DE3876776T2

DE3876776T2 - Steuerflussverminderung in selektiven wiederholungsprotokollen.

Info

Publication number: DE3876776T2
Application number: DE8888100940T
Authority: DE
Inventors: Werner Klaus Bux; Parviz Kermani; Wolfgang B Kleinoeder
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2008-01-23
Also published as: JPH0656994B2; EP0324886B1; EP0324886A1; JPH01198130A; US5319648A; DE3876776D1

Description

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit Protokollen in einem Kommunikationssystem, in dem Daten in Rahmen zwischen Partnerstationen durch ein Übertragungsnetzwerk übertragen werden und in denen, im Fall eines Fehlers, die Übertragung von Rahmen selektiv wiederholt wird. Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einer Verbesserung in einem derartigen selektiven Wiederholungsprotokoll, wodurch das Fließen von Steuerinformationen reduziert werden kann.

VORGESCHICHTE

Das sogenannte "Kontrollpunktmodusprotokoll" wurde in der US- Patentschrift 4,439,859 mit dem Titel "Method and System for Retransmitting Incorrectly Received Numbered Frames in a Data Transmission System" beschrieben. In dem offenbarten System werden für die Übertragung von Daten zwischen zwei Stationen Informationsrahmen verwendet. Diese Informationsrahmen sind aufeinanderfolgend numeriert, um die Identifizierung einzelner Rahmen zu gestatten und um die Kontrolle der Vollständigkeit der empfangenen Rahmenfolge zu ermöglichen.
Zur Bestätigung des Empfangs des letzten Informationsrahmens und zum Anfordern der nochmaligen Übertragung von nicht korrekt empfangenen Informationsrahmen werden sogenannte "Kontrollpunktrahmen" in regelmäßigen Intervallen von der Empfangs- zur Sendestation übertragen. Wenn die Sendestation in irgendeinem Zeitintervall keine Informationsrahmen zu übertragen hat und die Empfangsstation alle vorhergehend übertragenen Informationsrahmen korrekt empfangen hat, fährt die Empfangsstation dennoch fort, Kontrollpunktrahmen zu übertragen.
Es wäre wünschenswert, das Fließen von Kontrollpunktrahmen während der Zeiträume, in denen keine nochmalige Übertragung von Informationsrahmen notwendig ist und keine neuen Informationsrahmen übertragen werden, zu reduzieren, da während derartiger Zeitintervalle die Kontrollpunktrahmen alle identisch sind und unnötigerweise einen Teil der Übertragungskapazität des Netzwerks beanspruchen.

ZIELE DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Übertragungsverfahren zu entwerfen, durch welches es möglich ist, das Fließen von Steuerinformation in Kommunikationssystemen durch die Verwendung eines selektiven Wiederholungsprotokolls zu reduzieren.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Verbesserung des Kontrollpunktmodusprotokolls bereitzustellen, welches in speziellen Situationen eine Verringerung der Anzahl der Kontrollpunktrahmen, die übertragen werden müssen, gestattet, ohne die Effektivität und die Sicherheit der Informationsrahmenübertragung zu reduzieren.
Ein anderes Ziel ist eine Verringerung der Anzahl der Kontrollpunktrahmen in einem Kommunikationssystem unter Verwendung des Kontrollpunktmodusprotokolls auf das notwendige Minimum, ohne viel zusätzliche Hardware oder Arbeitsschritte in den Stationen zu erfordern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung erreicht diese Ziele durch das Übertragen zusätzlicher Steuerinformationen zwischen den Partnerstationen, die anzeigen, wann die Übertragung von Kontrollpunktrahmen erforderlich ist und wann nicht, so daß derartige Kontrollpunktrahmen nur übertragen werden, wenn es notwendig ist und ihre Übertragung sobald wie möglich eingestellt wird.
In einer Realisierung werden die zusätzlichen Steuerinformationen zwischen den Stationen in Stop-Kontrollpunkt-Rahmen übertragen. In einer anderen Realisierung werden die zusätzlichen Steuerinformationen in den Kontrollpunktrahmen in Form von Anforderungsrückmelde-Bits übertragen. Die Übertragung von Kontrollpunktrahmen wird beendet, wenn die zusätzliche Steuerinformation anzeigt, daß alle Informationsrahmen korrekt empfangen wurden und keine weitere nochmalige Übertragung erforderlich ist; die Übertragung von Kontrollpunktrahmen wird fortgesetzt, wenn entweder ein neuer Informationsrahmen empfangen wird oder wenn die zusätzliche Steuerinformation anzeigt, daß Kontrollpunktrahmen gewünscht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Anwendungsformen ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offenbart werden.

VERZEICHNIS DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt die allgemeine Form eines Systems, in dem die vorliegende Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 veranschaulicht das Format der Informationsrahmen, die in dem CPM-Protokoll verwendet werden, insbesondere das I-Rahmen- Steuerfeld.
Fig. 3 veranschaulicht das Format der Kontrollpunktrahmen, die in dem CPM-Protokoll verwendet werden, insbesondere das CP-Rahmen-Steuerfeld.
Fig. 4 ist ein Beispiel einer Tabelle der nochmaligen Übertragungen, wie sie in einer Sendestation unter Verwendung des CPM- Protokolls gespeichert ist.
Fig. 5 ist ein Beispiel einer Empfangstabelle, wie sie in einer Empfangsstation unter Verwendung des CPM-Protokolls gespeichert ist.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Station in einem System, wie in Fig. 1 gezeigt, welches für den Betrieb unter dem CPM- Protokoll ausgestattet ist.
Fig. 7 zeigt den funktionellen Aufbau eines Stationspaares unter Verwendung des CPM-Protokolls, welche sowohl in einer Sende- als auch in einer Empfangsfunktion arbeiten.
Fig. 8 veranschaulicht schematisch das Fließen von Rahmen, einschließlich Stop-Kontrollpunkt-Rahmen (SCP-Rahmen), zwischen einer Sende- und einer Empfangsstation.
Fig. 9 veranschaulicht das Format der neuen Stop-Kontrollpunkt- Rahmen, die durch die vorliegende Erfindung vorgestellt werden.
Fig. 10 ist ein Zustandsdiagramm für das 1-Rahmen-Sender-Verfahren und das 1-Rahmen-Empfänger-Verfahren in einer Station, die für die Flußsteuerung in dein CPM-Protokoll SCP-Rahmen verwendet wird.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das zusätzliche logische Mittel zeigt, die für die Handhabung von SCP-Rahmen in einer CPM-Station bereitgestellt werden.
Fig. 12 ist ein Beispiel für das Fließen von Rahmen zwischen zwei Station unter dem CPM-Protokoll, wenn SCP-Rahmen zur Verringerung des Steuerflusses verwendet werden.
Fig. 13 veranschaulicht ein CP-Rahmen-Format, wie in Fig. 3 gezeigt, mit einem zusätzlichen Anforderungsrückmelde-Bit (RR- Bit), um eine Verringerung des Steuerflusses entsprechend der Erfindung zu ermöglichen.
Fig. 14 ist ein Zustandsdiagramm für eine Station, die das CPM- Protokoll mit zusätzlichen RR-Bits in CP-Rahmen zur Verringerung des Steuerflusses verwendet.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, das zusätzliche logische Mittel zur Ermöglichung einer Verringerung des Steuerflusses zeigt, wenn in CP-Rahmen RR-Bits verwendet werden.
Fig. 16 ist ein Beispiel für das Fließen von Rahmen zwischen zwei Stationen unter dem CPM-Protokoll, wenn in CP-Rahmen zur Verringerung des Steuerflusses RR-Bits verwendet werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

A) Basis-Datenverbindungsprotokoll mit Kontrollpunkten (CPM)
Das Kontrollpunktmodusprotokoll (CPM), das detailliert in der US-Patentschrift 4,439,859 offenbart wird, wird im folgenden kurz vorgestellt, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen.
Es wird angenommen, daß das System, in dem die Erfindung verwendet wird, von der in Fig. 1 gezeigten Struktur ist. Eine Vielzahl von Stationen 11 ist an ein Übertragungsnetzwerk 15 angeschlossen, jede über eine Front-End-Einheit 13. Das Netzwerk kann ein Ring, ein Sternnetzwerk, ein vermaschtes Netzwerk oder ein Netzwerk irgendeines anderen Typs sein. Zur Übertragung von Informationen wird zwischen zwei Stationen, von denen eine die Sende- und die andere die Empfangsstation sein wird, eine Sitzung eingerichtet. Selbstverständlich sind auch Duplexsitzungen möglich, in denen jede Station eine Sendestations- und eine Empfangsstationsfunktion hat.
Das Basisrahmenformat zum Übertragen von Informationen über das Netzwerk zwischen den Stationen ist
F - A - C - INFO - FCS - F
wobei F = Rahmenbegrenzer (ein Anfangs- und ein Endbegrenzer), A = Quell- und Zieladresse, C = Steuerfeld, INFO = zu übertragende Informationen, FCS = Rahmenkontrollfolge (z.B. CRC). Im allgemeinen werden drei verschiedene Rahmentypen bereitgestellt: Informationsrahmen, vorrangige Rahmen und nicht numerierte Rahmen.
In dem CPM werden zwei Arten von Rahmen verwendet, die in Fig. 2 bzw. Fig. 3 veranschaulicht sind. Der Informationsrahmen oder 1-Rahmen (Fig. 2) hat ein Informationsfeld INFO und dient dem eigentlichen Transport der Daten. Der Kontrollpunktrahmen oder CP-Rahmen (Fig. 3) ist ein vorrangiger Rahmen, in dem das Informationsfeld weggelassen ist; er dient dem Kontrollieren/Steuern des Fließens von Informationsrahmen. I-Rahmen gehen von einer Sendestation zu einer Empfangsstation und CP-Rahmen bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung. Alle I-Rahmen, die eine Station verlassen und dieselbe Zieladresse tragen, sind durch eine Sendefolgenummer N(S) aufeinandefolgend numeriert, die in dem Steuerfeld des I-Rahmens gehalten wird, vergl. Fig. 2. Das erste Bit des Steuerfeldes ist Null und zeigt an, daß der entsprechende Rahmen ein I-Rahmen ist. Das siebente Bit des Steuerfeldes ist ein R-Bit, welches anzeigt, ob der entsprechende I-Rahmen nochmals übertragen wird (R=1).
Die Sendestation enthält eine Tabelle der Sendefolgenummern N(S) der vor kurzem übertragenen I-Rahmen (Tabelle der nochmaligen Übertragungen, Fig. 4), in welche sie auch eine Variable V(T) einfügen kann, um anzuzeigen, vor welchem neuen (nicht nochmals übertragenem) I-Rahmen der entsprechende ältere I-Rahmen zuletzt übertragen wurde. Demgemäß ist für alle I-Rahmen, die noch nicht nochmals übertragen wurden, die Variable V(T), die im folgenden auch "Ordnungsindikator der nochmaligen Übertragung" bezeichnet wird, N(S)+1; für I-Rahmen, die nochmals übertragen wurden, hat V(T) einen höheren Wert, wie in Fig. 4 angezeigt. Die entsprechenden Einträge in der Tabelle nochmaliger Übertragungen werden für alle vorhergehend übertragenen 1-Rahmen, die endgültig bestätigt werden (wie später erklärt wird), entfernt.
Die Empfangsstation enthält (für jede Sendestation, mit der sie eine Sitzung hat) eine Tabelle der Sendefolgenummern N(S) der erwarteten I-Rahmen, die Empfangstabelle (vergl. Fig. 5). In einer Spalte RCV dieser Tabelle kennzeichnet die Empfangsstation jeden korrekt empfangenen I-Rahmen.
Für diese Sendefolgenummern, die in der Empfangstabelle enthalten sind und die in der RCV-Spalte noch nicht gekennzeichnet sind (für die aber eine höhere Sendefolgenummer mit einer RCV- Markierung existiert), fordert die Empfangsstation eine nochmalige Übertragung von der Sendestation an.
Die Bestätigung korrekt empfangener I-Rahmen und die Anforderung nach nochmaliger Übertragung fehlender I-Rahmen tritt wie folgt auf: Eine Empfangsstation überträgt einen Kontrollpunktrahmen (CP-Rahmen) zu einer Sendestation, mit der sie eine Sitzung hat, wenn seit der letzten Übertragung eines CP-Rahmens ein gegebenes Zeitintervall vergangen ist (oder wenn in der Empfangstabelle ein fehlender Rahmen festgestellt wurde).
Das erste Byte des CP-Rahmen-Steuerfeldes beinhaltet als erstes und zweites Bit die Kombination "10", die dies als CP-Rahmen kennzeichnet. Jeder CP-Rahmen beinhaltet in seinem steuerfeld eine Empfangsfolgenummer N(R), deren Wert um eins größer ist, als der Wert der Sendefolgenummer N(S) des höchstnumerierten, korrekt empfangenen, nicht nochmals übertragenen I-Rahmens; somit ist die Empfangsfolgenummer gleich der Sendefolgenummer des nächsten neuen (nicht nochmals übertragenen) I-Rahmens, der von der Empfangsstation erwartet wird.
Außerdem kann der CP-Rahmen (ebenfalls in seinem Steuerfeld) eine Vielzahl "Identifizierer für die Anforderung nach nochmaliger Übertragung"-Nummern N(X) zur Anforderung einer nochmaliger Übertragung fehlender I-Rahmen beinhalten. Jede Nummer N(X) entspricht der Sendefolgenummer N(S) eines fehlenden (oder nicht korrekt empfangenen) I-Rahmens, der in der Empfangstabelle ohne eine RCV-Markierung aufgeführt ist, und es können dort soviele Nummern N(X) wie notwendig vorhanden sein (variable Länge der CP-Rahmen). Die Nummern N(X) erscheinen in dem CP-Rahmen in aufsteigender Reihenfolge.
In der Sendestation wird ein empfangener CP-Rahmen gespeichert und die Station überträgt alle angeforderten I-Rahmen nochmals, deren Ordnungsindikator der nochmaligen Übertragung V(T) kleiner als die Empfangsfolgenummer N(R) des entsprechenden CP-Rahmens ist. Dieses Verfahren vermeidet eine mehrfache nochmalige Übertragung von I-Rahmen, die nur vor kurzem nochmals übertragen wurden, d.h. nach einem neuen I-Rahmen, der gerade noch nicht in der Empfangsstation angekommen ist (und dessen Sendefolgenummer für diese I-Rahmen als Ordnungsindikator der nochmaligen Übertragung V(T) in der Tabelle nochmaliger Übertragungen eingefügt wurde).
Wenn ein I-Rahmen nochmals übertragen wird, wird sein Ordnungsindikator der nochmaligen Übertragung V(T) aktualisiert, indem die von dem nächsten neuen (nicht nochmals übertragenen) I-Rahmen zu verwendende Sendefolgenummer eingetragen wird. Jeder Eintrag in die Tabelle nochmaliger Übertragungen, die eine Sendefolgenummer N(S) hat, deren Wert geringer als die Empfangsfolgenummer N(R) des gespeicherten empfangenen CP-Rahmens ist, und die in dem gespeicherten empfangenen CP-Rahmen nicht als Identifizierer der Anforderung nach nochmaliger Übertragung N(X) enthalten ist, wird gelöscht, da der entsprechende I-Rahmen als endgültig bestätigt angesehen wird.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Station, die ein CPM-Protokoll verwendet. Die Station hat eine Steuereinheit 17, die durch eine Front-End-Einheit 13 an das Übertragungsnetzwerk angeschlossen ist, und die Steuereinheit ist an einen Computer oder zumindest an eine Speichereinheit 19 angeschlossen. Zusätzliche Merkmale zur Realisierung der vorliegende Erfindung sind als Block 21 gekennzeichnet und werden im einzelnen mit Bezug auf die Fig. 11 und 15 beschrieben.
Funktionen und Arbeitsweise der Basisstation entsprechen im wesentlichen denen der durch den Stand der Technik (US-Patentschrift 4,439,859) beschriebenen Station. In der Steuereinheit 17 der Fig. 6 werden nur wenige Teile und Funktionen gezeigt, die für die vorliegende Erfindung von Interesse sind.
Die Steuereinheit enthält den Datenblockspeicher 25 zum Halten eines durch einen I-Rahmen zu übertragenden oder zu empfangenden Datenblocks; das Zieladressenregister 26, das die Adresse der gegenwärtigen Partnerstation hält; ein Register N(S) 27, das die Sendenummer des als nächstes zu übertragenden I-Rahmens hält; eine Tabelle nochmaliger Übertragungen 28 (wie in Fig. 4 gezeigt), die anzeigt, welche I-Rahmen nochmals übertragen wurden; eine Empfangstabelle 29 (wie in Fig. 5 gezeigt), die anzeigt, welche I-Rahmen korrekt empfangen wurden; und einen Speicherblock 30, der diejenigen I-Rahmen hält, die vor kurzem übertragen, aber noch nicht bestätigt wurden. Falls eine Station gleichzeitig unabhängige Sitzungen mit mehreren Partnerstationen hat, muß für jede Sitzung ein Satz von Speicherblöcken/-registern, wie oben beschrieben bereitgestellt werden (oder falls nur eine Einzelgruppe verfügbar ist, muß der Inhalt für jede Transaktion der Sitzung neu geladen werden).
Die folgenden Funktionen sind von Interesse: Rahmentyp erkennen (31), was zu einer Anzeige führt, ob ein I-Rahmen (32) oder ein CP-Rahmen (33) empfangen wurde. Wenn SCP-Rahmen verwendet werden, wird eine zusätzliche "SCP"-Anzeige (34) bereitgestellt.
Wenn ein I-Rahmen zu übertragen ist (35), werden Daten, Zieladresse und Sendenummer N(S) vom Speicher/Register 25, 26 bzw. 27 genommen (oder ein nicht bestätigter I-Rahmen wird vom Speicherblock 30 zur nochmaligen Übertragung genommen). Wenn der I-Rahmen tatsächlich übertragen wird, wird eine entsprechende Anzeige (36) erstellt. Wenn der I-Rahmen nochmals übertragen wurde, wird der entsprechende Ordnungsindikator der nochmaligen Übertragung V(T) in der Tabelle nochmaliger Übertragungen (28) aktualisiert. Außerdem kann die Übertragung leerer I-Rahmen (Länge null) angefordert (37) oder gestoppt (38) werden.
Wenn ein 1-Rahmen empfangen wurde, wird sein Inhalt analysiert und die Daten herausgezogen (39); der korrekte Empfang des I-Rahmens wird in der Empfangstabelle (29) durch eine RCV-Markierung für die entsprechende N(S)-Eingabe gekennzeichnet.
Wenn ein CP-Rahmen zu übertragen ist (40), wird dies durch ein entsprechendes Signal (4l) angefordert. Falls zusätzliche RR- Bits verwendet werden, müssen entsprechende CP-Rahmen-Anforderungen (RR=0, Leitung 42; oder RR=1, Leitung 43) ausgegeben werden.
Wenn ein CP-Rahmen empfangen wird, wird sein Inhalt analysiert (44). In Zusammenarbeit mit dem Register N(S) (27) und der Tabelle nochmaliger Übertragungen (28), wird festgestellt, ob alle ausstehenden I-Rahmen empfangen wurden und, falls das der Fall ist, wird eine entsprechende Anzeige (45) ausgegeben. Die Tabelle nochmaliger Übertragungen (28) wird aktualisiert. An den Speicherblock (30), der die nicht bestätigten I-Rahmen enthält, wird auch eine Anzeige zum Löschen der I-Rahmen ausgegeben, die durch die entsprechenden CP-Rahmen bestätigt wurden. Falls in den CP-Rahmen ein zusätzliches RR-Bit verwendet wird, wird sein Wert festgestellt und angezeigt (RR=0, Leitung 46; oder RR=1, Leitung 47).
Falls in dem System zusätzliche SCP-Rahmen verwendet werden, muß eine entsprechende Funktion (48) zum Vorbereiten und Senden eines SCP-Rahmens bereitgestellt werden; die Anforderung nach Übertragung eines SCP-Rahmens wird gesondert ausgegeben (49).
Die oben erwähnten Anzeige- und Steuersignale werden zwischen den Basissteuereinheitsfunktionen (17) und zusätzlichen Mitteln (21), wie es durch die entsprechenden Leitungen (32, 33, 34, 36, 37, 38, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 49) in Fig. 6 gezeigt wird, übertragen. In runden Klammern sind die Bezugsnummern gezeigt, die für diese Signalübertragungszeilen in den Fig. 11 bzw. 15 verwendet wurden.

B) Nachteile des Standes der Technik

In dem oben beschrieben Kontrollpunktmodusprotokoll (CPM) gibt es keine Anordnung zum Wiederherstellen verlorener CP-Rahmen (infolge Übertragungsfehler); aus diesem Grund werden derartige Rahmen in regelmäßigen Intervallen übertragen, um sicherzustellen, daß die Steuerinformationen schließlich das Ziel erreichen. Daher kann es leicht geschehen, daß viele aufeinanderfolgend übertragene CP-Rahmen identische Informationen tragen. Obwohl dies eine wünschenswerte Eigenschaft des Protokolls zur Sicherung der Vollständigkeit des Steuerflusses ist, kann man an die Bereitstellung von Verbesserungen zum Stoppen der Übertragung von CP-Rahmen denken, falls die Informationen, die sie beinhalten, dem Empfänger schon bekannt sind. Als ein Beispiel betrachte man den Fall, daß es keine ausstehenden I-Rahmen über eine Verbindung gibt. In diesem Fall gibt es offensichtlich keinen von CP-Rahmen getragenen Wert N(X) (alle I-Rahmen sind schon bestätigt). Außerdem ist der Wert von N(R) in allen aufeinanderfolgenden CP-Rahmen derselbe, daher sind alle CP-Rahmen identisch.

C) Prinzipien und Gründe der Erfindung

Die Verringerung des CP-Rahmen-Verkehrs ist sehr wichtig, wenn das Kontrollpunktintervall kurz ist und entweder ein Einzelprozessor mehrfache Verbindungen unterstützt oder mehrfache CPM- Protokolle über dieselbe physische Verbindung aktiv sind. Ein wichtiges Beispiel ist der Rand-zu-Rand-Fall, wo eine Vielzahl von Rand-zu-Rand-Verbindungen gewöhnlich auf einer einzelnen physischen Verbindung durch einen Multiplexer übertragen werden. Es sind kurze Kontrollpunktintervalle wünschenswert, um kleinere Verzögerungen zu erreichen und die Pufferanforderungen zu verringern. Es scheint, daß die Verbindung, falls auf jeder der n Verbindungen CP-Rahmen mit einer Rate von k Rahmen je Sekunde gesendet werden, n x k CP-Rahmen je Sekunde tragen muß. Infolge der Blockverarbeitung des Datenverkehrs wird nur ein gewisser Teil der Verbindungen gleichzeitig aktiv sein. Indem die Übertragung von CP-Rahmen auf momentan inaktiven Verbindungen vermieden wird, kann ein wesentliches Sichern der CP-Rahmen-Übertragungen erwartet werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es im Fall der Nutzung des Protokolls über eine umgeschaltete Leitung hinaus möglich ist, die Leitung zeitweilig zu unterbrechen, falls kein Verkehr erfolgt, ohne die Datenverbindungssteuerung zu unterbrechen. Das ursprüngliche Protokoll würde dies nicht gestatten, da es ein kontinuierliches Fließen der CP-Rahmen erfordert.
Durch die vorliegende Erfindung werden zwei Anordnungen zum Zweck des Stoppens des Fließen des CP-Rahmen-Verkehrs vorgeschlagen, wenn alle I-Rahmen bestätigt wurden. Die erste Anordnung erfordert das Einführen eines speziellen, nicht numerierten Rahmens, des Stop-Kontrollpunktrahmens. Die zweite Anordnung erfordert nur die zusätzliche Verwendung eines als Anforderungsrückmelde-Bit (RR-Bit) bezeichneten 1-Bit-Feldes in CP-Rahmen.

D) CP-Rahmen-Verringerung durch einen speziellen Rahmen

Die erste Ausführungsform der Erfindung erfordert einen zusätzlichen speziellen (nicht numerierten) Rahmen, gestattet aber, das Fließen von CP-Rahmen zu stoppen, sogar, wenn es in eine Richtung noch I-Rahmen-Verkehr gibt. Die Wirkung dieses Protokolls wird besser eingeschätzt, wenn man sich auf einige Basiseigenschaften konzentriert, die die Struktur einer CPM-Station betreffen.
Eine CPM-Station kann man als zwei unabhängige Verfahren beinhaltend ansehen, ein I-Rahmen-Sender-Verfahren und ein I-Rahmen-Empfänger-Verfahren. Das I-Rahmen-Sender-Verfahren ist verantwortlich, die I-Rahmen zu der entfernten CPM-Station zu senden und die CP-Rahmen von ihr zu empfangen. Das I-Rahmen-Empfänger- Verfahren andererseits ist verantwortlich, I-Rahmen von der entfernten Station zu empfangen und CP-Rahmen zu ihr zu senden. Innerhalb einer Station sind die zwei Verfahren prinzipiell vollkommen unabhängig voneinander, wie in Fig. 7 dargestellt. Diese Eigenschaft kann zum Verringern des Steuerflußverkehrs ausgenutzt werden. Die Erklärung unten ist einzeln auf die Arbeitsgänge dieser zwei Verfahren gerichtet.

1) Prinzipien / Grundmerkmale

Diese erste Ausführungsform macht Gebrauch von einem speziellen, als Stop-Kontrollpunkt-(SCP)-Rahmen bezeichneten, Rahmen. Dies ist ein nicht numerierter Rahmen und wird von dem I-Rahmen-Sender-Verfahren ausgesendet und von dem I-Rahmen-Empfänger-Verfahren empfangen. Der Zustand wird in Fig. 8 veranschaulicht. Die Struktur des SCP-Rahmens wird in Fig. 9 gezeigt. Sein Kontrollfeld enthält nur ein Byte, das ihn als SCP-Rahmen identifiziert.
Das I-Rahmen-Sender-Verfahren hat zwei Zustände, aktiv und schlafend; durch S_AKTIV bzw S_SCHLAFEND gekennzeichnet. Das I-Rahmen-Sender-Verfahren arbeitet entsprechend folgender Regeln:
- In normalem Betrieb ist das Verfahren im Zustand S_AKTIV, es sendet I-Rahmen aus (einschließlich I-Rahmen der Länge null) und empfängt CP-Rahmen. Wenn alle I-Rahmen, deren Länge nicht null ist, bestätigt sind, geht es vom Zustand S_AKTIV in den Zustand S_SCHLAFEND über.
- Während des Zustandes S_SCHLAFEND sendet es nicht länger I-Rahmen der Länge null aus. Jedoch wird es auf jeden CP- Rahmen, den es empfängt, mit einem speziellen Stop-Kontrollpunkt- (SCP-) Rahmen antworten. Zu beachten ist, daß der SCP-Rahmen von den CP-Rahmen verschieden ist und durch das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren empfangen wird.
- Wenn im Zustand S_SCHLAFEND ein I-Rahmen ausgesendet wird, geht das Verfahren in den Zustand S_AKTIV über.
Ähnlich hat das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren zwei Zustände R_ AKTIV und R_SCHLAFEND. Die Arbeitsweise ist folgende:
- Das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren arbeitet gewöhnlich im Zustand R_AKTIV, in dem es CP-Rahmen in CP-Intervallen aussendet und I-Rahmen empfängt.
- Wenn das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren einen SCP-Rahmen empfängt, geht es in den Zustand R_SCHLAFEND über und stoppt das Senden von CP-Rahmen.
- Während des Zustandes R_SCHLAFEND werden alle empfangenen SCP-Rahmen ignoriert. Andererseits geht das Verfahren in den Zustand R_AKTIV über, wenn ein I-Rahmen empfangen wird.
Fig. 10 (A und B) zeigt die Automatik für diese zwei Verfahren. Fig. 10A ist das I-Rahmen-Sender-Verfahren und Fig. 10B das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren. In dieser Figur sind die ausgesendeten Rahmen durch T und die empfangenen Rahmen durch E gekennzeichnet. Zu bemerken ist, daß das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren für das Aussenden von CP-Rahmen verantwortlich ist und es dies nur während des Zustandes R_AKTIV ausführt (durch "CP-> " im Zustand R_AKTIV bezeichnet). Das Folgende erklärt die Arbeitsweise jeder Automatik im einzelnen.

I-Rahmen-Sender-Verfahren:

Dieses Verfahren ist verantwortlich für das Aussenden von I-Rahmen und SCP-Rahmen und das Empfangen von CP-Rahmen. Die Automatik wird in Fig. 10A gezeigt.
S_AKTIV: Dies ist der Zustand, wenn ein oder mehrere nicht leere (Länge nicht null) I-Rahmen ausstehen. Die ausgeführten Aktionen sind (Nummern entsprechen den Pfeilen in Fig. 10):
1. Nach dem Senden eines I-Rahmens (real oder leer) bleibt das I-Rahmen-Sender-Verfahren in demselben Zustand.
2. Nach dem Empfangen eines CP-Rahmens bleibt das I-Rahmen- Sender-Verfahren in demselben Zustand, wenn nicht der CP- Rahmen alle ausstehenden I-Rahmen bestätigt, deren Länge nicht null ist, siehe nächster Schritt unten.
3. Wenn ein CP-Rahmen empfangen wird, der alle noch nicht bestätigten I-Rahmen, deren Länge nicht null ist, bestätigt, wechselt das Verfahren in den Zustand S_SCHLAFEND.
S_SCHLAFEND: Dies ist der Zustand, in dem das I-Rahmen-Sender- Verfahren nicht länger irgendwelche I-Rahmen sendet (einschließlich solcher der Länge null), aber auf den Empfang eines CP-Rahmens reagiert. Die ausgeführten Aktionen sind:
1. Für jeden empfangenen CP-Rahmen sendet das Verfahren einen SCP-Rahmen (dies wird durch "< -CP/SCP- > " angezeigt) und bleibt in demselben Zustand.
2. Wenn ein I-Rahmen ausgesendet wird, geht das Verfahren in den Zustand S_AKTIV über.
I-Rahmen-Empfänger-Verfahren:
Dieses Verfahren ist verantwortlich für das Empfangen von I-Rahmen und SCP-Rahmen und das Senden von CP-Rahmen. Die Automatik wird in Fig. 10B gezeigt.
R_AKTIV: In diesem Zustand sendet das Verfahren einen CP-Rahmen in CP-Intervallen. Wenn ein Rahmen empfangen wird, finden die folgenden Aktionen statt:
1. Das Verfahren setzt das Empfangen von I-Rahmen fort und bleibt in demselben Zustand.
2. Wenn ein SCP-Rahmen empfangen wird, geht das Verfahren in den Zustand R_SCHLAFEND über.
R_SCHLAFEND: In diesem Zustand wird kein CP-Rahmen übertragen. Die Zustandsübergänge sind:
1. Wenn SCP-Rahmen empfangen werden, bleibt das Verfahren in demselben Zustand.
2. Wenn ein 1-Rahmen empfangen wird, wechselt das Verfahren in den Zustand R_AKTIV.
2) Anordnung zur CP-Flußsteuerung durch zusätzliche SCP-Rahmen
In Fig. 11 wird in einem Blockdiagramm eine Anordnung zum Steuern des Fließens von CP-Rahmen durch einen zusätzlichen SCP-Rahmen gezeigt.
Die Funktionen der Steuereinheit 17 wurden weiter oben allgemein mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Sie kann I-Rahmen und CP-Rahmen erzeugen, übertragen, empfangen und analysieren, einschließlich der Erzeugung und Feststellung von SCP-Rahmen. Die Steuereinheit wird die folgenden Steuersignale auf den entsprechenden Leitungen bereitstellen: I-Rahmen übertragen (61), I-Rahmen empfangen (63), CP-Rahmen empfangen (65), SCP-Rahmen empfangen (67), alle I-Rahmen bestätigt (69).
Durch das Signal in Leitung 61 wird eine Sendezustandsverriegelung (71) gesetzt, wenn ein I-Rahmen von der entsprechenden Station übertragen wird, und durch das Signal in Leitung 69 zurückgesetzt, wenn keine weiteren I-Rahmen nicht bestätigt sind (was der Fall ist, wenn ein CP-Rahmen ohne Anforderung nach nochmaliger Übertragung eines Nicht-Null-I-Rahmens empfangen wird und das lokal gespeicherte N(S) für den nächsten I-Rahmen dem in dem CP-Rahmen empfangenen N(R) gleich ist). Das Basisausgangssignal dieser Verriegelung, S_AKTIV in Leitung 73, zeigt an, ob die I-Rahmen-Sender-Funktion aktiv ist, so daß I-Rahmen mit dem Inhalt null in regelmäßigen Intervallen übertragen werden sollten (es sei denn, normale I-Rahmen werden übertragen) . Das Komplementausgangssignal dieser Verriegelung, S_SCHLAFEND in Leitung 75, zeigt an, wenn der Zustand des I-Rahmen-Senders ruhig ist und die entsprechende Station nicht irgendwelche (leeren) I-Rahmen senden sollte; dieses Signal wird als Steuersignal an die Steuereinheit geliefert.
Um die Erzeugung und Übertragung leerer I-Rahmen in regelmäßigen Intervallen zu veranlassen, wird ein Zähler 77 bereitgestellt, der an seinem Eingang einen Zyklustakt empfängt und in gegebenen Intervallen ein "I-Rahmen-Zeit"-Signal liefert. Wenn das Signal S_AKTIV in Leitung 73 eingeschaltet ist, wird das I-Rahmen-Zeit- Signal durch das UND-Gatter 79 in Leitung 81 zu der Steuereinheit geliefert, um die Übertragung eines leeren I-Rahmens zu veranlassen. Wenn ein normaler (Informationen tragender) I-Rahmen durch die Station übertragen wird, setzt das Signal in Leitung 61 den Zähler zum Neustart des I-Rahmen-Zeit-Intervalls zurück.
Das Signal S_SCHLAFEND in Leitung 75 wird ebenfalls zu dem UND- Gatter 83 geliefert, welches das Signal CP-Rahmen empfangen von Leitung 65 als Steuersignal "Sende einen SCP-Rahmen" in Leitung 85 zu der Steuereinheit übergibt.
Eine Empfangszustandsverriegelung (87) wird durch das Signal in Leitung 63 gesetzt, wenn ein I-Rahmen empfangen wird, und durch ein Signal in Leitung 67 zurückgesetzt, wenn ein SCP-Rahmen empfangen wird. Das Basisausgangssignal dieser Verriegelung, R_ AKTIV in Leitung 89, zeigt an, wenn von dem I-Rahmen-Empfänger- Abschnitt der Station ein I-Rahmen empfangen wurde, so daß dieser Abschnitt zum Bestätigen von I-Rahmen oder zum Anfordern nochmaliger Übertragung von I-Rahmen von der fernen Station CP- Rahmen aussenden sollte.
Ein Zähler 91, der ein Zyklustakt-Signal empfängt, liefert in regelmäßigen Intervallen einen Steuerimpuls "CP-Rahmen-Zeit". Dieser Impuls wird, wenn das Signal in Leitung 89 eingeschaltet ist, durch das UND-Gatter 93 als Steuersignal "Sende einen CP- Rahmen" in Leitung 95 zur Steuereinheit geliefert. Wenn von der Station ein SCP-Rahmen empfangen wird, wird die Verriegelung 87 zurückgesetzt und keine weiteren CP-Rahmen übertragen.

3) Beispiel

Fig. 12 zeigt ein Beispiel dieses Protokolls in Betrieb. Zustände einer Station werden durch das Symbol x/y gezeigt, wobei x der Zustand des I-Rahmen-Sender-Verfahrens und y der des I-Rahmen-Empfänger-Verfahrens ist. x und y können S oder A sein, um den Zustand SCHLAFEND bzw. AKTIV anzuzeigen. Beide Stationen sind zu Beginn im Zustand SCHLAFEND (sowohl für I-Rahmen-Sender- als auch I-Rahmen-Empfänger-Verfahren) und die Werte N(S) der Stationen A und B sind 21 bzw. 11.
Das Beispiel von Fig. 12 ist selbsterklärend. Die an den äußersten linken und rechten Seiten dieser Figur gezeigten Pfeilspitzen zeigen an, wenn ein CP-Rahmen in die eine oder andere Richtung fällig ist. Es ist zu sehen, daß CP-Rahmen nur übertragen werden, wenn es tatsächlich notwendig ist.
Einige Bemerkungen:
1. Es werden Maßnahmen zum Stoppen des Sendens leerer I-Rahmen (Länge null) im Fall keines Verkehrs ergriffen, wenn alle realen I-Rahmen bestätigt sind (d.h. im Zustand SCHLAFEND).
2. Falls CP-Intervalle durch einen programmierten Intervallzeitgeber bereitgestellt werden, kann der CP-Intervallzeitgeber abgeschaltet werden, wenn das I-Rahmen-Empfänger-Verfahren im Zustand R_SCHLAFEND ist, um Systemaufwand infolge der Interrupt- Behandlung zu vermeiden.
E) Verringern des Steuerflusses durch Verwenden eines Anforderungsrückmelde-Bits in CP-Rahmen
In der zweiten Ausführungsform wird das Fließen des CP-Rahmen- Verkehrs in beide Richtungen gestoppt, wenn beide Stationen die Bestätigungen für alle ihre I-Rahmen empfangen haben und keine Seite einen neuen I-Rahmen zu übertragen hat (es ist jedoch zu beachten, daß die Verbindung nicht inaktiviert wird). Grundsätzlich informiert eine Station, wenn sie erkennt, daß alle von ihr gesendeten I-Rahmen bereits bestätigt sind, die andere, daß es nicht läger notwendig ist, CP-Rahmen zu ihr zu senden. Wenn beide Stationen über diese Tatsache informiert sind, werden sie das Übertragen von CP-Rahmen stoppen.

1) Prinzipien / Grundlegende Merkmale

Die CP-Rahmen werden ein zusätzliches, als Anforderungsrückmelde-Bit (RR-Bit) bezeichnetes, Steuerbit verwenden, das das siebente Bit des Steuerfeldes ist und das jedesmal (auf 1) gesetzt wird, wenn die Station einen I-Rahmen übertragen hat, der noch nicht bestätigt ist. Ein derartiger CP-Rahmen wird in Fig. 13 schematisch gezeigt.
Eine Station führt zur Übertragung ihrer CP-Rahmen jedesmal, wenn ein Kontrollpunktintervall abläuft, einen der folgenden Schritte aus:
- Übertrage einen CP-Rahmen mit gesetztein Anforderungsrückmelde-Bit, falls mindestens ein übertragener I-Rahmen noch nicht bestätigt wurde.
- Übertrage einen CP-Rahmen mit nicht gesetztem Anforderungsrückmelde-Bit, falls alle übertragenen I-Rahmen bestätigt sind und während des letzten Kontrollpunktintervalls ein I-Rahmen oder ein CP-Rahmen mit gesetztem Anforderungsrückmelde-Bit empfangen wurde.
- Übertrage in allen anderen Fällen keinen CP-Rahmen.
Fig. 14 zeigt die Automatik für dieses Protokoll, welches die Arbeitsweise in einer CPM-Station leitet. Es gibt drei Zustände, NORMAL, QUIESCENT und QUIET. In dieser Figur sind die Rahmen (I-Rahmen und/oder CP-Rahmen), die die Station aussendet, durch T und diejenigen, die die Station empfängt, durch E gekennzeichnet. Innerhalb jedes Zustandblocks zeigt die Figur die ablaufende Handlung, wenn das CP-Zeitintervall abläuft. Zum Beispiel wird im Zustand NORMAL, wenn das CP-Zeitintervall abläuft, ein CP-Rahmen mit auf 1 gesetztem Anforderungsrückmelde-Bit ausgesendet. Diese Situation wird in der Fig. durch "CP(RR=1)-> " gekennzeichnet. Nun werden die Arbeitsgänge dieser Automatik detaillierter erklärt.
NORMAL: Im Zustand NORMAL hat die Station einen oder mehrere nicht bestätigte I-Rahmen. In CP-Zeitintervallen sendet die Station einen CP-Rahmen mit auf 1 gesetztem Anforderungsrückmelde- Bit. Die ablaufenden Handlungen, wenn ein Rahmen empfangen und/oder übertragen wird, sind (Zahlen entsprechen den Pfeilen in der Figur):
1. Die Station setzt das Aussenden von I-Rahmen fort und bleibt im Zustand NORMAL.
2. Die Station setzt das Empfangen von I-Rahmen und/oder CP- Rahmen fort und bleibt in demselben Zustand. CP(RR=x) zeigt, daß das Anforderungsrückmelde-Bit in den CP-Rahmen 1 oder 0 sein kann.
3. Die Station verläßt den Zustand NORMAL, wenn sie einen CP- Rahmen empfängt und keine weiteren nichtbestätigten I-Rahmen hat. Falls dieser CP-Rahmen ein auf 1 gesetztes Anforderungsrückmelde-Bit hat, durch "< -CP(RR=1)" gekennzeichnet, geht sie in den Zustand QUIESCENT über.
4. Andererseits wechselt die Station in den Zustand QUIET, wenn die vorhergehende Bedingung bleibt und das RR-Bit des CP-Rahmens nicht auf 1 gesetzt ist.
Anmerkung: Falls während eines CP-Intervalls kein CP-Rahmen empfangen wird, bleibt die Station im Zustand NORMAL.
QUIESCENT: In diesem Zustand hat die Station keine ausstehenden I-Rahmen und braucht nicht irgendwelche CP-Rahmen zu empfangen; jedoch hat die andere Station ausstehende I-Rahmen. Die Station setzt das Senden von CP-Rahmen fort (selbstverständlich in CP- Intervallen), jedoch wird das Anforderungsrückmelde-Bit auf 0 gesetzt. Die ablaufenden Handlungen, wenn ein Rahmen empfangen und/oder übertragen wird, sind:
1. Falls ein I-Rahmen ausgesendet wird, geht die Station in den Zustand NORMAL über (in der Figur durch "I-> " angezeigt).
2. Die Station setzt das Empfangen von I-Rahmen und CP-Rahmen mit auf 1 gesetztem RR-Bit fort und bleibt in demselben Zustand.
3. Falls ein CP-Rahmen mit auf 0 gesetztem RR-Bit empfangen wird, was durch "< -CP(RR=0)" angezeigt wird, geht die Station in den Zustand QUIET über. Dies zeigt an, daß die andere Station keine weiteren nichtbestätigten I-Rahmen hat und keine weiteren CP-Rahmen empfangen muß.
Dementsprechend geht die Station, wenn sie während eines vollständigen CP-Intervalls nichts empfängt (angezeigt durch "< -NULL"), davon aus, daß die andere Station keine weiteren CP-Rahmen braucht, und geht in den Zustand QUIET über.
Anmerkung: Für Realisierungszwecke wird empfohlen, daß der Übergang stattfindet, wenn während der letzten N (N≥2) CP- Intervalle nichts empfangen wird.
QUIET: In diesem Zustand hat keine Station irgendwelche nichtbestätigten I-Rahmen und es gibt keinen Bedarf an CP-Rahmen. Unter einer derartigen Bedingung sollten beide Stationen diesen Zustand erreichen (mit einer kleinen Einschwingperiode). Die ablaufenden Handlungen, wenn ein CP-Rahmen empfangen und/oder übertragen wird, sind (zu beachten ist, daß kein CP-Rahmen gesendet wird):
1. Falls ein CP(RR=0) empfangen wird, bleibt die Station im Zustand QUIET. Diese Bedingung kommt vor, wenn der Zustand QUIET aus dem Zustand QUIESCENT erreicht wurde und die andere Station momentan das Senden derartiger Rahmen fortsetzt.
2. Falls ein I-Rahmen gesendet wird, geht die Station in den Zustand NORMAL über (um das Empfangen von CP-Rahmen anzufordern).
3. Falls ein CP(RR=1) und/oder ein I-Rahmen empfangen wird, geht die Station in den Zustand QUIESCENT über.

2) Anordnung zur CP-Flußsteuerug durch RR-Bits

In Fig. 15 wird in einem Blockschaltbild eine Anordnung zur Steuerung des Fließens von CP-Rahmen durch ein zusätzliches RR- Bit in jedem CP-Rahmen gezeigt (vergl. Fig. 13).
Funktionen der Steuereinheit 17 wurden weiter oben allgemein mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Sie kann I-Rahmen und CP-Rahmen erzeugen, übertragen, empfangen und analysieren, einschließlich Setzen und Feststellen des RR-Bits (siebentes Bit) in dem Steuerfeld der CP-Rahmen. Die Steuereinheit wird die folgenden Steuersignale in den entsprechenden Leitungen liefern: I-Rahmen übertragen (101), I-Rahmen empfangen (103), CP-Rahmen empfangen (105), RR=1 (RR-Bit im gerade empfangenen CP-Rahmen war auf eins gesetzt), RR=0 (109), alle I-Rahmen bestätigt (111).
Ein Bestätigungszwischenspeicher (113) wird durch das Signal in Leitung 111 gesetzt, wenn keine weiteren I-Rahmen unbestätigt sind und durch das Signal in Leitung 101 zurückgesetzt sind, wenn ein I-Rahmen von der entsprechenden Station übertragen wird. Das Basisausgangssignal dieses Zwischenspeichers zeigt (wenn es eingeschaltet ist), daß die Station in einem Zustand ist, wo sie keine weiteren CP-Rahmen von der entfernten Station anfordert.
Ein normaler Zwischenspeicher (115) wird durch das Signal in Leitung 101 gesetzt, wenn ein I-Rahmen übertragen wird; er wird als Antwort auf das Ausgangssignal (Leitung 117) des UND-Gatters 119, welches das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 113 und das Signal der Leitung 105 kombiniert, zurückgesetzt, wenn irgendein CP-Rahmen empfangen wird, nachdem alle I-Rahmen bestätigt wurden. Das Basisausgangssignal N des Zwischenspeichers 115 zeigt an, daß die Station im Zustand NORMAL ist. In diesem Zustand müssen die CP-Rahmen in regelmäßigen Intervallen mit auf 1 gesetztem RR-Bit übertragen werden (CP-Rahmen auch von der fernen Station anfordern).
Ein Zähler 121, der an seinem Eingang einen Zyklustakt empfängt, liefert in regelmäßigen Intervallen ein Steuersignal "CP-Zeit" an seine Ausgangszeile 123. Ein UND-Gatter 125 kombiniert dieses Signal und das Signal N vom Zwischenspeicher 115 und liefert das Signal "Sende CP/Setze RR=1" in Leitung 127 zu der Steuereinheit.
Ein Quiescent-Zwischenspeicher (129) wird für den Zustand bereitgestellt, wenn die Station keine ausstehenden I-Rahmen hat und keine CP-Rahmen empfangen möchte, aber CP-Rahmen zu der fernen Station übertragen muß. Dieser Zwischenspeicher wird durch das ODER-Gatter 131 gesetzt, und zwar entweder, wenn ein I-Rahmen während eines Quit-Zustandes empfangen wird (Signal in Leitung 103 wird durch das UND-Gatter 133 geleitet, wenn der Komplementausgang N des normalen Zwischenspeichers eingeschaltet ist), oder wenn ein CP-Rahmen mit auf 1 gesetztem RR-Bit während dieses Zustandes empfangen wird (Signal in Leitung 105 wird durch das UND-Gatter 135 geleitet, wenn der Komplementausgang N des normalen Zwischenspeichers eingeschaltet ist, und dann mit dem Signal RR=1 in Leitung 107 im UND-Gatter 137 kombiniert).
Das Signal des nicht invertierenden Ausgangs Q des Zwischenspeichers 129 wird in dem UND-Gatter 139 mit dem regelmäßigen CP- Zeit-Signal in Leitung 123 kombiniert, um in Leitung 141 ein anderes Steuersignal "SENDE CP/SETZE RR=0" für die Steuereinheit zu bilden, um eine regelmäßige Übertragung von CP-Rahmen mit auf 0 gesetzten RR-Bits während des Quiescent-Zustandes zu veranlassen. Der Quiescent-Zwischenspeicher 129 wird durch das ODER-Gatter 143 unter jeder einzelnen der drei Bedingungen zurückgesetzt: Wenn ein I-Rahmen übertragen wird (Signal in Leitung 101), wenn ein CP-Rahmen mit RR=0 während des Quiet-Zustandes empfangen wird (Signal in Leitung 105 wird durch das UND-Gatter 135 geleitet, wenn der normale Zwischenspeicher 115 ausgeschaltet ist und dann mit Signal RR=0 in Leitung 109 im UND-Gatter 145 kombiniert), und wenn ein Signal "Kein Verkehr" in Leitung 147 erscheint, was anzeigt, daß weder ein I-Rahmen noch ein CP- Rahmen während des letzten CP-Zeitintervalls empfangen wurde.
Das Kein-Verkehr-Signal wird wie folgt entwickelt: Ein Zwischenspeicher 149 wird durch das Signal in Leitung 123 jedesmal gesetzt, wenn ein CP-Intervall beginnt. Er wird durch das ODER- Gatter 151 zurückgesetzt, wenn das Signal in Leitung 103 oder Leitung 105 anzeigt, daß ein I-Rahmen bzw. ein CP-Rahmen empfangen wurde. Falls der Zwischenspeicher 149 während des CP-Intervalls nicht zurückgesetzt wird, dann wird der nächste CP-Zeitimpuls in Leitung 123 durch das UND-Gatter 153 geleitet, um die Leitung 147 zurückzusetzen.
Der oben erwähnte eigentliche QUIET-Zustand ist vorhanden, wenn weder der normale Zwischenspeicher 115 noch der QUIESCENT-Zwischenspeicher 129 gesetzt sind (wie durch die gepunkteten Linien in Fig. 15 angezeigt).

3) Beispiele

Fig. 16 zeigt ein Beispiel dieses Protokolls in Betrieb. Diese Figur zeigt die Zustände beider Stationen; die Zustände NORMAL, QUIESCENT und QUIET werden durch N, S bzw. Q dargestellt. Es wird angenommen, daß beide Stationen zu Beginn im Zustand QUIET sind und daß die Werte N(S) in den Stationen A und B 21 bzw. 11 sind.
Das Beispiel von Fig. 16 ist selbsterklärend. Die an den äußersten linken und rechten Seiten der Figur gezeigten Pfeilspitzen zeigen an, wenn ein CP-Rahmen in die eine oder andere Richtung fällig ist. Es ist zu sehen, daß die CP-Rahmen nur übertragen werden, wenn es tatsächlich notwendig ist.

Einige Bemerkungen:

- Wenn es keinen Verkehr gibt, übertragen die Stationen in dem CPM-Protokoll I-Rahmen der Länge null, um die Vollständigkeit des Protokolls zu erhalten. In diesem Fall sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Übertragung leerer I-Rahmen (Länge null) zu stoppen, wenn es keinen realen ausstehenden I-Rahmen gibt. In dem Artikel "Selective Repeat Protocol for Communication Systems", IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 30, Nr. 4, Sept. 1987, S. 1451/1452, wurde ein selektives Datenverbindungs-Wiederholungsprotokoll vorgeschlagen, in dem es keinen Bedarf an I-Rahmen der Länge null gibt. Falls ein derartiges Protokoll verwendet wird, wird keine Modifikation benötigt.
- Es ist möglich, ein CP-Rahmen-Zeitgebung durch einen programmierten Kontrollpunktintervall-Taktgeber zu implementieren und diesen Taktgeber zu stoppen, wenn eine Station die Übertragung von CP-Rahmen beendet. Ein Stoppen des Kontrollpunktintervall-Taktgebers ist vorteilhaft, da dies den Systemaufwand infolge der Zeitgeber-Interrupt-Behandlung reduziert, wenn er nicht verwendet wird. Um dieses Merkmal zu realisieren, müssen die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- Nach Ablauf des Kontrollpunktintervall-Zeitgebers diesen Zeitgeber stoppen, falls alle übertragenen I-Rahmen bestätigt sind und während des letzten Kontrollpunktintervalls kein CP-Rahmen empfangen worden ist.
Anmerkung: Für Realisierungszwecke wird empfohlen, daß der Zeitgeber nur gestoppt wird, wenn während der letzten N (N≤2) CP-Intervalle nichts empfangen wurde.
Wenn ein I-Rahmen oder ein CP-Rahmen mit auf 1 gesetztem Anforderungsrückmelde-Bit empfangen wird und der Kontrollpunktintervall-Zeitgeber nicht läuft, Starten des Kontrollpunktintervall-Zeitgebers.

Claims

1. Verfahren zur Reduktion der Anzahl von Kontrollpunktrahmen in einem Kommunikationssystem zum Übertragen von Daten zwischen Stationen, die an ein Übertragungsnetzwerk angeschlossen sind, welches Informationsrahmen, die von einer Sendestation an eine Empfangsstation gesendet werden, und Kontrollpunktrahmen, die von der Empfangsstation an die Sendestation gesendet werden, verwendet, wobei jeder Informationsrahmen eine Sendefolgenummer trägt und jeder Kontrollpunktrahmen eine Empfangsfolgenummer trägt, die mit der Sendefolgenummer des nächsten erwarteten neuen Informationsrahmens identisch ist, und demgemäß den korrekt empfangenen Informationsrahmen mit der höchsten Nummer und die Sendefolgenummer jedes Informationsrahmens bestätigt, der in der Sequenz von korrekt empfangenen Informationsrahmen fehlt, um eine nochmalige Übertragung jedes fehlenden Informationsrahmens anzufordern,

wobei das System die Kontrollpunktrahmen in regelmäßigen Intervallen von einer Empfangsstation an eine Sendestation übertragen werden und

das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

- Übertragen eines bestimmten nicht numerierten Rahmens als Stopp-Kontrollpunktrahmen (SCP-Rahmen) von einer Sendestation an eine Empfangsstation, falls in der Sendestation

a) keine Anforderung zur Übertragung eines neuen Informationsrahmens vorliegt und

b) von der Empfangsstation ein Kontrollpunktrahmen empfangen wird, der keine Folgenummern von fehlenden Informationsrahmen aufweist, und eine Empfangsfolgenummer aufweist, die den letzten neuen Informationsrahmen bestätigt, welcher von der Sendestation übertragen wurde;

- Anhalten der Übertragung von Kontrollpunktrahmen in regelmäßigen Intervallen von der Empfangsstation, falls die Empfangsstation

a) alle Informationsrahmen korrekt empfangen hat und in der Sequenz kein Informationsrahmen fehlt, so daß keine Anforderung zur nochmaligen Übertragung notwendig ist, und

b) von der Sendestation einen Stop-Kontrollpunktrahmen (SPC-Rahmen) empfängt, und

Weiterführen der Übertragung von Kontrollpunktrahmen in regelmäßigen Intervallen von der Empfangsstation, falls sie irgendeinen neuen Informationsrahmen von der Sendestation empfängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, zur zusätzlichen Reduktion des Fließens von Informationsrahmen in einem System, in welchem in gleichmäßigen Intervallen auch leere Informationsrahmen von einer Sendestation übertragen werden, falls keine Daten zur Übertragung zur Verfügung stehen,

welches den zusätzlichen Schritt des Anhaltens der Übertragung von leeren Informationsrahmen in gleichmäßigen Intervallen aufweist, wenn ein SPC-Rahmen übertragen wird, und die Übertragung der leeren Informationsrahmen in gleichmäßigen Intervallen weiterführt, wenn ein neuer nicht leerer Informationsrahmen übertragen wurde.

3. Verfahren zur Reduktion der Anzahl von Kontrollpunktrahmen in einem Kommunikationssystem zum Übertragen von Daten zwischen Stationen, die an ein Übertragungsnetzwerk angeschlossen sind, welche Informationsrahmen, die von einer Sendestation an eine Empfangsstation gesendet werden, und Kontrollpunktrahmen, die von der Empfangsstation an die Sendestation gesendet werden, verwendet, wobei jeder Informationsrahmen eine Sendefolgenummer trägt und jeder Kontrollpunktrahmen eine Empfangsfolgenummer trägt, die mit der Sendefolgenummer des nächsten erwarteten neuen Informationsrahmens identisch ist, und demgemäß den korrekt empfangenen Informationsrahmen mit der höchsten Nummer und die Sendefolgenummer jedes Informationsrahmens bestätigt, der in der Sequenz von korrekt empfangenen Informationsrahmen fehlt, um eine nochmalige Übertragung jedes fehlenden Informationsrahmens anzufordern,

wobei in diesem System die Kontrollpunktrahmen in regelmäßigen Intervallen, die durch ein Kontrollpunktsignal angezeigt werden und in diesem System ein Stationenpaar Daten über das Netzwerk in beide Richtungen austauschen kann, wobei jede der zwei Stationen simultan für eine Richtung als Sendestation und für die andere Richtung als Empfangsstation betrieben wird, und

das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

- Erzeugen jedes Kontrollpunktrahmens mit einem Feld für ein Anforderungsrückmeldebit (RR-Bit);

- Übertragen eines Kontrollpunktrahmens mit gesetztem RR-Bit von einer Station, wenn das Kontrollpunktsignal auftritt, falls zumindest ein von ihr übertragener Informationsrahmen noch nicht durch den Inhalt eines Kontrollpunktrahmens von der anderen Station bestätigt wurde;

- Übertragen eines Kontrollpunktrahmens mit nichtgesetztem RR-Bit von einer Station, wenn das Kontrollpunktsignal auftritt, falls alle von ihr übertragenen Informationsrahmen durch den Inhalt von Kontrollpunktrahmen von der anderen Station bestätigt werden, und falls sie während des letzten vorhergehenden Kontrollpunktsignals-Intervalls oder während einer vorgewählten Anzahl von vorhergehenden aufeinanderfolgenden Kontrollpunktintervallen von der anderen Station entweder einen Informationsrahmen oder einen Kontrollpunktrahmen mit gesetztem RR-Bit empfangen hat, und

-Unterdrücken der Übertragung eines Kontrollpunktrahmens von einer Station in allen anderen Fällen, wenn ein Kontrollpunktsignal auftritt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, das die folgenden zusätzlichen Schritte aufweist:

-Unterdrücken des Kontrollpunktsignals, das gleichmäßige Übertragungsintervalle für Kontrollpunktrahmen anzeigt, in einer Station, falls alle Informationsrahmen, die die entsprechende Station übertragen hat, durch den Inhalt des Kontrollrahmens von der anderen Station bestätigt wurden, und falls diese Station während des letzten vorhergehenden Kontrollpunktsignal- Intervalls oder während einer vorgewählten Anzahl von vorhergehenden aufeinanderfolgenden Kontrollintervallen von der anderen Station entweder einen Informationsrahmen oder einen Kontrollpunktrahmen mit gesetztem RR-Bit empfangen hat, und

-Weiterführen der Lieferung des Kontrollpunktsignals, welches gleichmäßige Intervalle für die Übertragung von Kontrollpunktrahmen anzeigt, wenn die entsprechende Station einen Informationsrahmen überträgt oder von der anderen Station entweder einen Informationsrahmen oder einen Kontrollpunktrahmen mit gesetztem RR-Bit empfängt.