen auswertet. Diese gespeicherten Informationen geben die Einheit einer Mehrzahl von Pufferregistern 6121 an, die jedes ankommende Paket empfangen soll. Als Reaktion auf die VCI eines ankommenden Pakets steuert die Steuerung 6124 den Paketdemultiplexer 6120 zur Eintastung des Nutzinformationsteils des Pakets in das von der Wegherstellungsinf ormation in der Steuerung 6124 angegebene Pufferregister 6121 an. Jedes Pufferregister ist durch die Funktion eines Multiplexers 6122 eindeutig mit einem vorbestimmten Zeitschlitz auf einer vorbestimmten Zeitmultiplexleitung, z.B. 1201 und 1202 verbunden. Vom Zeitlagenmultiplexer 6122 wird ein Byte von jedem Puffer 6121 mit der Rate von einem Byte pro 125 Mikrosekunden (64 Kilobit pro Sekunde) wie im einzelnen in dem obigen Patent von Beckner et al. beschrieben in die vorbestimmten Zeitschlitze eingetastet.
Die Schnittstelle 6100 enthält auch einen Zeitlagendemultiplexer 6125, der für den Empfang von Informationen von den Zeitmultiplexleitungen 1201 und 1202 geschaltet ist. In umgekehrter Funktionsweise des Zeitlagenmultiplexers 6122 wird jeder von der Schnittstelle 6100 auf den Zeitmultiplexleitungen 1201 und 1202 empfangene Zeitschlitz durch die Funktion des Zeitlagendemultiplexers 6125 eindeutig mit einem einer Mehrzahl von Puffern 6126 verbunden. Wenn ein Puffer 6126 ein gesamtes Paket (48 Byte) angesammelt hat, sendet er ein Signal über eine Verbindung 6128 zur Steuerung 6124, die darauf mit Auslesen des Pakets aus dem Zeichengabepuffer 6126 und Anschalten des Pakets an den abgehenden Kommunikationsweg 6114 über den Paketmultiplexer 6127 reagiert. Ebenfalls als Reaktion auf das Signal von einem Puffer 6126 auf dem Weg 6128 wird von der Steuerung 6124 ein 5- Byte-Paketkopf, der die mit dem Zeichengabepuffer verbundene und damit mit dem diesem Puffer Daten zuführenden Zeitschlitz verbundene VCI enthält, erzeugt. Der erzeugte Kopf wird zum Paketmultiplexer 6127 übertragen, wo er an das Paket vom Puffer 6126 zur Übertragung auf dem Kommunikationsweg 6114 angehängt wird.
Wie schon besprochen werden von der Schnittstelleneinheit 6100 in VCI 16 und 17 des Kommunikationsweges 6114 empfangene Steuerinformationen durch die Funktion der Schnittstelleneinheit 6100 über eine vorbestimmte Zeitmultiplexleitung 1202 und einen vorbestimmten Zeitschlitz an die Paketvermittlungseinheit 6400 (Figur 2) angeschaltet. Die Paketvermittlungseinheit 6400 wiederum schaltet die Steuerinformationen über eine Prozessorschnittstelle 6300 an die Steuereinheit 6017 an. Zusätzlich zu der gut bekannten Fähigkeit zur Steuerung der Zeitlagenwechseleinheit 6011, der Paketvermittlungseinheit 6400 und zur Zusammenwirkung mit anderen Vermittlungsmodulen steuert die Steuereinheit 6017 die Funktion der Breitbandvermittlungseinheit 6002 und der Schnittstelleneinheit 6100, um Verbindungen zwischen an die Kommunikationswege 6115 und 6116 angeschalteten B-ISDN- Teilnehmern und zwischen an Kommunikationswege, z.B. 6115 angeschalteten B-ISDN-Teilnehmern und an andere Vermittlungsmodulen, z.B. 1000, angeschalteten Nicht-B-ISDN- Teilnehmern bereitzustellen. Die Kontrolle über solche Verbindungen wird durch die Steuerung des Inhalts der Übersetzungstabellen 63 der Kommunikationswegschaltungen, z.B. 6003 und der Wegherstellungsinformationen in der Steuerung 6124 realisiert.
Die Steuereinheit 6017 steuert alle Kommunikationen auf den Kommunikationswegen 6114 bis 6116 und den Zeitmultiplexerleitungen 1201 und 1202. Zur Aufrechterhaltung dieser Steuerung werden Informationen hinsichtlich der Kapazität jeder Anschlußeinrichtung und der Verwendung jeder VCI und Zeitlage in dem System der Figur 2 in der Steuereinheit 6017 gespeichert und bei jedem Auftreten einer Kommunikationsänderung aktualisiert. Diese Informationen werden wie unten besprochen zur Herstellung von Verbindungen, an denen B-ISDN-Teilnehmer beteiligt sind, benutzt.
Das folgende ist ein Beispiel der Herstellung einer Verbindung zwischen B-ISDN-Teilnehmern von einem an die Kommunikationswegschaltung 6004 angeschalteten rufenden Teilnehmer zu einem an die Kommunikationswegschaltung 6003 angeschalteten Zielteilnehmer. Der rufende Teilnehmer erzeugt ein den rufenden Teilnehmer, den Zielteilnehmer und die der Verbindung zuzuordnende Bandbreite kennzeichnendes Steuerpaket. Dieses Paket wird zur Breitbandvermittlungseinheit 6001 mit einem VCI 1, den vorbestimmten B-ISDN-Steuerkanal kennzeichnenden B- ISDN-Kopf übertragen. Als Reaktion auf das die VCI 1 enthaltende Paket hängt die Kommunikationswegschaltung 6004 der Breitbandvermittlungseinheit 6001 einen die Kommunikationswegschaltung 6005 kennzeichnenden Kopfteil zur physikalischen Leitweglenkung an das Paket an und ändert die ankommende VCI 1 auf eine neue VCI 17 (siehe Figur 7, Zeile 1) ab, die ein Steuerpaket von der Kommunikationswegschaltung 6004 kennzeichnet. Danach wird das modifizierte Paket über die Breitbandpaketvermittlung 6002 zur Kommunikationswegschaltung 6005 gesandt. Die Kommunikationswegschaltung 6005 empfängt das Paket von der Breitbandpaketvermittlung 6002 und überträgt es über den Weg 6114 zur Schnittstelleneinheit 6100. Als Reaktion auf die VCI 17 und die in der Steuerung 6124 gespeicherten Wegeherstellungsinformationen setzt die Paketschnittstelleneinheit 6100 die Byte des Nutzinformationsteils des Pakets in vorbestimmte Zeitschlitze einer vorbestimmten Zeitmultiplexleitung 1202 zur Paketvermittlungseinheit 6400 ein.
Die Paketvermittlungseinheit 6400 empfängt das Paket im vorbestimmten Zeitschlitz der vorbestimmten Zeitmultiplexleitung, die für Steuerpakete reserviert ist, und schaltet das Paket über die Prozessorschnittstelle 6300 an die Steuereinheit 6017 an. Das Anschalten von Steuerpaketen an die zugehörige Steuereinheit wird im einzelnen in dem oben erwähnten Patent von Beckner et al. beschrieben. Die Steuereinheit 6017 wertet das ankommende Paket als Anforderung einer Verbindung zwischen den mit den Kommunikationswegschaltungen 6004 und 6003 verbundenen Kommunikationswegen 6115 bzw. 6116 aus und zieht eine (nicht gezeigte) Tabelle zu Rate, um sicherzustellen, ob über beide dieser Kommunikationswegschaltungen genügend bandbreite zur Bedienung der angeforderten Kommunikation vorhanden ist. Wenn in einer der beiden Kommunikationswegschaltungen ungenügend Bandbreite vorliegt, sendet die Steuereinheit 6017 über die Paketvermittlungseinheit 6400, die Schnittstelle 6100 und die Breitbandvermittlungseinheit 6001 zum rufenden Teilnehmer eine die Verbindung abweisende Steuermeldung zurück. Wenn andernfalls genügend Bandbreite vorhanden ist, sendet die Steuereinheit 6017 über den Verbinder 6027 eine Aufbaumeldung zur Steuerung 6006 der Breitbandvermittlungseinheit 6001. Die Aufbaumeldung gibt die für die Verbindung auf jedem der Kommunikationswege 6115 und 6116 zu benutzenden VCI an.
Im vorliegenden Beispiel ist wie in Figuren 6 und 7 in der Zeile 2 dargestellt VCI 64 für die Verwendung auf Kommunikationsweg 6115 an der Kommunikationswegschaltung 6004 angegeben und VCI 18 für die Verwendung von Kommunikationsweg 6116 an der Kommunikationswegschaltung 6003 angegeben. Als Reaktion auf die Aufbaumeldung werden von der Steuerung 6006 in der Übersetzungstabelle 63 der Verbindungsleitungssteuerung 6004 (Figur 7) Daten gespeichert, die den an jedes in VCI 64 auf dem Kommunikationsweg 6115 empfangene Paket anzuhängenden Kopf zur physikalischen Leitweglenkung (6003) angeben, um Pakete zur Verbindungsleitungssteuerung 6003 zu lenken, und Daten, die die VCI 18 definieren, die die Stelle der ankommenden VCI 64 einnehmen soll. Auf gleiche Weise werden von der Steuerung 6006 in der Übersetzungstabelle 63 der Verbindungsleitungssteuerung 6003 (Figur 6) der Kopfteil zur physikalischen Leitweglenkung und VCI 64 gespeichert, die für an der Kommunikationswegschaltung 6003 in VCI 18 empfangene Pakete zu verwenden sind. Zusätzlich zum Aufbau der Kommunikationswegschaltungsübersetzungstabellen 63 der Kommunikationswegschaltungen 6003 und 6004 wird sowohl zum rufenden als auch zum Zielteilnehmer eine Steuermeldung über einen B-ISDN-Steuerweg durch die Schnittstelleneinheit 6100 und die Breitbandvermittlungseinheit 6001 gesandt, die die Herstellung einer Verbindung und die für diese Verbindung zu benutzenden VCI kennzeichnet. Da an der gesamten Verbindung nur eine Breitbandvermittlung 6001 beteiligt ist, braucht zur Herstellung der Verbindung keine andere Einheit im Breitbandvermittlungsmodul 6000 gesteuert werden.
Verbindungen werden auch zwischen Schmalbandteilnehmern hergestellt, die beispielsweise an das Schmalbandvermittlungsmodul 1000 (Figur 1) angeschaltet sind, und an das Breitbandvermittlungsmodul 6000 angeschalteten Breitband ISDN-Teilnehmern. Ein solcher Ruferfordert eine Verbindung vom Ursprungskommunikationsweg, z.B. 6115 zur Schnittstelle 6100, eine Verbindung durch die Schnittstelle 6100 zur Zeitlagenwechseleinheit 6011 über einen Zeitschlitz auf einer vorbestimmten Zeitmultiplexleitung 1201 und eine Verbindung zur Schmalbandvermittlungseinheit 1000 über das Zeitvielfach 10. Eine Anforderung für eine solche Verbindung wird vom rufenden B-ISDN-Teilnehmer im Steuerkanal VCI 1 dieses Teilnehmers empfangen und wie oben beschrieben zur Steuereinheit 6017 weitergegeben. Die letztere Einheit bestimmt die Verfügbarkeit von Bandbreite auf den Kommunikationswegen 6115 und 6114 zur Verbindungsherstellung. Durch Kommunikation mit der Zentralsteuerung 30 und der Schmalbandvermittlungseinheit 1000 stellt sie die Verfügbarkeit des Ziels und die Identität eines Weges durch das Zeitvielfach 10 zu diesem Ziel fest. Die Herstellung von Wegen zwischen Vermittlungsmodulen über Zeitlagenwechseleinheiten, z .B. 6011 und ein Zeitvielfach 10 wird im einzelnen in dem oben besprochenen Patent von Beckner et al. beschrieben.
Wenn die notwendigen Kommunikationswege verfügbar sind, sendet die Steuerung 6017 Aufbaumeldungen zur Steuerung 6006 der Breitbandvermittlungseinheit 6001 und zur Steuerung 6124 der Schnittstelleneinheit 6100, um die zur Herstellung der notwendigen Verbindungen zu benutzenden VCI und Zeitschlitze anzugeben. Im vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß von der Steuereinheit 6017 zur Herstellung der Verbindung VCI 80 auf dem Kommunikationsweg 6115 und VCI 65 auf dem Kommunikationsweg 6114 ausgewählt werden. Die Steuerung 6006 reagiert auf die Aufbaumeldung von der Steuereinheit 6017 mit der Speicherung von Informationen in den in Zeile 3 der Figuren 7 und 8 dargestellten Übersetzungstabellen. Die Aufbaumeldung von der Steuereinheit 6017 zur Steuerung 6124 gibt einen ausgewählten Zeitschlitz auf einer ausgewählten Zeitmultiplexleitung 1201 zur Verwendung bei der Herstellung der angeforderten Verbindung an. Die Steuerung 6124 reagiert auf die Aufbaumeldung von der Steuereinheit 6017 durch Speicherung in der Steuerung 6124 von Wegherstellungsinformationen zur Steuerung der Übertragung von in VCI 65 des Kommunikationsweges 6114 empfangenen Informationen zum ausgewählten Zeitschlitz zur Zeitlagenwechseleinheit 6011 und zur Anschaltung von im ausgewählten Zeitschlitz von der Zeitlagenwechseleinheit 6011 empfangenen Informationen an VCI 65 auf dem Kommunikationsweg 6114.
In den vorhergehenden Beispielen wurden Verbindungen als Reaktion auf Verbindungsaufbaupakete von Breitbandteilnehmern hergestellt. Verbindungen zwischen Breitband- und Schmalbandteilnehmern werden ebenfalls als Reaktion auf Anforderungsmeldungen von Schmalbandteilnehmern hergestellt. Das folgende ist ein Beispiel eines Verbindungsaufbaus zwischen einem an den Weg 1004 (Figur 1) angeschalteten Schmalbandteilnehmer und einem an den Kommunikationsweg 6116 angeschalteten Breitbandteilnehmer. Die die Schmalband- und Breitbandteilnehmer kennzeichnende Verbindungsaufbaumeldung wird vom Schmalbandvermittlungsmodul 1000 vom Weg 1004 empfangen und über vorher hergestellte Steuerwege durch das Zeitvielfach 10 und die Steuerverteilungseinheit 31, die im Stand der Technik bekannt sind und im einzelnen in dem oben erwähnten Patent von Beckner et al. beschrieben sind, zur Zentralsteuerung 30 weitergeleitet. Die Zentralsteuerung 30 überträgt die Aufbaumeldung zum Breitbandvermittlungsmodul 6000 über vorher hergestellte Steuerwege durch die Steuerverteilungseinheit 31 und das Zeitvielfach 10 zur Zeitlagenwechseleinheit 6011 (Figur 2). Von der Zeitlagenwechseleinheit 6011 wird die Aufbaumeldung an die Steuereinheit 6017 angeschaltet.
Die Steuereinheit 6017 reagiert auf die Aufbaumeldung auf dieselbe Weise, auf die sie auf ein Verbindungsaufbaupaket von einem eine Breitband-zu-Schmalbandverbindung anf ordernden Breitbandteilnehmer reagiert, das heißt, die Steuereinheit wählt VCI und Köpfe zur physikalischen Leitweglenkung für die Breitbandverbindung zu und von dem Kommunikationsweg 6116 und der Schnittstelle 6100 aus. Weiterhin steuert die Steuereinheit 6017 die Schnittstelle 6100 zur Herstellung der notwendigen Verbindungen durch die Schnittstelle 6100 zur zweiseitig gerichteten Verbindung der die angeforderte Kommunikation zwischen der Zeitlagenwechseleinheit 6011 und dem Kommunikationsweg 6114 darstellenden Informationen an. Der Rest des Weges von der Zeitlagenwechseleinheit 6011 zum Weg 1044 des Schmalbandvermittlungsmoduls 1000 ist im einzelnen in dem obigen Patent von Beckner et al. beschrieben.

VIDEO SCHALTANORDNUNG

Das Breitbandvermittlungsmodul 6000 bietet über Kommunikationswege 6115 und 6116 angeschalteten Breitbandteilnehmern eine Kapazität von 150 Megabit pro Sekunde. Diese hohe Kapazität ermöglicht die Versorgung von Teilnehmern mit paketierten Videosignalen, die circa 45 Megabit pro Sekunde erfordern. Ein Breitbandvermittlungsmodul 6000 kann zur Bereitstellung von Videosignalen für Teilnehmer benutzt werden. Die Figur 10 zeigt eine Ausführungsform des in der Figur 2 gezeigten Breitbandvermittlungsmoduls, das zur Bereitstellung von Videodiensten ausgerüstet ist. Das folgende beschreibt die Ausführungsform der Figur 10. Es ist zu bemerken, daß Einheiten mit derselben numerischen Bezeichnung in der Figur 10 wie in der Figur 2 im wesentlichen auf die gleiche oben beschriebene Weise funktionieren und nicht im einzelnen unten besprochen werden.
Die Ausführungsform der Figur 10 enthält einen Videoschalter 100, der unter Steuerung einer Videosteuerung 118 und einer Mehrzahl von Videoquellen 102 und 103 arbeitet. Jede der Videoquellen erzeugt und überträgt Signale im Breitband-ISDN-Format der Figur 3 über einen zugehörigen Weg 105 bzw. 106. Der Videoschalter 100 ist von der im US-Patent Nr. 4,566,007 von G. W. Richards beschriebenen Art und bietet leitungsvermittelte Verbindungen von jedem der Videoquelleneingänge, z.B. 105 zu einem oder mehreren einer Mehrzahl von Ausgängen z.B. 107 und 108. Die Ausgänge 107 und 108 sind mit der Breitbandvermittlungseinheit 6001 verbunden, die die paketierten Videosignale an Teilnehmerkommunikationswege 6115 und 6116 verteilt.
Ungleich diskontinuierlichen Computerdaten benutzen paketierte Videosignale fortlaufend eine relativ hohe Bandbreite. Das heißt, wenn ein Teilnehmer ein Fernsehprogramm von einer der Videoquellen 102 oder 103 sehen möchte, erfordern die Videosignale, die an einen Kommunikationsweg, z.B. 6115 angeschaltet sind, eine Bandbreite von 45 Megabit pro Sekunde für die gesamte Programmlänge. Wenn die Signale für das Programm von der Breitbandpaketvermittlung 6002 an den Kommunikationsweg 6115 angeschaltet wären, würden große Mengen von Vermittlungsbandbreite benutzt werden und damit die zur Bereitstellung von anderen Verbindungen verfügbare Vermittlungsbandbreite reduziert werden. Wenn ein Videosignal von einer ganzen Anzahl von Teilnehmern empfangen wird, wird die verfügbare Vermittlungsbandbreite weiter reduziert.
In der gegenwärtigen Ausführungsform werden die Videosignalpakete an Ausgängen 107 und 108 von der Breitbandpaketvermittlung 6002 nicht an Kommunikationswege 6115 und 6116 angeschaltet, sondern mit anderen für die Kommunikationswege bestimmten Paketen in der Kommunikationswegschaltung, z.B. 6003, wie in Figur 11 dargestellt kombiniert. Jeder der Videoausgänge 107 und 108 des Videoschalters 100 ist eindeutig mit einer der Kommunikationswegschaltungen 6003 bzw. 6004 verbunden und an einen Pufferspeicher 64' der zugehörigen Kommunikationswegschaltung angeschaltet. Der Pufferspeicher 64' funktioniert auf ähnliche Weise wie der Puffer 64 der Figur 4, nur daß der Puffer 64' die Videopakete vom Videoschalter 100 mit den Paketen von der Breitbandpaketvermittlung 6002 vermischt, ehe sie vom Sender 65 zu einem Teilnehmer gesandt werden. Die Figur 12 zeigt den Puffer 64' des Kommunikationsweges 6003 mehr im einzelnen und er ist stellvertretend für den in allen Kommunikationswegschaltungen der gegenwärtigen Ausführungsform benutzten Puffer 64'.
Der Puffer 64' umfaßt einen Datenpuffer 111, der über den Weg 109 für den Empfang von Paketen von der Breitbandpaketvermittlung 6002 geschaltet ist, und einen Videopuffer 112, der über den Weg 107 zum Empfang von Videopaketen von dem Videoschalter 100 geschaltet ist. Die Ausgänge des Videopuffers 112 und Datenpuffers 111 sind mit einer Gatterschaltung 114 verbunden, die Pakete gezielt an den Ausgang 110 zur Verbindung mit dem Sender 65 anschaltet. Die Gatterschaltung 114 funktioniert unter Steuerung des Ausgangswählers 113, der Eingaben sowohl vom Datenpuffer 111 als auch dem Videopuffer 112 empfängt.
Die Eingangssignale in den Ausgangswähler 113 von Puffern 111 und 112 zeigen an, wann in den entsprechenden Puffern ein Paket zur Übertragung vorliegt. Jedesmal wenn ein Videopaket im Videopuffer 112 zur Verfügung steht, wird vom Ausgangswähler 113 die Gatterschaltung 114 angesteuert, um das Videopaket ungeachtet des Inhalts des Datenpuffers 111 zum Sender 65 durchzuschalten. Als Alternative wird, wenn kein Videopaket verfügbar ist, die Gatterschaltung 114 vom Ausgangswähler 113 zum Anschalten von Paketen vom Datenpuffer 111 an den Sender 65 angesteuert. Es ist wünschenswert, den Videopaketen Priorität zu erteilen, da das von ihnen dargestellte Videosignal kontinuierlicher Beschaffenheit ist und eine bedeutsame Verzögerung bei der Ablieferung von Videopaketen die Güte des dem Teilnehmer angebotenen Videobildes beeinträchtigen kann.
Das folgende beschreibt die Verbindung von Signalen von der Videoquelle 102 mit einem an den Kommunikationsweg 6116 angeschalteten Teilnehmer. Eine Videoverbindung mit einem Teilnehmer wird als Reaktion auf ein Videoanforderungssteuerpaket von diesem Teilnehmer hergestellt. Das Videoanforderungspaket, das den anfordernden Teilnehmer und die gewünschte bestimmte Videoquelle 102 kennzeichnet, wird über die Breitbandvermittlungseinheit 6001 und die Schnittstelle 6100 auf gleiche Weise mit der Steuereinheit 6017 verbunden, wie die oben besprochenen Verbindungsaufbaupakete mit 6017 verbunden werden. Die Steuereinheit 6017 reagiert auf Videoanforderungen mit Auswerten der verfügbaren Bandbreite, um zu bestimmen, ob der Anforderung entsprochen werden kann. Wenn auf dem Kommunikationsweg 6116 zum anf ordernden Teilnehmer ungenügend Bandbreite besteht, wird die Anforderung von der Steuereinheit 6017 abgewiesen und sie benachrichtigt den anfordernden Teilnehmer darüber mittels einer Paketmeldung. Als Alternative sendet, wenn Bandbreite verfügbar ist, die Steuereinheit 6017 ein dies anzeigendes Paket zum anfordernden Teilnehmer zurück und überträgt eine Verbindungssteuermeldung zur Videoschaltersteuerung 118 über den Weg 6027. Die Videoschaltersteuerung 118 reagiert auf die Verbindungssteuermeldung, indem sie den Videoschalter 100 ansteuert, Videopakete von der Videoquelle 102 an den Weg 107 anzuschalten, der über die Verbindung mit der Kommunikationswegschaltung 6003 mit dem Kommunikationsweg 6116 verbunden ist. Pakete vom Videoschalter 100 werden vom Puffer 64' des Kommunikationsweges 6003 empfangen und wie oben beschrieben zum anfordernden Teilnehmer übertragen.
Eine Verbindung wird durch ein Videoabschaltepaket vom Teilnehmer beendet. Das Videoabschaltepaket wird vom Kommunikationsweg 6116 an die Steuereinheit 6017 angeschaltet, die die vorher zugewiesene Bandbreite auf dem Kommunikationsweg 6116 freigibt und die Videoschaltersteuerung 118 benachrichtigt, den Weg über den Videoschalter 100 abzuschalten.
Die Zuweisung von Bandbreite für Videoverbindungen und alle anderen Verbindungen mit den Kommunikationswegen 6115 und 6116 geschieht durch die Steuereinheit 6017 auf Grundlage der durch diese gespeicherten Kapazitätstabellen. Zentralisierung der Zuordnung von Bandbreiten wird zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Systems als Ganzes durchgeführt. Nach Zuordnung von Bandbreite auf einen Kommunikationsweg z.B. 6116 braucht die Steuereinheit 6017 nicht mehr zu Rate gezogen werden, es sei denn eine Zuordnungsänderung ist erforderlich. Ändern von Videoquellen (Ändern von Kanälen) benötigt in der gegenwärtigen Ausführungsform keine Änderungen der Bandbreitenzuordnung und erfordert daher kein Eingreifen der Steuereinheit 6017.
Eine Breitbandvermittlungseinheit 6001 (Figur 11) eines zur Bereitstellung von Videodienst ausgerüsteten Breitbandvermittlungsmoduls 6000 enthält eine Kommunikationswegschaltung 6007, die mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß der Breitbandpaketvermittlung 6002 verbunden ist. Ein Kommunikationsweg 120 der Kommunikationswegschaltung 6007 ist mit der Videoschaltersteuerung 118 verbunden. Die Kommunikationswegschaltung 6007 wird zur Weiterleitung von Kanaländerungsanforderungen an die Videoschaltersteuerung 118 nach Herstellung einer Videoverbindung durch die Steuerung 6017 benutzt. Das heißt, nachdem einem Kommunikationsweg, z.B. 6116, von der Steuereinheit 6017 eine Videoverbindungserlaubnis erteilt worden ist, wird die bestimmte Videoquelle, die zur Belegung dieser Verbindung benutzt wird, als Reaktion auf Anforderungen von Teilnehmern von der Videoschaltersteuerung 118 gesteuert.
Nachdem Erlaubnis zur Benutzung von Videobandbreite von der Steuereinheit 6017 gewährt worden ist und eine Videoquelle, z.B. 102, wie oben beschrieben an einen Kommunikationsweg, z.B. 6116 angeschaltet worden ist, kann die bestimmte Videoquelle ohne die Steuereinheit 6017 zu Rate zu ziehen geändert werden. Eine Videoquellenänderung wird eingeleitet, wenn ein an eine Kommunikationswegschaltung, z.B. 6116 angeschalteter Teilnehmer zu ihrer zugehörigen Kommunikationswegschaltung, z.B. 6003, ein Videoquellenkennzeichnungspaket überträgt. Das Videoquellenkennzeichnungspaket enthält eine vorbestimmte Videoquellenkennzeichnung VCI, die im gegenwärtigen Beispiel VCI 200 ist. Beim Zugreifen auf die Übersetzungstabelle 63 ändert der Sender 62 (Figur 11) die Paket-VCI auf 203 und hängt wie in Zeile 3 der Figur 6 gezeigt einen die Kommunikationswegschaltung 6007 kennzeichnenden Kopfteil zur physikalischen Leitweglenkung an. Die VCI 203 ist einmalig für die Kommunikationswegschaltung 6003, so daß von der Videoschaltersteuerung 118 die Quelle der Änderungsanforderung identifiziert werden kann. Die Breitbandpaketvermittlung 6002 reagiert auf den Kopf zur physikalischen Leitweglenkung von der Tabelle 63 und schaltet das Paket mit der VCI 203 zur Kommunikationsschaltung 6007 durch, die das Videoquellenkennzeichnungspaket über den Kommunikationsweg 120 zur Videoschaltersteuerung 118 weiterleitet. Die Videoschaltersteuerung 118 reagiert auf das eine Änderung von einer Videoquelle, z.B. 102, zu einer anderen Videoquelle, z.B. 103, anfordernde Paket durch gezieltes Anschalten einer neuen Videoquelle, z.B. 103, an den Weg 107. In der Funktionsweise des Puffers 64', der weiterhin Videopakete ungeachtet der Quelle dieser Pakete an die Kommunikationswegschaltung 6116 anschaltet, sind keine Änderungen erforderlich.

Claims

1. Paketvermittlungsanordnung mit:

einem Paketvermittlungsnetz (6002, 6003) mit einer Mehrzahl von ankommenden Leitungen (6116, 6115) zum Aufnehmen von Teilnehmerpaketen von Teilnehmern, einer Mehrzahl von abgehenden Leitungen (6116, 6115) zum Übermitteln von paketierten Informationen zu den besagten Teilnehmern und auf auf besagten ankommenden Leitungen empfangene Teilnehmerpakete reagierenden Paketvermittlungsmitteln (6002) zur gezielten Anschaltung von Teilnehmerpaketen an eine der besagten abgehenden Leitungen; und

einer Mehrzahl von Quellen (102, 103) von Videosignalpaketen;

gekennzeichnet durch

ein Videoschaltermittel (100, 118) zum gezielten Anschalten von gewissen der besagten Videosignalpakete an besagte abgehende Leitungen, ohne daß sie durch das besagte Paketvermittlungsmittel (6002) übertragen werden; und

ein dem besagten Paketvermittlungsnetz und besagten Videoschaltermittel gemeinsames und auf von den besagten ankommenden Leitungen empfangene Steuersignale reagierendes Steuermittel (6017) zur Steuerung der vom besagten Paketvermittlungsnetz und dem besagten Videoschaltermittel bereitgestellten Verbindungen;

wobei das besagte Steuermittel Bandbreitenzuordnung eines Weges für die besagten paketierten Informationen vom besagten Videoschaltermittel zu ausgewählten der besagten Teilnehmer über besagte abgehende Leitungen durchführt und Einrichtung von Wegen für Nachrichten enthaltende Teilnehmerpakete von den besagten ankommenden Leitungen durch die besagten Paketvermittlungsmittel durchführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei jede der abgehenden Leitungen ein Wählermittel zum Aufnehmen von Teilnehmerpaketen vom besagten Paketvermittlungsnetz und Videosignalpaketen vom besagten Videoschaltermittel und gezieltem Zusammenmischen der besagten Teilnehmerpakete von besagten Paketvermittlungsmitteln und der besagten Videosignalpakete vom besagten Videoschaltermittel in einen einzelnen Strom von Paketen auf einer der besagten abgehenden Leitungen umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei das besagte wählermittel einer ersten abgehenden Leitung Mittel zum gezielten Anschalten eines Videosignalpakets aus dem besagten Videoschaltermittel an die besagte erste abgehende Leitung, jedesmal dann, wenn ein Videosignalpaket am besagten Wähler anliegt, umfaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die besagten Nachrichten Kanalauswahlnachrichten enthalten, wobei die besagten Kanalauswahlnachrichten vom besagten Paketvermittlungsnetz zu dem besagten Videoschaltermittel gesandt werden, und das besagte Videoschaltermittel als Reaktion auf die besagten Kanalauswahlnachrichten Änderungen in der Auswahl der besagten Videosignalpakete bewirkt.

5. Paketvermittlungsanordnung mit:

einem mit einer Mehrzahl von Teilnehmeranschlußleitungen (6116, 6115) verbundenen Videopaketschaltermittel (100, 118) zum gezielten Anschalten von Videosignalpaketen von einer Mehrzahl von Videoquellen (102, 103) an besagte Teilnehmeranschlußleitungen;

dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Anordnung weiterhin folgendes umfaßt:

Paketvermittlungsmittel (6002) zum gezielten Anschalten von anderen Informationspaketen als Videosignalpaketen an und von den besagten Teilnehmeranschlußleitungen (6116, 6115);

ein auf ein auf einer der besagten Teilnehmeranschlußleitungen empfangenes Videodienstanforderungspaket reagierendes Steuermittel (6017) zum Übersenden von Anschalteerlaubnissignalen an das besagte Videoschaltermittel; und

Mittel zum Anschalten eines auf der besagten einen Teilnehmeranschlußleitung empfangenen Videoquellenkennzeichnungspakets an das besagte Videopaketschaltermittel, wobei das besagte Videoquellenkennzeichnungspaket eine der besagten Videoquellen kennzeichnet; und

wobei das besagte Videoschaltermittel auf besagte Anschalteerlaubnissignale und besagtes Videoquellenkennzeichnungspaket reagierende Mittel zum Anschalten von Videosignalpaketen von der besagten gekennzeichneten Videoquelle an die besagte eine Teilnehmeranschlußleitung umfaßt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei das besagte Steuermittel Mittel zum Auf zeichnen der verfügbaren Bandbreite auf der besagten einen Teilnehmeranschlußleitung und zum Senden der besagten Anschalteerlaubnissignale, wenn die auf der besagten einen Anschlußleitung verfügbare Bandbreite die zur Übermittlung von Videosignalpaketen von einer der besagten Videoquellen erforderliche Bandbreite überschreitet, umfaßt.