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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der graphischen Darstellung
von Netzen und genauer gesagt ein Verfahren, um in einer solchen
Darstellung eine Gesamtheit von zur Verwirklichung eines Leitwegs
zwischen zwei Knoten des Netzes verfügbaren Wegen zu visualisieren.
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Die
dargestellten Netze können
sehr unterschiedlicher Natur sein. Das von der Anmelderin besonders
in Betracht gezogene Beispiel bezieht sich auf Telekommunikationsnetze.
Andere Beispiele wären
Energietransportnetze oder Fluidverteilungsnetze.
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Naturgemäß umfasst
die graphische Darstellung eines solchen Netzes Symbole, welche
Knoten des Netzes bezeichnen (im Falle eines Telekommunikationsnetzes
beispielsweise Schalter), die mittels Bogen, welche zwischen den
Knoten des Netzes vorhandene Elementarverbindungen bezeichnen (beispielsweise
Kabelbündel,
Bündel
von optischen Fasern oder Richtfunkverbindungen...) miteinander
verbunden sind.
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Wenn
das Netz eine Vielzahl von Knoten und eine Vielzahl von Verbindungen
aufweist, was sehr häufig
der Fall ist, wird seine Darstellung komplex und schwierig zu lesen.
Insbesondere wird die Visualisierung der Wege, die zum Transportieren
eines Flusses (von Informationen, von Signalen, von Energie, von
Fluid...) von einem Knoten zum anderen verfügbar sind, zu einem Problem,
welches in einer klaren und eindeutigen Weise nur schwer lösbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Visualisierung einer solchen Gesamtheit von Wegen vorgeschlagen, die
zum Transportieren eines Flusses von einem ersten Knoten zu einem
zweiten Knoten des Netzes verfügbar
sind. Diese Gesamtheit von Wegen gehorcht den folgenden topologischen
Regeln:
- – jeder
Weg der Gesamtheit weist zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten
Knoten eine Elementarverbindung oder eine Folge von Elementarverbindungen
auf, von welchen jede jeweils einen Anfangsknoten und einen Endknoten
aufweist,
- – der
erste Knoten bildet den Anfangsknoten einer Elementarverbindung
jedes Wegs,
- – der
zweite Knoten bildet den Endknoten einer Elementarverbindung jedes
Wegs und
- – jeder
von dem zweiten Knoten verschiedene Endknoten einer Elementarverbindung
eines Wegs der Gesamtheit bildet den Anfangsknoten einer weiteren Elementarverbindung
des Wegs.
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Ferner
kann es notwendig sein, in der Visualisierung der Gesamtheit der
Wege einige Leitwegregeln anzuzeigen, die bei dieser Gesamtheit
Anwendung finden. Unter diesen Regeln kann man sowohl die Lastenaufteilung
als auch das Verhalten im Falle einer Überlastung einer Verbindung
anführen. 1 erläutert eine übliche Art
der Darstellung einer Gesamtheit von Wegen zwischen einem Knoten
A und einem Knoten B mit solchen Regeln. In diesem Beispiel besteht
der normale Leitweg zwischen den Knoten A und B in der Benutzung
der direkten Verbindung AB. Im Falle einer Kapazitätsüberlastung
dieser direkten Verbindung könnten
die vom Knoten A in Richtung des Knotens B zu leitenden Flüsse entweder
den Weg AT1B oder den Weg AT2B
benutzen. Die Aufteilung der Überlast
zwischen den Elementarverbindungen AT1 und
AT2 wird durch die Ellipse e dargestellt,
die um die Bogen, welche diese beiden Elementarverbindungen bezeichnen,
herum gezeichnet ist, und der vom Bogen AB ausgehende Pfeil f ist
ein Überlastungsindikator,
der es ermöglicht,
das im Falle der Überlastung
der Verbindung AB geeignete Verhalten zu visualisieren.
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Die
in 1 erläuterte
Visualisierungstechnik weist mehrere praktische Einschränkungen
auf. Bei bestimmten Knotenanordnungen in der Darstellung ist der
Leitweg unverständlich.
Wenn der Knoten B in 1 beispielsweise zwischen den
Knoten T1 und T2 angeordnet
ist, ist die Darstellung des Leitwegs nicht mehr verständlich.
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Nun
hat man aber nicht immer die Möglichkeit,
die Position der Knoten zu ändern,
um solche Vieldeutigkeiten zu vermeiden: Dies ist insbesondere der
Fall, wenn die Position der Knoten die Geographie der Orte des Netzes
wiedergibt. Andererseits bringt diese Visualisierungstechnik eine
Leitwegwahl nicht mit dem Knoten in Zusammenhang, an dessen Ausgang
diese Wahl verwirklicht wird, sondern mit den Bogen, welche die
betreffende Verbindung darstellen. Dadurch wird es schwierig, die
vom Fluss eingeschlagenen Wege von einem Ende zum anderen nachzuverfolgen.
Eine andere Einschränkung
besteht darin, dass es nicht möglich
ist, die Tatsache klar in Erscheinung treten zu lassen, dass die
Leitwegwahl am Ausgang eines Knotens durch die Verbindung, durch
welche der Fluss diesen Knoten erreicht hat, entscheidend beeinflusst
werden kann.
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Das
Dokument "AT&T's World Class Network
Traffic Management System" beschreibt
eine Darstellungsweise von Schaltern und von Verknüpfungen
zwischen gewissen Schaltern, welche Informationen über die
in einem Telekommunikationsnetz auftretenden Probleme in Echtzeit
liefert. Diese Probleme werden durch eine Veränderung der Farbe des beeinträchtigten
Netzabschnitts angezeigt. Diese Darstellung der im Netz aufgetretenen
Probleme liefert hingegen keinerlei Hinweis auf die Wege, die für einen
Datenfluss zwischen zwei Knoten des Netzes verfügbar sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Techniken zur Visualisierung
von Wegen in den graphischen Darstellungen von Netzen zu verbessern,
wobei sie gleichzeitig eine bessere Sichtbarkeit und einen größeren Darstellungsreichtum
erhalten.
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Die
Erfindung schlägt
daher ein Verfahren zur Visualisierung einer Gesamtheit von Wegen
vor, wie es vorstehend und gemäß Anspruch
1 festgelegt ist.
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Jeder
Umkreis, der einen Anfangsknoten umgibt, verkörpert eine Leitwegwahl am Ausgang des
Knotens. Eine Lastenaufteilung zwischen zwei Elementarverbindungen,
die diesen Knoten als Anfangsknoten aufweisen, wird beispielsweise
einfach durch das Vorhandensein einer Markierung an den Schnittstellen
zwischen diesem Umkreis und den Bogen, welche diese Elementarverbindungen
bezeichnen, visualisiert.
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Vorteilhafterweise
ist die graphische Darstellung des Netzes mittels Informatik-Mitteln
visualisierbar. Die Wahl eines Umkreises kann dann mit Hilfe einer
graphischen Schnittstelle der Informatik-Mittel, wie beispielsweise
eines Maus-Klicks auf den Umkreis vorgenommen werden.
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Die
Leitwegprioritäten
und die Überlastungsindikatoren
können
dadurch visualisiert werden, dass um die betreffenden Knoten mehrere
konzentrische Umkreise angeordnet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht daher
die Visualisierung einer Gesamtheit von Wegen, so dass zumindest
ein Knoten des Netzes einen Anfangsknoten bildet, der mehreren Elementarverbindungen
gemeinsam ist, unter welchen zumindest eine Hauptverbindung gegenüber zumindest
einer Hilfsverbindung vorrangig ist, und zwar mit Hilfe der folgenden
Vorgängen:
Umgeben des Symbols, welches den gemeinsamen Anfangsknoten bezeichnet,
mit zwei konzentrischen Umkreisen; Setzen der Markierung bezüglich jeder
Hauptverbindung, welche den gemeinsamen Anfangsknoten aufweist,
an der Schnittstelle zwischen dem Bogen, der die Hauptverbindung
bezeichnet, und einem der konzentrischen Umkreise; und Setzen der
Markierung bezüglich
jeder Hilfsverbindung, welche den gemeinsamen Anfangsknoten aufweist,
an der Schnittstelle zwischen dem Bogen, der die Hilfsverbindung
bezeichnet, und dem anderen konzentrischen Umkreis.
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Dieser
Vorgang kann leicht auf eine beliebige Anzahl von Prioritätsniveaus
am Ausgang des gemeinsamen Anfangsknotens verallgemeinert werden.
Es genügt,
ebenso viele konzentrische Umkreise wie Prioritätsniveaus anzulegen, wie beispielsweise
Kreise, deren Durchmesser mit der Priorität zunehmen (oder abnehmen).
Eine Kapazitätsüberlastung
wird also durch den Übergang
von einem Kreis zu demjenigen mit dem nächst größeren (oder kleineren) Durchmesser
wiedergegeben. Man erhält
dadurch eine große
Flexibilität
für die
Darstellung der Prioritäten
und der Kapazitäts überlastungen.
Die Klarheit dieser Darstellung wird mittels sehr einfach verwendbarer
und visualisierbarer, graphischer Elemente erhalten, und sie wird,
im Gegensatz zu der in 1 erläuterten Visualisierungstechnik,
von den relativen Positionen der betreffenden Knoten nicht beeinträchtigt.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
die Erfindung auch die Darstellung von Leitwegzwängen, wie beispielsweise von
stromaufwärtigen
Zwängen.
Dadurch wird es möglich
zu verhindern, dass die Darstellung einer Gesamtheit von Wegen automatisch mit
der Darstellung von anderen Wegen einhergeht, die nicht zu dieser
Gesamtheit gehören.
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Man
sagt, dass ein Knoten dann Gegenstand eines stromaufwärtigen Zwangs
ist, wenn eine Leitwegwahl am Ausgang des Knotens durch die Elementarverbindung
bedingt ist, durch welche der Fluss diesen Knoten erreicht. In der
Definition der Gesamtheit der zu visualisierenden Wege entspricht eine
Bedingung stromaufwärtigen
Zwangs der Tatsache, dass die Gesamtheit der Wege zumindest erste und
zweite Wege umfasst, die durch ein und denselben Zwangsknoten verlaufen
und von denen jeder jeweils eine Elementarendverbindung einschließt, deren
Zwangsknoten den Endknoten bildet, und jeweils eine Elementaranfangsverbindung,
deren Zwangsknoten den Anfangsknoten bildet, und dass kein Weg der
zu visualisierenden Gesamtheit zugleich die Elementarendverbindung
des ersten Wegs und die Elementaranfangsverbindung des zweiten Wegs
einschließt.
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Auf
einem Umkreis, der das Symbol umgibt, welches des Zwangsknoten bezeichnet,
und der an der Schnittstelle mit dem Bogen, der die Elementaranfangsverbindung
des zweiten Wegs bezeichnet, eine Markierung aufweist, wird an der
Schnittstelle mit dem Bogen, der die Elementarendverbindung des
zweiten Wegs bezeichnet, nun eine Markierung eines anderen Typs
gesetzt, und wird an der Schnittstelle mit dem Bogen, der die Elementarendverbindungen
des ersten Wegs bezeichnet, keine Markierung gesetzt.
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Wenn
solche Anordnungen nicht vorhanden sind, könnte bei der graphischen Darstellung
des Netzes der Eindruck entstehen, dass die Elementaranfangsverbindung
des zweiten Wegs unabhängig vom
stromaufwärtigen
Pfad benützt
werden könnte, was
nicht den gewünschten
Leitwegregeln entspricht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungen werden aus der
nachfolgenden Beschreibung von nicht eingeschränkten Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
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1 eine
graphische Darstellung eines Netzes gemäß eines Stands der Technik
ist; und
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die 2 und 3 zwei
graphische Darstellungen von Netzen sind, die unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
erhalten werden können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird im Allgemeinen in einem Informatiksystem verwendet, welches
die graphische Darstellung von Netzen ermöglicht. Dieses System bildet
typischerweise ein Simulationswerkzeug oder ein Werkzeug, um dem
Architekten oder dem Verwalter des Netzes bei dessen Entwicklung
zu helfen. Die erzeugten graphischen Darstellungen können dazu
verwendet werden, um die Struktur und/oder die Eigenschaften des
Netzes zu visualisieren. Deren Anzeige auf einem Computerbildschirm
ermöglicht
es dem Benutzer vorteilhafterweise ferner, das System im Rahmen
eines Schnittstelle-Benutzer-orientierten Objekts entsprechend der
Netzkonstruktion mit den Leitwegeigenschaften zu versehen.
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In
dieser Hinsicht ist die Tatsache äußerst hilfreich, dass um jeden
Knoten des Netzes, der den Anfangsknoten einer Elementarverbindung
eines Wegs der zu visualisierenden Gesamtheit bildet, ein Umkreis,
wie beispielsweise eine Kreislinie, angelegt wird, der eine Leitwegwahl
am Ausgang dieses Knotens verkörpert.
Hierzu genügt
es, dass der Benutzer den fraglichen Umkreis mit Hilfe seiner graphischen Schnittstelle
auswählt
(beispielsweise mit Hilfe eines Maus-Klicks), um einen Dialog mit
dem System zu beginnen, der es ihm ermöglicht, die Parameter dieser
Leitweg wahl zu definieren oder abzuändern, welche die Verhaltensregeln
diktieren, die von den Geräten
des Netzes, die sich am fraglichen Knoten befinden, befolgt werden
müssen.
Da die Leitwegregeln auf der Ebene dieser Geräte (Schalter im Falle eines Telekommunikationsnetzes
oder im Falle von anderen Netzen Geräte mit vergleichbaren Leitwegfunktionen)
näher bestimmt
werden müssen,
ist die erfindungsgemäße Darstellungsform
für den
Benutzer weitaus bequemer als diejenige, die in 1 erläutert ist,
in welcher die Leitwegwahlen im Bereich der Bogen visualisiert sind.
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Die
Programmabschnitte, die zum Anlegen der Umkreise und zum Setzen
der zweckdienlichen Markierungen um die die Knoten des Netzes bezeichnenden
Symbole herum verwendet werden, stellen beim Schreiben in der Sprache,
die zum Bilden der graphischen Darstellungen im System verwendet
wird, keinerlei Problem dar. Diese graphischen Verfahren sind wohlbekannt
und werden hier nicht beschrieben.
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2 ist
eine graphische Darstellung des gleichen Netzes wie in 1,
wobei die gleiche Gesamtheit von Wegen, die vom Knoten A zum Knoten B
verlaufen, visualisiert ist. Das Symbol, welches jeden zu visualisierenden
Anfangsknoten A, T1, T2 bezeichnet,
ist von einem oder mehreren Umkreisen umgeben, wobei jeder Umkreis
im dargestellten Beispiel eine Kreislinie ist.
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Wenn
keine Prioritätsbeziehungen
zwischen den Elementarverbindungen, die von einem gegebenen Knoten
ausgehen, vorhanden sind, ist das Symbol, welches diesen Knoten
T1, T2 darstellt,
nur von einer Kreislinie umgeben, wobei deren Schnittstelle mit
der ausgehenden Verbindung mit einer Markierung versehen ist, die
im dargestellten, nicht einschränkenden
Beispiel mittels eines Dreiecks gebildet ist, welches einen Pfeil
bildet, der von dem fraglichen Knoten weg zeigt.
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Der
Knoten A ist ein Anfangsknoten, der mehreren zu visualisierenden
Elementarverbindungen gemeinsam ist. Unter diesen ist die Elementarverbindung
AB vorrangig, was durch eine Markierung visualisiert ist, die vom
Symbol des Knotens A in Richtung desjenigen des Knotens B zeigt
und die an die Schnittstelle zwischen dem Bogen AB und der Kreislinie
mit dem kleinsten Durchmesser, die den Knoten A umgibt, gesetzt
ist, und sind die Elementarverbindungen AT1 und
AT2 Hilfsverbindungen, die sich die Überlast
der Hauptverbindung AB teilen, was mittels zweier Markierungen visualisiert
ist, die vom Symbol des Knotens A in Richtung derjenigen der Knoten
T1 und T2 zeigen
und die an die Schnittstellen zwischen den Bogen AT1 und
AT2 und der Kreislinie mit dem größeren Durchmesser,
die den Knoten A umgibt, gesetzt sind.
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Man
stellt fest, dass die Klarheit der Darstellung des Netzes und der
Visualisierung der Wege überhaupt
nicht beeinträchtigt
wird, wenn sich der Knoten B zwischen den Knoten T1 und
T2 befindet.
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Das
weniger schematische Beispiel von 3 zeigt
die graphische Darstellung eines Netzes aus zehn Knoten, welche
mit den Bezugszeichnen 0 bis 9 bezeichnet sind,
und visualisiert die Gesamtheit von Wegen, die zum Befördern eines
Flusses vom Knoten 1 in Richtung des Knotens 6 verwendet
werden kann, wie es der punktierte Pfeil anzeigt.
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Die
Knoten 0, 4 und 5 sind Zwangsknoten. Die
Elementarverbindungen 04 und 05 können am Ausgang des Knotens 0 nur
von Flüssen
eingeschlagen werden, die durch die Elementarverbindung 80 oder
90 zum Knoten 0 gelangt sind. Um diese Bedingung auf der
Leitwegwahl 04 oder 05 am Ausgang des Knotens 0 zu visualisieren,
werden Markierungen eines anderen Typs (in dem dargestellten, nicht einschränkenden
Beispiel Dreiecke, die einen Pfeil bilden, die auf den fraglichen
Knoten zeigen) an den Schnittstellen zwischen den Kreisen, welche
die Markierungen der ausgehenden Verbindungen 04, 05 tragen, auf
welchen diese Leitwegwahl beruht, und den Bogen gesetzt, welche
die bedingenden Verbindungen 80 und 90 bezeichnen. Das gleiche Verfahren
wird für
die Knoten 4 und 5 angewandt: Die Elementarverbindungen
40 und 45 können
am Ausgang des Knotens 4 nur von Flüssen eingeschlagen werden,
die durch die Elementarverbindung 34 oder 84 zum Knoten 4 gelangt
sind, und die Elementarverbindungen 50 und 54 können am Ausgang des Knotens 5 nur
von Flüssen
eingeschlagen werden, die durch die Elementarverbindung 25 oder
85 zum Knoten 5 gelangt sind.
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In
der graphischen Darstellung von 3 setzt
sich die Gesamtheit der visualisierten Wege aus den folgenden Wegen
zusammen: 1256, 1346, 1906, 12546, 12506, 13456, 13406, 19046, 19056,
1I7846, 1I7856, 1I7806, 1I78456, 1I78406, 1I78546, 1I78506, 1I78046
und 1I78056, mit I = 2, 3 oder 9, wobei die drei ersten Wege vorrangig
eingeschlagen werden und die anderen in dem Fall eingeschlagen werden
können,
dass auf einigen Elementarverbindungen eine Überlastung auftritt. Einige
Wege (zum Beispiel 134056) sind von der visualisierten Gesamtheit
ausgeschlossen, wobei sie nicht ausgeschlossen sein könnten, wenn
keine Anordnungen für
die Hervorhebung stromaufwärtiger
Zwänge
vorhanden sind.
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Trotz
der relativen Komplexität
dieser visualisierten Gesamtheit, welche die reichhaltigen Leitwegmöglichkeiten
wiedergibt, über
welche der Verwalter des Netzes verfügt, stellt man fest, dass die graphische
Darstellung der Leitwege klar und für den Benutzer leicht abwandelbar
bleibt. Es genügt,
dass Letzterer das Symbol, welches einen Knoten bezeichnet, oder
den Kreis oder den Umkreis anklickt, der eine Leitwegwahl bezeichnet,
die im Bereich eines Knotens vorgenommen worden ist, um dessen Funktionsparameter
abzuwandeln. Andererseits ist es bei der Visualisierung der Gesamtheit
der Wege nicht notwendig, aus der globalen graphischen Darstellung
des Netzes einige Verbindungen zu entfernen, die im Netz vorhanden
sein können,
ohne jedoch den zu visualisierenden Wege der Gesamtheit zuzugehören. Dies
ist im dargestellten Beispiel in 3 bei den
Verbindungen 23, 29 und 39 der Fall.