(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを交換するための第１交換手段（ＵＳＣ）およびデータのマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスのための第２交換手段
（ＴＣＵi,i=1.....n）を含んでなる交換装置（ＵＳ）と、交換手段（ＵＳＣ，ＴＣＵ；ＴＣＵ，ＴＣＵ）を相互接続するための端末接続リンク（ＴＣＬ）の形式の接続手段であって、行および列に配置された多数のタイムスロット（ＴＳ）を含む論理インターフェイス（ＵＳＩ４，ＵＳＩ２）を含んでなる前記端末接続リンク（ＴＣＬ）を介して制御データおよび交換データが送られる前記接続手段と、タイムスロット（ＴＳ）の形式で資源を供給する手段とを含む、時分割マルチプレクス（ＴＤＭ）を使用するディジタル通信システムにおけるマルチプレクス／デマルチプレクスのための装置であって、
前記端末接続リンク（ＴＣＬ）は、第１インターフェース（ＵＳＩ４）を含み多数の第２交換手段（ＴＣＵ；ＴＵ）を前記第１交換手段（ＵＳＣ）に接続する第１端末接続リンク（ＵＳＣリンク）と、第１および／または第２インターフェイス（ＵＳＩ４，ＵＳＩ２）を含み前記第２交換手段（ＴＣＵ）に関する接続のための第２端末接続リンク（ＴＣＵリンク）とを含んでなり、かつ、前記第１端末接続リンクの前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）内に資源を供給する手段を介して、前記第１インターフェイス内の列に基づく資源の予約および前記第２インターフェイス内のタイムスロットに基づく予約をそれぞれ使用して、少なくとも二つの異なる動作のための資源が予約されることを特徴とする、前記装置。
【請求項２】
前記第２交換手段は、多数の端末接続ユニット（ＴＣＵ）を含んでなることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第２交換手段は、前記端末接続ユニット（ＴＣＵ）に接続された端末装置（ＴＵ）を更に含んでなることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第１交換手段（ＵＳＣ）は、スイッチコアを含んでなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２端末接続リンク（ＴＬＣ）は、端末ユニット（ＴＵ）を第２交換手段へ接続するための一つまたはそれ以上の端末接続リンク（ＴＣＬ−１）と、第２交換手段（ＴＣＵ）をカスケードに相互接続するための端末接続リンク（ＴＣＬ−２）と、デバイスプロセッサ（ＤＰ）との通信のために第２交換手段（ＴＣＵ）の内部にある端末接続リンク（ＴＣＬ−３）とを含んでなることを特徴とする請求項１ないし４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
多数の送信システムが、端末接続ユニット（ＴＣＵ）へ直接に、または、端末ユニット（ＴＵ）を経由して間接的に端末接続ユニット（ＴＣＵ）へ接続されていることを特徴とする請求項１ないし５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
トラヒックチャネルのためにタイムスロットを予約することに関連する第１の動作のための列に基づく予約により、資源（ＴＳ）が予約されることを特徴とする請求項１ないし６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
デバイスプロセッサチャネル（ＤＰチャネル）のためのタイムスロットに基づく予約により資源（ＴＳ）が予約され、これにより第２の動作に関係することを特徴とする請求項１ないし７までのいずれかの１項に記載の装置。
【請求項９】
基本タイムスロット（ＢＴＳ）と表記される多数のタイムスロットがインターフェイスのフレーム内の固定した位置に配置されていることと、それらが主としてフレーム制御の目的で使用されることを特徴とする請求項１ないし８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
資源を供給する手段が、データ交換のために使用されるデータタイムスロット（ＤＴＳ）および制御パケットのために使用される制御タイムスロット（ＣＴＳ）としてタイムスロット（ＴＳ）を定義する割当手段を含んでなることを特徴とする請求項１ないし９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
データタイムスロット（ＤＴＳ）は、列に基づく予約および／またはタイムスロットに基づく予約により要求され得ることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
端末ユニット（ＴＵ）に接続された送信システムのための前記端末ユニット（ＴＵ）のデータタイムスロット（ＤＴＳ）の要求のために、列に基づく予約が使用されることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
端末ユニットはデバイスプロセッサ（ＤＰ）含んでなることと、前記デバイスプロセッサに対する資源の要求のためにタイムスロットに基づく予約が使用されることと、を特徴とする請求項１１または１２記載の装置。
【請求項１４】
列に基づく予約のために前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）が前記第１端末接続リンク（ＵＳＣリンク）上で使用され、必要とされる領域の数を求めるために、要求されたデータタイムスロット（ＤＴＳ）の数を列内の割り当て可能なタイムスロット（ＴＳ）の数で割ることにより、前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）のフレームが複数の領域に分割されることと、前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）内で予約可能な列の数を要求された領域の数で割ることにより、領域内の列の数を与えることを特徴とし、かつ、各領域内の一つの列が、前記端末ユニット（ＴＵ）のため、または端末接続ユニット（ＴＣＵ）に直結した送信システム内の装置のために予約されることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかひとつに記載の装置。
【請求項１５】
前記第１端末接続リンク（ＵＳＣリンク）上の前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）において、１列内に９個のタイムスロット（ＴＳ）を割り当て可能であることと、予約可能である列の数が２８３であることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記割当手段は各領域内に等距離の列を発見するためのアルゴリズムを含んでなり、これは好ましくは第１領域の第１の空いている列から進めることを特徴とする請求項１４または１５記載の装置。
【請求項１７】
等距離の列が予約できなければ、各領域内の第１の空いている列、すなわちシフトされた列が予約されることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
等距離の列を予約することも、シフトされた列（すなわち、各領域内の第１の空いている列）を予約することも不可能ならば、要求が拒絶されることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
データタイムスロット（ＤＴＳ）の要求された数が、列内の割り当て可能なタイムスロットの倍数でなければ、残りのタイムスロットは、任意の方式により、制御タイムスロット（ＣＴＳ）として割り当てられることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
デバイスプロセッサチャネル（ＤＰチャネル）の予約のために、タイムスロットに基づく予約が使用されることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
タイムスロットに基づく予約のために、前記第１端末接続リンク（ＵＳＣ）の前記第１インターフェイス（ＵＳＩ４）のフレームがその中へ分割される複数の列の内の最後の列からスタートすることと、タイムスロットに基づく予約のために予約される列が一つも無ければ、最後の列が選択されて、タイムスロットの要求された数が、データタイムスロット（ＤＴＳ）として割り当てられることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
もし複数の列がタイムスロットに基づく予約のために予約され、また、もし充分な数の空きタイムスロットがそこにあれば、これらのタイムスロットは予約され、データタイムスロット（ＤＴＳ）として割り当てられることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
もし複数の列がタイムスロットに基づく予約のために予約され、また、もしこれらの列のどれにも充分な空きタイムスロットがなければ、最後に接続された送信システムの残りの領域が検討され、最初の空いている列が選択されることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
列に基づく予約により予約されなかった列のいずれもが充分な数の空きタイムスロットを含んでなければ、前記割当手段は、それ以降領域ごとの列の数を発見するために計算を行って、最後の領域の最後の列から開始して、逆方向に連続して複数の列をチェックして、各領域内において対応する列を、空いている列が発見されるまでチェックすることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２５】
時分割マルチプレクス（ＴＤＭ）を使用するディジタル通信システムのための交換装置であって、少なくとも第１および第２の交換手段と、タイムスロットのマルチプレクス／デマルチプレクスを制御するための制御手段とを含んでなり、少なくとも前記第１交換手段を一つまたはそれ以上の第２交換手段に相互接続するための接続手段が備えられ、この接続手段は、行および列に配列されたタイムスロットを有する多数のフレームを有するインターフェイスを含んでなり、
前記制御手段は第１の動作と第２の動作とを有し、
前記第１の動作では、列に基づく第１インターフェイス内の資源（ＴＳ）を予約し、
前記第２の動作では、タイムスロットに基づく第２インターフェイス内の資源（ＴＳ）を予約する、前記交換装置。
【請求項２６】
前記第１の動作はトラヒックチャネルのための資源（ＴＳ）に関係することを特徴とする請求項２５記載の交換装置。
【請求項２７】
前記第２の動作は、第２交換手段（ＴＣＵ；ＴＵ）の内部にあるデバイスプロセッサのための資源（ＴＳ）に関係することを特徴とする請求項２５または２６記載の交換装置。
【請求項２８】
時分割マルチプレクス（ＴＤＭ）を使用するディジタル通信システム内で使用される交換装置の第１交換手段に少なくとも一つの第２交換手段を相互接続する接続手段のインターフェイス内に、例えばタイムスロットの形式で資源を予約する方法であって、ここで前記インターフェイス内の資源（例えばタイムスロット）が、資源を行と列に配列したフレーム内に配置されていて、
トラヒックチャネルのために資源が要求されるときに、必要とされる資源の数により、一つまたはそれ以上の資源の列が任意の方式により予約され、デバイスプロセッサチャネル資源のために要求された資源が、資源に基づいて予約されることを特徴とする前記方法。
【請求項２９】
前記第２交換手段は一つの端末接続ユニット（ＴＣＵ）およびそこに接続される少なくとも一つの端末ユニット（ＴＵ）を含んでなることと、トラヒックチャネルおよび／またはデバイスプロセッサチャネルのための資源は、端末接続ユニット（ＴＣＵ）に接続された端末ユニット（ＴＵ）により要求されることを特徴とする請求項２８による方法。
【請求項３０】
トラヒックチャネルおよび／またはデバイスプロセッサチャネルのための資源は、第２交換手段の端末接続ユニット（ＴＣＵ）に直結された送信システムの装置により要求されることを特徴とする請求項２８による方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、その中の制御データと交換データが資源要求可能な論理インターフェイスを含む接続リンク上で送られるデータの交換とデータのマルチプレクシング／デマルチプレクシングを備えた交換装置による、時分割多重化を使用したディジタル通信システム内のマルチプレクシングおよび／またはデマルチプレクシングに関係する装置と、関係する方法に関する。
この発明はまた、チャネルのマルチプレクシングおよび／またはデマルチプレクシングの制御手段を含んでなる交換装置に関する。更にこの発明は、こうした交換装置を含んでなる通信システムに関する。
従来の技術
同期通信システムにおいて、多数の通信チャネル上の情報を一つの通信チャネルに集中し、また一つの通信チャネル上の情報を多数の通信チャネルにそれぞれ分散することを意味する、マルチプレクシングおよび／またはデマルチプレクシング用の装置を使用することがよく知られている。
ＵＳ−Ａ−４６３０２６１は、先着順にメッセージを記憶し情報を信号で表示するためのバッファを含んでなる信号集中機（マルチプレクサ）を示す。この装置において、情報の表示が最優先を与えられ、一方、生成された音声パケットは、この音声パケットが新しく生成されたか否かによって、より低い優先度を与えられる。更に、低速の音声帯域データが、もう一つの優先度を与えられ、ディジタルデータパケットが、なおもう一つの優先度を与えられる。バッファ内の諸入力は、優先度レベル、識別、バッファ内の位置などを示す参照テーブル内に収められている。もう一つのテーブルは、特定のスピーチ源からのメッセージが、いつこのバッファから出たかの時間の記録を含んでなる。優先アルゴリズムを走らせるコントローラを通じて、テーブルの内容およびバッファからのシーケンス入力は、優先度順に、通信チャネルに転送するために使用される。最高優先度の入力は、先入れ先出しの原則により送信され、それから、より低い優先度の入力が続く。
こうして、優先度アルゴリズムを通じて、データが、共通通信チャネルにシフトアウトされる。
ＷＯ  ９３／２５０３１は、同期ディジタル通信システムの中の弾性的バッファメモリの充填レート（fill rate）の監視について述べている。そこに開示される発明の目的は、既知のシステムよりも少ないハードウェアを使用して、複数のチャネルのフィルレートを監視可能にすることである。複数のチャネルの間で共用する一つの監視ユニット内で、同一の階層レベルの二つまたはそれ以上のチャネルのフィルレートが時分割ベースで監視されるように、充填レート監視用の時分割アーキテクチュアを採用することにより、これは基本的に達成される。
しかしながら、これらの引用文献は、いずれも、チャネル上の資源を有効な方法で使用する、ディジタル通信システム内のマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクス用の装置を開示していない。更に、資源が効率的に使用されるような方法で、複数の送信システムを接続することは困難である。その上、そこに接続できるのは、装置がそのために特別に設計された送信システムだけである。
発明の要約
ディジタル通信システム内の複数のチャネルの最適なマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスを供給するための装置と方法をそれぞれ提供することは、この発明の一つの目的である。また、ディジタル交換装置内のマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスを含んでなる装置であって、資源、すなわちタイムスロットをできるだけ効率的に使用する手段である装置を、提供することもこの発明の一つの目的である。
更にまた、ディジタル交換装置内のマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクス用装置を、異なったフレームベースの送信システム、特に２メガビットまたは１．５メガビット送信システムをもそこに接続でき、特に最も効率的な仕方で資源を使用するように、提供することが、この発明の一つの目的である。
更に、マルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスの制御手段を含んでなる交換装置を、複数のチャネルまたはタイムスロットが効果的に使用できるように提供することも、この発明の一つの目的である。この発明のもう一つの目的は、特に、マルチプレクス／デマルチプレクス制御手段付きの交換装置を、資源の最適使用のもとにそこに接続できるように、また一層特に、限られた数の所与の送信システムのためだけの設計ではなく、種々のフレームベースの送信システムがそこに接続できるようにして、大きなフレキシビリティを提供することである。
この発明のもう一つの目的は、こうした交換装置を含んでなる通信システムを提供することである。
これらは他の目的と同様に、データ交換用の第１交換手段が、第１端末接続リンク経由で、データのマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクス用の多数の第２データ交換手段に接続されている装置を通じて、それぞれ達成される。
第１端末接続リンクは、第１インターフェイスを含んでなる。一つのインターフェイスは、行および列に配列された多数のタイムスロットを含んでなる。第２交換手段に関する接続は、第１および第２のインターフェイスを含んでなり得る第２端末接続リンクにより、供給される。第１端末接続リンク上の第１インターフェイス上に資源を供給するための手段が提供される。（少なくとも一つの）第１の機能性のための資源は、インターフェイスの列に基づいて保存され、第２の機能性のための資源の保存は、タイムスロットの保存に基づいている。
これらの目的はまた、これらの機能性、すなわち、これらが意図された使用目的に基づく資源の供給を備えていて、マルチプレクスおよび／またはデマルチプレクス制御手段を含んでなる交換装置を通じて達成される。ここで、第１機能性として、第１交換手段に接続するインターフェイスのタイムスロットがその中に分割される列に基づいて保存が行われ、第二機能性として、複数のタイムスロットに基づいて保存が行われる。
一つのインターフェイスは、そのインターフェイス中のタイムスロット当たりの所与のビット数について、フレーム当たりの所与の数のタイムスロット（および、恐らくは、ビット数の残余も）を含んでなる。このインターフェイスは、更に、タイムスロットの所与の数の行および列に分解され、結局、多数の特別のタイムスロットが追加される。
一般に３種類のタイムスロット、すなわち、いわゆる基礎的タイムスロット（ＢＴＳ）、制御タイムスロット（ＣＴＳ）、データタイムスロット（ＤＴＳ）がある。基礎的タイムスロットは、主としてフレーム制御のために使用され、フレーム内でのそれらの位置は、固定されている。制御タイムスロットはデータパケット制御のために使用され、データタイムスロットはデータ交換のために使用される。端末接続リンク上の情報を理解し転送するために、論理インターフェイスの概念が使用される。これらは、マッピングとアロケーションを受ける。アロケーションは、データタイムスロットまたは制御タイムスロットとして、一つのインターフェイス上の一つのタイムスロットを定義することを意味し、マッピングは、一つのインターフェイス内の一つのタイムスロットを、他のインターフェイスの一つのタイムスロットに接続することを意味する。端末接続リンク内で資源を供給する手段、すなわち、マルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスを制御する手段は、マッピングおよびアロケーションの機能性を含んでなり、上記のように、これは、必要とされる資源の機能性により、（少なくとも）第１および第２の予約を提供する。
【図面の簡単な説明】
この発明は、以下に添付図面を参照して、非制限的な方法で更に説明される。
図１
一つの第１交換手段により、多数の第２交換手段を接続する、端末結合リンクを図解する。
図２
端末接続ユニットへ直接に接続する任意送信システムの接続を示す。
図３
第２インターフェイスのフレームを示す。
図４
第１インターフェイスのフレームを示す。
図５
第１および第２の交換手段内のアロケーション記憶装置とマップ記憶装置の配置を示す。
図６
制御タイムスロットのアロケーションを示す。
発明の詳細な説明
これからこの発明を特定の実施例を参照しながら説明するが、その中で一つのスイッチＵＳは、原則として、二つの交換手段を含んでなる。この実施例で第１交換手段ＵＳＣは、データ交換の責任がある。第２交換手段は、多数の端末接続ユニットＴＣＵを有する回路を含んでなり、データのマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスを供給する。交換装置は、制御、作動、保守の機能に使用されるスイッチ制御パケット回路網（ＵＳＣ  ＰＮ）、および交換データの責任を負う回路を含んでなる。図１に、二つの端末接続ユニットＴＣＵ−１、ＴＣＵ−２を含んでなる第２交換手段が、カスケードに接続されている様子を図示する。第１の端末接続ユニットＴＣＵ−１は第１の交換手段ＵＳＣに接続され、ＵＳＣは、第１の端末接続リンクであるＵＳＣリンク上で、交換コアを形成すると言える。端末接続ユニットＴＣＵ−１とＴＣＵ−２は、第２の端末接続リンクであるＴＣＵリンク（ここではＴＣＬ−２）により相互接続されている。図から理解されるように、多数の端末ユニットＴＵ（ｎは各相当番号を示す）が、それぞれの端末接続ユニットＴＣＵ−１、ＴＣＵ−２に接続されている。端末ユニットＴＵを端末接続ユニットＴＣＵに接続するために、第２の端末接続リンクであるＴＣＵリンクもここに使用され、ＴＣＬ−１と名付けられている。端末接続ユニットＴＣＵ−１とＴＣＵ−２は、デバイスプロセッサＤＰと通信する。デバイスプロセッサＤＰと通信するために、内部の第２端末接続リンクＴＣＬ−３が使用される。図１に略図で示すように、多数の端末接続ユニットが、この実施例による第１交換手段すなわちスイッチコアに接続できる。この発明の範囲内において、端末ユニットＴＵをスイッチコアＵＳＣに直結することも可能であるか、これは図中に図示されていない。スイッチコアＵＳＣに接続する第１端末接続ユニットＴＣＵ−１に対して、多数の端末接続ユニットを更に接続することができ、一方これらの端末接続ユニットは、第２端末接続リンクＴＣＬ−２を経由して、他の端末接続ユニットは、上記のようにカスケード接続できる。更に（図示されてないが）各端末接続ユニットＴＣＵへ、上記のようにＴＣＬ−１を経由して、多数の端末ユニットＴＵを接続できる。一方、各端末接続ユニットＴＣＵは、内部のＴＣＵリンク（ＴＣＬ−３）上で、一つまたはそれ以上のデバイスプロセッサＤＰと通信できる。例えば冗長性が適用されれば、一つのＴＣＵ内に二つ以上のデバイスプロセッサが存在する。端末ユニットＴＵへ、送信システムを接続できる。図２に対称的に図示するように、代わりの実施例においては、それらはまた、端末接続ユニットへ直接に接続することもできる。送信システムの接続については、更に後述する。
端末ユニットＴＵはまた、デバイスプロセッサＤＰ（図示せず）を含んでなり得る。
ＴＣＵリンクとＵＳＣリンクの各端末接続リンクは、インターフェイスまたは論理的インターフェイスを含んでなる。これらを通じて、端末接続リンク上の情報が転送されるようになっている。第１の端末接続リンクであるＵＳＣリンクは、第１交換手段、すなわち、この場合ではスイッチコアに接続して、インターフェイスを形成し、また、第２の端末接続リンクであるＴＣＵは、これから更に議論される実施例において、この端末接続ユニットリンクであるＴＣＵリンク（ＴＣＬ−１、ＴＣＬ−２、ＴＣＬ−３）によって、前記第１のインターフェイスと異なるか、または異ならない、少なくとも一つのインターフェイスを含んでなる。
以下に、二つの特定のインターフェイスを含んでなる実施例を議論する。しかしながら、これらは単に例示の目的のために与えられるのであり、多数の他の代案がもちろん可能である。
図２は、送信システムが、端末接続ユニットＴＣＵに直結した実施例を示す。その時ＴＣＵは、如何にして送信システムがそのタイムスロットをインターフェイス内に割り当てるかを、（例えば読み取りを通じて、）発見できなければならない。ここでＺは、スイッチまたは類似のものを示す。特定の実施例において、それはＴＣＵであって、直結を提供する。
これから記述する二つのインターフェイスは、それぞれＵＳＩ２およびＵＳＩ４（第２インターフェイスおよび第１インターフェイス）と呼ばれる。ＵＳＩ２インターフェイス（第２インターフェイス）は、フレーム当たり１１３回のタイムスロットと、７ビットの剰余を含んでなる８．１９２Ｍｂ／ｓのインターフェイスである。ＵＳＩ４は、フレーム当たり２５６０回のタイムスロットを有する１８４．３２Ｍｂ／ｓインターフェイスである。両方のタイムスロットにおいて、タイムスロット当たり９ビットである。両方のインターフェイスのフレームは、更に行および列に分割される。ＵＳＩ２インターフェイスは、１２列で９行のタイムスロットと、５つの特別タイムスロットを有し、また、ＵＳＩ４インターフェイスは、２８４列で９行のタイムスロットと、４つの特別タイムスロットを有する。ＵＳＩ２インターフェイスとＵＳＩ４インターフェイスの一つのフレームが、図３と図４に、それぞれ描かれている。タイムスロットＴＳは、三つの異なった種類のタイムスロット、すなわち、基礎的タイムスロットＢＴＳ、制御タイムスロットＣＴＳ、データタイムスロットＤＴＳに分割される。基礎的タイムスロットは、主としてフレーム制御の目的に使用され、フレーム内に固定的に配置されている、すなわち、フレーム内に固定した位置を与えられている。制御タイムスロットＣＴＳは、パケットの制御に使用され、データタイムスロットは、データの交換に使用される。示された実施例において、端末接続ユニットＴＣＵは、一つまたはそれ以上のデバイスプロセッサＤＰを備えているが、これについては更に後述する。デバイスプロセッサへの通信チャネルは、デバイスプロセッサインターフェイスＤＰＩを含んでなり、後者はまた、デバイスプロセッサデータインターフェイスＤＰＤＩおよびデバイスプロセッサ制御インターフェイスＤＰＣＩを含んでなる。
ＤＰＤＩは２チャネルＤＰＤとＤ６４（データ６４キロビット）を含んでなる。ＤＰＣＩを通じて、デバイスプロセッサは、ＵＳＣ  ＰＮ制御パケット回路網上で情報を受信できる。送信は、制御時間スロットＣＴＳを経由して、ＤＰＣＩ経由デバイスプロセッサ宛に行われる。デバイスプロセッサはまた、交換データ回路網と通信でき、このとき送信は、データタイムスロットＤＴＳ経由で提供される。その情報は、ＤＰＤＩ経由で、ＤＰＤまたはＤ６４へ導入される。ＤＰＤとＤ６４は、インターフェイス内の固定チャネルを含んでなる。ＤＰＤチャネルは、常時ＤＴＳＢ２タイムスロットへマップされ、またＤ６４チャネルは、ＤＴＳＢ２タイムスロットへマップされる。
図３および図４は、ＵＳＩ２インターフェイスとＵＳＩ４インターフェイスのフレームをそれぞれ示す。なお、ＤＴＳＢはデータタイムスロットのＢ(Data Time Slot B)のことであり、図３，４の記号Ｂは基礎的(Basic)タイムスロットのことである。記号がないフィールド（タイムスロット）、すなわち、空虚なフィールドは、タイムスロットが、データタイムスロットＤＴＳまたは制御タイムスロットＣＴＳとして割り当てできることを示す。図３において、７ビットの余剰は、Ｘの記号で示す。上記のように、ＤＰＤがＤＴＳＢ１（１）内に、Ｄ６４がＤＴＳＢ２（２）内に割り当てられている。
インターフェイスＵＳＩ内のタイムスロットを決定するハードウェア回路は、アロケーションストアのＡＳの記号で示される。アロケーションストアは、アロケーション設定用の端末でアクセス可能であり、また、ＵＳＣ  ＰＮ、制御パケット回路網を経由して、中央処理装置ソフトウェアからアクセス可能である。
図５を参照して、これからアロケーションとマッピングを説明する。アロケーションは、データタイムスロットＤＴＳ、または制御タイムスロットＣＴＳとして、インタフェイス内のタイムスロットの定義に関係する。アロケーションストアＡＳは、送信方向でのタイムスロットの定義のために使用される。受信方向においては、データタイムスロットと制御タイムスロットは、ラインコーディングにより識別され、各タイムスロットは、データタイムスロットまたは制御タイムスロットとしてコードされる。アロケーションストアＡＳ０、ＡＳ１、ＡＳ２、ＡＳ３、，．．．．ＡＳＣは、第１交換手段中に、すなわち、この実施例においてはスイッチコアＵＳＣ中に配置される。さらにアロケーションストアＡＳは、端末接続ユニットＴＣＵ中に配置されて、各ＴＣＵリンクのために一つのアロケーションストアＡＳがあるようにされる。スイッチコアＵＳＣ中に、各ＵＳＣリンクのために一つのアロケーションストアがある。
インタフェイスＵＳＩ中に、どのようにタイムスロットが割り当てられるかは、それぞれＴＣＵリンクのカテゴリィによる。デバイスプロセッサ通信に使用されるＴＣＵリンク上のインタフェイス内のタイムスロットのアロケーションは、ハードウェア中にハードコードされ、このアロケーションは中央処理装置ソフトウェアにより変更できない。端末ユニットＴＵへの接続のために使用されるＴＣＵリンク上のインタフェイスのタイムスロットのアロケーションは、端末ユニットのバリアントごとにハードコードされる。一般に入力フレームと出力フレームの間にはフレームの遅延がある。これは、ＵＳＣリンク上の出力フレーム（ＵＳＩ４）が、ＴＣＵリンク上の入力フレーム（ＵＳＩ２）に対して遅延することを意味する。同じことは他の方向の送信にも適用される。すなわち、ＴＣＵリンク上の出力フレーム（ＵＳＩ２）が、ＵＳＣリンク上の入力フレーム（ＵＳＩ４）に対して遅延する。一般にマッピングアルゴリズム（一層詳細に後述する）がフレキシブルになればなるほどフレームの遅延が長くなる。
送信システムを終了しＴＣＵリンク経由でＴＣＵに接続する端末ユニットＴＵは、ＵＳＩ中にデータタイムスロットＤＴＳを割り当てなければならず、送信システム中の各トラフィックチャネルについて一つのＤＴＳを割り当てなければならない。もし端末ユニットＴＵがデバイスプロセッサＤＰ（上述した）を含んでなるならば、ＤＴＳＢ１および／またはＤＴＳＢ２もまた割り当てられなければならない。ＤＴＳの割り当ては他の方法でも実行できるが、ＤＴＳはＵＳＩ２フレーム上でできるだけ均等に拡散すべきである。アロケーション情報はスイッチ終了ユニットにより保持されるが、ここでは詳述しない。対応するＴＣＵアロケーションストアは同一のアロケーションによりロードされなければならず、また、アロケーションストアＡＳをロードできるために、ＴＣＵのＣＰソフトウェアは、端末ユニットＴＵのＣＰソフトウェアに、特定のアロケーションについて問い合わせなければならない。端末接続ユニットＴＣＵのＣＰソフトウェアは、ＵＳＣリンク上およびカスケード接続に使用されたＴＣＵリンクのインターフェイス内のタイムスロットのアロケーションを決定する。
アロケーションは両方の方向において、全く同一である。すなわち、スイッチコアＵＳＣへ向かっておよびスイッチコアＵＳＣからそれぞれ同一である。
インタフェイスのタイムスロットのマッピングを決定するハードウェア回路は、ここにマッピングストアＭＳと呼ばれる。マッピングストアは、マッピングの設定のために端末によりアクセスされる。端末はＣＰソフトウェアからアクセス可能である。ここでマッピングにより、一つのインタフェイス内のデータタイムスロットＤＴＳと他のインタフェイス内のデータタイムスロットＤＴＳとの接続が理解される。マッピングストアは端末接続ユニット内に配置され、ここで端末接続ユニットごとに二つのマッピングストアが配置されているが、その一つはリンク方向ＸＬへの交換が目的であり、もう一つは方向ＬＸへ交換するためのリンクを目的にしている。マッピングは両方向で同一（アロケーションと同様）であり、すなわち二つのマッピングストアＭＳは同一情報を記憶している。マッピングは端末接続ユニットＴＣＵのＣＰソフトウェアにより、制御されている。マップされてないすべてのタイムスロットはここで制御タイムスロットＣＴＳとして割り当てられる。図３において、多数の端末接続ユニットＴＣＵが一つまたはそれ以上の拡張ユニットＥＵ０．．．ＥＵｎを含んでなるスイッチコアＵＳＣに接続できる事実だけを示している。各拡張ユニット内に所定の数のアロケーションストアがあり、例えば第１拡張ユニットＥＵ０内に４つのアロケーションストア、ＡＳ０、ＡＳ１、ＡＳ２、ＡＳ３がある。多数の端末ユニットＴＵが各端末接続ユニットＴＣＵへ接続できることも図中に示されている。
続いて第１および第２交換手段を一層詳細に議論する。第１交換手段、すなわち図示の実施例ではスイッチコアＵＳＣの記号で示したものが、データのストリーム上で実際の時間空間の交換作業を遂行する。スイッチコアＵＳＣは、多数のアロケーションストアＡＳを備えており、上記のように各ＵＳＣ入口について一つずつ備えている。図示の実施例においてアロケーションストアＡＳは、前記のようにＵＳＩ４インタフェイスのために設計されている。これらはＵＳＣ  ＣＰソフトウェアにより所有されているが、しかしながら、ＵＳＣリンク上のインタフェイスＵＳＩ４のアロケーションを決定するＴＣＵ内のアロケーションストアＡＳ−ＬＸ内のＴＣＵ  ＣＰソフトウェアから、アロケーション情報をフェッチする必要がある。スイッチコアＵＳＣは、インタフェイスＵＳＩ４からアクセスできるデバイスプロセッサと装置プロセッサ（図示せず）を含んでなる。冗長性が適用されれば、各々についてより多くあり得る。これはまたＴＣＵ内のデバイスプロセッサについても一般に適用できる。これらのデバイスプロセッサおよび装置プロセッサとの通信はＵＳＣリンク上のタイムスロットを必要とし、従って第１ＵＳＣリンク内の二つの基礎的タイムスロットが予約される。ＣＰソフトウェアから変更できないハードウェア予約がある。デバイスプロセッサは主としてスイッチコアＵＳＣの保守のために使用されるのに対して、一方設備プロセッサは交換装置の同期のために使用される。
端末接続ユニットＴＣＵは、その主要機能として、端末ユニット（さらに後述する）とスイッチコアＵＳＣの間のデータストリームをマルチプレクスおよび／またはマルチプレクスしなければならない。このマルチプレクスおよび／またはデマルチプレクスは、マッピングおよびアロケーションの機能により制御されるが、資源または制御手段供給用に備えられた手段としてこれらも参照される。この機能自体は、主として端末接続ユニットＴＣＵのＣＰソフトウェア内にインプリメントされる。
端末接続ユニットＴＣＵは、コア方向の前のユニットへＴＣＵを接続するための一つの入口を有するが、もちろんこれはスイッチコアＵＳＣに直結される最初の端末接続ユニットではない場合である。しかしながらこの入口は、第１の端末接続リンクＵＳＩ４のために設計されている。端末接続ユニットリンクの入口の数は、問題の端末接続ユニットの種類すなわちＴＣＵバリアントによる。カスケード接続のために使用されるＴＣＵリンクの入り口は、第１インターフェイスＵＳＩ４のために設計され、一方、端末ユニットＴＵへの接続のために使用されるＴＣＵリンクの入り口は、第１および／または第２のインターフェイスのため、すなわち、ＵＳＩ４および／またはＵＳＩ２のために使用される。デバイスプロセッサの通信のために使用されるＴＣＵリンクの入り口は、第２インターフェイスＵＳＩ２のために設計された実施例にだけ示される。各入り口は、送信方向におけるタイムスロットのアロケーションを決定するアロケーションストアＡＳを含んでなる。
一つの端末接続ユニットは、一つの（冗長性ならば、それ以上の）デバイスプロセッサを備えていることは、図１の通りである。デバイスプロセッサＤＰは、ＵＳＩ２インターフェイスを経由してＴＣＵ内で内部的に接続されている。ＴＣＵ内のデバイスプロセッサは、（本書内で前述したように）ＤＰＤチャネルのみを使用し、それはＤＴＳＢ１内へマップされる。各デバイスプロセッサについて、一つの予約が必要である。図示の実施例によれば、この予約は、タイムスロットに基づいて行われるが、更に後述する。ＴＣＵリンク上で受信されるデータタイムスロットは、端末接続ユニット内の二つの先入れ先出しメモリ（ＦＩＦＯ）内で終了する。ＦＩＦＯメモリの一つは、トラヒックタイムスロットのために使用され、もう一つのＦＩＦＯメモリは、複数のＤＴＳＢのために使用される。複数のＤＴＳＢが、上述のように一つまたはそれ以上のプロセッサを備えたユニットに、献げられる。しかしながら、更に一つのＦＩＦＯメモリが、制御パケット回路網の制御タイムスロットのために使用される。
データは、端末ユニットＴＵを経由して、交換装置へ挿入、および／または除去される。交換装置は、第１および第２の交換手段であるＵＳＣと
ＴＣＵi,i=1.....nおよび端末ユニットを含んでなる交換構造を形成する。それは、スイッチ終了ユニット（図示なし）内で、二つの異なった形式をとって終了するが、その一つはＵＳＩ２を支持し、もう一つはＵＳＩ４を支持する。端末ユニットはまた、マッピングとアロケーションのユニットを含んでなり得る。端末ユニットと交換装置の間のインターフェイス内のタイムスロットのアロケーションは、スイッチ終了ユニット回路により与えられる。もし外部インターフェイス転送システムが端末ユニットに接続されれば、この端末システムも外部タイムスロットをインターフェイス（ＵＳＩ２）内へマップする必要がある。マッピングとアロケーションの機能から理解すると、端末ユニットのマッピングとアロケーションは、一つの定数（constant）を形成する、すなわち、それは前記のようにハードコード（hardcode）される。アロケーションストアＡＳとマッピングストアＭＳを端末接続ユニットＴＣＵ内にロードできるようにするために、マッピングとアロケーションの機能は、このアロケーションについて通知されなければならない。端末ユニットは、列に基づく予約とタイムスロットに基づく予約の両方を通して、データタイムスロットＤＴＳを要求できる。列に基づく予約とタイムスロットに基づく予約については、後述する。
ＵＳＣリンクごとに一つのスイッチストア（図示せず）がある。従ってＵＳＣリンクからの連続したＴＳはスイッチストア内の連続した位置に記憶される。タイムスロットの位置の番号付けは拡張ユニット０（ＥＵ０）の第１ＵＳＣリンクからスタートする。
ＵＳＩ４はＵＳＣリンク上で使用されるので、スイッチストアは２５６０ＴＳを記憶できる。各スイッチストア位置は、多数の位置に対応する。この意味は、ＥＵ０上の第１リンクが０から２５５９までの多数の位置を「所有し」、第２リンクが２５６０から５１１９までの多数の位置を「所有する」などである。
あるユーザのためにＵＳＣリンク上でタイムスロットのマッピングとアロケーションが実行されるとすぐに、その特定ユーザにどのポジションが割り当てられるかが知られる。
以下に、交換装置のマッピングとアロケーションのアルゴリズムをさらに議論する。スイッチにおけるマッピングとアロケーションは、原則として３つのサブ機能すなわちマッピングとアロケーションのデータの予約、ロード、リリースを含んでなる。マッピングとアロケーションのデータのロードは、あるユニットが作動を開始される時に実行される。それからマッピングとアロケーションのデータは、作用されたマッピングストアとアロケーションストアへロードされる。マッピングとアロケーションのデータのリリースは、あるユニットが切断されているときに実行される。マッピングとアロケーションのデータがリリースされ、また関係のあるマッピングストアとアロケーションストアが再格納される。ロードとリリースの機能はここではこれ以上説明しないが、その理由は、この発明に関係あるのは、ユニットが送信システムのための資源および／またはデバイスプロセッサのための資源を要求するときに、マッピングおよびアロケーションのデータの予約サブ機能中で実行される一つのアルゴリズムを含んでなるマッピングとアロケーションデータの予約であるからである。後にマッピングストアおよびアロケーションストア中にロードされるであろうマッピングおよびアロケーションのデータの形成において、このアルゴリズムはアクティブである。
この発明によるマッピングおよびアロケーションデータの予約機能は、端末接続リンク上の資源を要求するための二つのアルゴリズム、すなわち列に基づく予約と、タイムスロットに基づく予約を提供する。列に基づく予約はトラフィックチャネルのために使用され、一方タイムスロットに基づく予約はデバイスプロセッサチャネルのために使用される。
あるユニット（たとえば端末ユニットＴＵ）がデータタイムスロットのために列に基づく要求をすると、列全体がその特定ユニットのために予約される。予約される列の数は要求されるデータタイムスロットの数による。一方あるユニットがデータタイムスロットのためにタイムスロットに基づく要求をすると、休止しているタイムスロットや、またあるとすれば、ある列内で、タイムスロットを使用済みの予約のために予約したタイムスロットが、予約される。この列内のデータタイムスロットは一つのユニットまたは多数の異なったユニットに所属し得る。
以下に列に基づく予約をさらに説明する。列に基づく予約は、たとえば送信システムのデータタイムスロットのために使用される。この発明によれば、たとえば１から２５４７までの６４Ｋｂ／ｓチャネルに変化し得る任意の送信システムを処理できる。この発明は６４Ｋｂ／ｓチャネルを有するシステムに応用できる。しかしながら、原則としてそれは、多数の条件、たとえば複数のフレームが同期すること、即ち、同時に存在することなどの要件が満たされれば、他の送信システムにも応用できる。
ここに説明する特定の実施例において、ＵＳＩ４インタフェイスはＵＳＣリンク上で使用される。このインタフェイスのフレームは一列内に９個の割付可能なタイムスロットを含んでなり、２８３の予約可能な列を有する。列に基づく予約のために、ＵＳＩ４フレームが複数の領域に分割される。要求されたデータタイムスロットを、９すなわち一列内の割付可能なタイムスロット数により分割することにより、領域の数が与えられる。インタフェイス内の予約可能な列の数、すなわちここでは２８３は、必要とされる領域の数で割られ、こうして領域内の列の数が与えられる。それから残りの列が、残った領域を形成するフレームの端部で一括される。要求を作るためのユニットとして、各領域に一列が予約されるが、ただし要求が拒絶された場合は別であり、これは後述する。
３２チャネルを有する２Ｍｂｉｔ／ｓ送信システムが一つの端末ユニットに接続された例により、これから説明する。３２のタイムスロットがあるので９で割って３．５５の領域が与えられる。この数字を四捨五入して４領域が与えられる。
領域ごとの列の数を設定するために、２８３列を４領域で割ると、領域当たり７０．７５列が与えられる。この数字を四捨五入して領域当たり７０列が与えられ残りの領域の３列は最後からの列の数２８３、２８２、２８１である。この数字はまた最大で７０個の２Ｍｂ／ｓ送信システムをＵＳＣリンクに接続できることを示す。
このアルゴリズムはそれから第１領域内の第１の空いた列の探索からスタートし、その後第２領域内の対応する列を発見するために７０列のジャンプをする。それから同様に第３列、第４列などに行う。第２、第３または第４領域で対応する列が占有されていればこの手順は再スタートされる。これは第１領域すなわち領域１内の次の空いた列が選択されることを意味する。手順が再スタートされるのは、等距離に位置する列を得て最適な列の代替的および／または将来の予約をなす予約された列の構造を生成するのが大きな目的だからである。これらの列はコラム交換を遂行するために有利に等距離になっている。もし等距離の列を要求することができなければ、各領域の第１の空いた列が予約され、これはシフトされた列と呼ばれる。もしいわゆるシフトされた列も予約できなければ、要求はここで拒絶される。
もし要求されたデータタイムスロット数が（この場合）９の倍数でなければ、多数のタイムスロットが残るであろう。これらは上記のように制御タイムスロットとして割り当てられる。２Ｍｂ／ｓ送信システムについて４つのタイムスロットが制御タイムスロットとして割り当てられるが、その理由は４列ｘ９のタイムスロットは３６タイムスロットに等しく、そして３６タイムスロットから３２タイムスロットを引けば４タイムスロットに等しいからである。それからこれらの制御タイムスロットＣＴＳは、図６に見えるように、予約された列の最後の領域に割り当てられる。制御タイムスロットＣＴＳはこの方法で割り当てられるが、その目的は端末接続ユニットのＦＩＦＯメモリ内のアンダフローまたはオーバーフローの危険を除去することである。とりわけ列の予約は、たとえばマッピングおよびアロケーションのデータを記憶装置にロードする際に、またユーザが完全な列を交換することを望むときに、有利な予約方法を提供する。
これからタイムスロットに基づく予約をさらに説明する。タイムスロットに基づく予約は、ここではデバイスプロセッサへの通信チャネルを含んでなるデバイスプロセッサチャネルすなわちＤＰチャネルのために使用される。デバイスプロセッサインタフェイスＤＰＩは、デバイスプロセッサデータインタフェイスＤＰＤＩおよびデバイスプロセッサ制御インタフェイスＤＰＣＩを含んでなる。デバイスプロセッサデータインタフェイスＤＰＤＩは前述のように、二つのデバイスプロセッサチャネル、ＤＰＤおよびＤ６４を供給する。一つのユニットはチャネルのいずれか一つまたは両方を使用できる。ＤＰＤチャネルはＵＳＩフレームの中のＤＴＳＢ１タイムスロットの中にマップされ、Ｄ６４チャネルはＤＴＳＢ２タイムスロットの中へマップされる。もしＤＴＳＢが使用されなければそれは制御タイムスロットＣＴＳとして割り付けられる。
タイムスロットに基づく予約は、最後の列、ここで説明する実施例においては列番号２８３からスタートする。２８３は素数なので、１個または２８３個の列を予約しなければならない時を例外として、それ以外は列２８３がトラフィックチャネルとして予約されることは決してない。トラフィックチャネル用として使用される列の数は、接続される単数または複数の特定のシステムによる。２Ｍｂｉｔ／ｓ送信システムの場合は、３つの列すなわち列番号２８３、２８２、２８１は、列に基づく予約のために決して使用されない。タイムスロットに基づく予約アルゴリズムは、残りの領域すなわち残った列の使用をインタフェイスのフレーム上に均一に列を展開するため、また列に基づく予約の影響を最小化するため、また異なったタイプの通信システムを同一のＵＳＣリンクに接続できることを考慮に入れるために使用するため、これらの使用の妥協を形成すると言うことができる。
タイムスロットに基づく予約のアルゴリズムは、タイムスロットに基づいて予約されている列があるかどうかをチェックすることからスタートする。もしタイムスロットに基づいて予約された列が一つもなければ、列２８３が選ばれ、タイムスロットの要求された数がデータタイムスロットとして割り当てられる。反対にもしタイムスロットに基づいて予約された列があれば、これらの列がチェックされ、そしていずれかの列に充分に空いたタイムスロットがあれば、これらが予約されデータタイムスロットとして割り当てられる。
しかしながら、もし充分な数の空いたタイムスロットがなければ、新しい列を予約しなければならない。最後に接続された送信システムのための残りの領域がチェックされ、そして第１の空いた列が選ばれ、タイムスロットの要求された数がデータタイムスロットＤＴＳとして割り当てられる。
しかしながら残りの領域に空いた列が一つもなければ、タイムスロットの要求された数に基づく計算を、最後に接続された送信システムについて行わなければならない。この計算は、上記した列に基づく予約のために行われた計算に実質的に対応する。要求されたタイムスロットの数はこうして領域の数を与える９で割られ、列の数は領域の数で割られ、こうして領域当たりの列の数が与えられる。タイムスロットに基づく予約により、最後の領域内の最後の行が最初にチェックされる。もしこの列が占有されていれば、最後から２番目の領域内の対応する列がチェックされるなどして、一つの空いた列が発見されるまで続けられるか、または全ての領域がチェックされるまで続けられる。もし全ての領域をチェックしてしまった場合は、アルゴリズムは最後の領域内の終わりから２番目の列から再びスタートし、一つの空いた列が発見されるなどするまで、上記の手順を繰り返す。空いた列を一つも発見できなければ、要求が拒絶される。
この発明によれば、スイッチコアを接続するリンク上のインタフェイス内の資源が、一つまたはそれ以上の送信システムのために最適に使用され得る。今日３２及び２４チャネルシステム（２Ｍｂｉｔ／ｓ及び１．５Ｍｂｉｔ／ｓ）のみが存在するが、しかしこの発明によれば、たとえば他の種類の送信システムまたは将来の送信システムを接続することも可能であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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