SE511594C2 - Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication Network - Google Patents
Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication NetworkInfo
- Publication number
- SE511594C2 SE511594C2 SE9704766A SE9704766A SE511594C2 SE 511594 C2 SE511594 C2 SE 511594C2 SE 9704766 A SE9704766 A SE 9704766A SE 9704766 A SE9704766 A SE 9704766A SE 511594 C2 SE511594 C2 SE 511594C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- atm
- time
- nodes
- phase
- atm cells
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
- H04Q11/0428—Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
- H04Q11/0478—Provisions for broadband connections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5638—Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
- H04L2012/5646—Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
- H04L2012/5649—Cell delay or jitter
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5672—Multiplexing, e.g. coding, scrambling
- H04L2012/5674—Synchronisation, timing recovery or alignment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
lO 15 20 25 30 511 594 2 Fördröjningarna varierar när paket blir väntande i. en kö vid högt belastade länkar. Om alla paket behandlas med samma prioritet, så det finns ingen möjlighet för tidskritiska paket att slinka före i kön. 10 15 20 25 30 511 594 2 The delays vary when packets are waiting in a queue at highly loaded links. If all packages are treated with the same priority, then there is no possibility for time-critical packages to slip ahead in the queue.
När det gäller köproblematiken har ATM en prioriteringsfunktion som gör det möjligt för tidskritisk trafik att gå före i kön.When it comes to queuing problems, ATM has a prioritization function that makes it possible for time-critical traffic to take the lead in the queue.
Dessutom kan en ändutrustning begära att en viss bandbredd allokeras för aktuell kanal, vilket garanterar erforderlig kapacitet. Det hela bygger pà att trafiken klassas som antingen Constant Bit Rate (CBR) Variable Bit Rate (VBR) eller Available Bit Rate (ABR). En ändutrustning som ämnar sända en video- eller audiosekvens via CBR eller VBR mäste reservera erforderlig bandbredd i samband med att förbindelsen kopplas upp.In addition, an end piece of equipment may require that a certain bandwidth be allocated to the current channel, which guarantees the required capacity. It is all based on the traffic being classified as either Constant Bit Rate (CBR) Variable Bit Rate (VBR) or Available Bit Rate (ABR). An terminal equipment that intends to transmit a video or audio sequence via CBR or VBR must reserve the required bandwidth in connection with the connection being connected.
Om all trafik har samma prioritet så áterstàr naturligtvis problemet. Speciellt stort blir problemet när en smalbandig CBR signal (tal) paketerad i ATM-celler ska överföras och där det fysiska lagret endast erbjuder en fix låg överföringshastighet.If all traffic has the same priority, then of course the problem remains. The problem becomes especially great when a narrowband CBR signal (speech) packaged in ATM cells is to be transmitted and where the physical layer only offers a fixed low transmission rate.
Det är ofta fallet i uppströmsriktningen (trafiken fràn användarna eller ändutrustningen mot en gemensam punkt, t.ex en lokalstation eller en så kallad “head end”) när PON (Passive Optical Network) och COAX system baserade på TDM (Time Division Multiplex) används för att skicka ATM- trafik. Om fördröjningen dessutom varierar över tiden ger detta ett ytterligare tillskott till den totala fördröjningen hos mottagaren. Ju mer fördröjningen varierar desto större CDV buffert (Cell Delay Variation) behövs.This is often the case in the upstream direction (traffic from users or terminal equipment towards a common point, eg a local station or a so-called “head end”) when PON (Passive Optical Network) and COAX systems based on TDM (Time Division Multiplex) are used to send ATM traffic. In addition, if the delay varies over time, this adds to the overall delay of the receiver. The more the delay varies, the larger the CDV buffer (Cell Delay Variation) is needed.
När exempelvis en buss används gemensamt av ett flertal noder för att i uppströmsriktningen (frán användarnoder mot någon gemensam nod) skicka celler i ett TDM baserat nät så är det fysiska mediet, här bussen, en gemensam resurs som mäste 10 15 20 25 3 511 594 utnyttjas pá bästa möjliga sätt. Eftersom bara en användare i taget kan sända på bussen så måste cellerna i användarnoderna innan de kan sändas över det helt enkelt vänta pà “sin tur” fysiska mediet.For example, when a bus is used in common by a plurality of nodes to send cells in a TDM based network in the upstream direction (from user nodes to a common node), the physical medium, here the bus, is a common resource that must 10 15 20 25 3 511 594 utilized in the best possible way. Since only one user at a time can transmit on the bus, the cells in the user nodes before they can be transmitted over it simply have to wait for the "turn" physical medium.
Detta problem uppkommer inom ett otal användningsområden där flera användare ska dela på ett tidsmultiplexerat gemensamt fysiskt media. Närmast att tänka pà är vid tal (telefon) och sändning med lág konstant bandbredd över en ATM-förbindelse. Ett annat omrâde är inom kabeltvtekniken. Vid en undersökning av teknikens ståndpunkt visar det sig att de flesta dokument som framkommer ligger just i kabeltvomrádet. Inget visar dock hur man kan minimera ovan nämnda väntetid.This problem arises in a number of uses where several users have to share a time-multiplied common physical media. The closest thing to think about is when talking (telephone) and transmitting with low constant bandwidth over an ATM connection. Another area is in cable television technology. An examination of the state of the art shows that most of the documents that emerge are located in the cable area. However, nothing shows how to minimize the above-mentioned waiting time.
US 5,546,19§ visar pà en metod för generering (syntes) av en bärvág (carrier) för uppströmsriktningen i ett kabeltvsystem genom att utnyttja en referensfrekvens från nedströmsriktningen.US 5,546,19§ discloses a method for generating (synthesizing) a carrier for the upstream direction in a cable television system by utilizing a reference frequency from the downstream direction.
Syftet är att på ett kostnadseffektivt sätt få en bärvàg med en exakt frekvens. Bärvágen används sen på det gemensamma mediet, här en koaxialkabel. Dokumentet säger dock inget om hur man kan minska den totala fördröjningen i systemet. Andra framtagna dokument, exempelvis US 4,5S3,16l handlar om synkronisering av uppströms datatrafik.The purpose is to obtain a carrier with an exact frequency in a cost-effective way. The carrier is then used on the common medium, here a coaxial cable. However, the document says nothing about how to reduce the total delay in the system. Other produced documents, for example US 4,5S3,16l, deal with synchronization of upstream data traffic.
REDoGöRELsE Fön UPPFINNINGEN Uppfinníngen ska medelst enïanordning och ett förfarande i ett kommunikationsnät där ett flertal (n st) användare/noder delar pa ett den totala gemensamt förkorta fysiskt media, fördröjningen vid överföring av datapaket genererade med en fix frekvens.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention is to be provided by means of a device and a method in a communication network where a plurality of users / nodes share a total common abbreviated physical media, the delay in transmitting data packets generated at a fixed frequency.
Det bästa eller enklaste vore naturligtvis om förbindelsen hade en bandbredd avsevärt större än behovet och att det fanns en lO l5 20 25 30 511 594 4 funktion för dynamisk bandbreddstilldelning som omedelbart gav sändningstillstànd. när ett datapaket/cell är' klar* i någon av noderna. Till skillnad från detta ideala fall är i stället vanligtvis den bandbredd som ska delas av flera noder kraftigt begränsad och utnyttjas till fullo för nyttotrafik.The best or simplest would, of course, be if the connection had a bandwidth considerably greater than the need and that there was a dynamic bandwidth allocation function that immediately provided transmission status. when a data packet / cell is 'ready' in one of the nodes. In contrast to this ideal case, instead, the bandwidth to be shared by several nodes is usually very limited and is fully utilized for commercial traffic.
Om all trafik har samma prioritet hjälper det föga att ha dynamisk tilldelning av sändtillstánd. I fallet att alla noderna samtidigt har en cell klar att sändas kommer den sista cellen att tvingas vänta en hel period T, där T är tiden mellan två celler från en och samma förbindelse (periodtiden) då alla andra noder mäste få ett sändningstillstånd var under tiden.If all traffic has the same priority, it does not help to have a dynamic assignment of transmission conditions. In the case that all the nodes simultaneously have one cell ready to be transmitted, the last cell will have to wait an entire period T, where T is the time between two cells from one and the same connection (period time) when all other nodes must receive a transmission state each .
Problemet löses enligt uppfinningen genom en anordning och ett förfarande där man synkroniserar genereringen av ATM-celler hos användarna och genereringen av uppströms tidluckor på det gemensamma fysiska mediet så att en cell är klar att sändas i precis samma ögonblick som det får sändningstillstànd.The problem is solved according to the invention by a device and a method in which the generation of ATM cells of the users is synchronized and the generation of upstream time slots on the common physical medium so that a cell is ready to be transmitted at the exact moment when it receives transmission status.
Förutsättningen är att en ATM-cell helt får plats i en tidlucka.The prerequisite is that an ATM cell can be completely accommodated in a time slot.
Sålunda krävs att man synkroniserar genereringen av ATM-celler hos användarnoderna till de tilldelade tidluckorna i uppströmskanalen. Synkroniseringen kan realiseras pà en nëngd sätt men det viktiga är att de genererade ATM-cellerna kommer med samma takt/frekvens som tidluckorna på det gemensamma fysiska mediet så att datapaketen kan skickas direkt då de paketerats klart ut på nämnda media utan väntetid. Det slumpmässiga fasläge som erhålls mellan tidluckan och ATM-cell genereringen i ett initialskede kan korrigeras med exempelvis en fasförskjutare och en fasdetektor eller helt enkelt genom att kasta någon cell och starta nästa cell i rätt fas. Det förutsätts här att TDM används och att i normalfallet varje förbindelse disponerar en fix “tidlucka” för sändning av ATM- 10 15 20 25 5 511 594 celler. En ram kan definieras som n stycken tidluckor, en för varje förbindelse. En förbindelse använder “samma” tidlucka i alla ramar. Periodtiden för ramarna är konstant. Här kan även tänkas att strömmen av tidluckor inte är definierad i ramar av samma längd utan bara som ett konstant flöde av tidluckor. Det är dock viktigt att periodtiden mellan två tidluckor avsedda för en speciell förbindelse är konstant.Thus, it is required to synchronize the generation of ATM cells of the user nodes to the assigned time slots in the upstream channel. The synchronization can be realized in a narrow way, but the important thing is that the generated ATM cells come at the same rate / frequency as the time slots on the common physical medium so that the data packets can be sent immediately when they are packaged ready on said media without waiting time. The random phase position obtained between the time slot and the ATM cell generation in an initial stage can be corrected with, for example, a phase shifter and a phase detector or simply by throwing some cell and starting the next cell in the correct phase. It is assumed here that TDM is used and that in the normal case each connection has a fixed "time slot" for transmitting ATM cells. A frame can be defined as n time slots, one for each connection. A connection uses the "same" time slot in all frames. The period time for the frames is constant. Here it is also conceivable that the current of time slots is not defined in frames of the same length but only as a constant flow of time slots. However, it is important that the period time between two time slots intended for a particular connection is constant.
Fördelarna som vinns med detta förfarande är uppenbara. Den kortare väntetiden för de färdigpaketerade ATM-cellerna i användarnoderna bidrar till att sänka den totala fördröjningen i nätet.The benefits gained from this process are obvious. The shorter waiting time for the pre-packaged ATM cells in the user nodes helps to reduce the total delay in the network.
Det förmodas att de särdrag hos uppfinningen som kommer till uttryck i medföljande patentkravkrav är nya. Dock förstås uppfinningens uppbyggnad, funktion och ytterligare fördelar bäst i nedanstående beskrivning med tillhörande figurer.It is believed that the features of the invention as set forth in the appended claims are new. However, the structure, function and further advantages of the invention are best understood in the following description with the accompanying figures.
FIGURBESKRIVNING Utföringsexempel av uppfinningen skall beskrivas nedan i anslutning till bifogade ritningar på vilka; - figur 1 visar schematiskt och förenklat uppströmstrafiken i ett PON/Coax systen1 med ett flertal noder och ett gemensamt fysiskt media enligt känd teknik, - figur 2 visar med ett blockschema en miljö där uppfinningen enligt nedan är användbar, - figur 3 visar med ett blockschema hur en användarnod är uppbyggd och ett sätt att utföra synkronisering enligt uppfinningen. lO l5 20 25 511 594 6 - figur 4 visar med ett blockschema hur en användarnod är uppbyggd och ytterligare ett sätt att utföra synkronisering enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the invention will be described below in connection with the accompanying drawings, in which; figure 1 shows schematically and simplified the upstream traffic in a PON / Coax system1 with a plurality of nodes and a common physical media according to prior art, - figure 2 shows with a block diagram an environment where the invention as below is useful, - figure 3 shows with a block diagram how a user node is constructed and a method of performing synchronization according to the invention. Figure 4 shows with a block diagram how a user node is constructed and a further method of performing synchronization according to the invention.
FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRm Figur 1 visar uppströmsriktningen för ett PON/Coax system med n noder. Fördröjningen för uppströmstrafik från n noder mot head- end enligt fig. 1 består huvudsakligen av två delar, dels paketeringen i ATM-celler och dels väntetiden innan cellen kan sändas.PREFERRED EMBODIMENT Figure 1 shows the upstream direction of a PON / Coax system with n nodes. The delay for upstream traffic from n nodes to the headend according to Fig. 1 consists mainly of two parts, the packaging in ATM cells and the waiting time before the cell can be transmitted.
För att få rätt bakgrund och förståelse kan det vara lämpligt så används dynamisk form av MAC med två exempel. I det första exemplet bandbreddstilldelning och här uttnyttjas någon funktion (Medium Access Control) för kontinuerlig reglering och fördelning av den tillgängliga kapaciteten mellan förbindelser eller grupper av förbindelser. Syftet är att snarast överföra en cell när den är klar, d.v.s att dynamiskt reglera bandbreddstilldelningen. Vi använder här: n = max antal förbindelser t = tiden det tar att överföra en cell, beror på förbindelsens kapacitet.To get the right background and understanding, it may be appropriate to use a dynamic form of MAC with two examples. In the first example bandwidth allocation and here some function (Medium Access Control) is used for continuous regulation and distribution of the available capacity between connections or groups of connections. The purpose is to transfer a cell as soon as it is ready, i.e. to dynamically control the bandwidth allocation. We use here: n = max number of connections t = the time it takes to transfer a cell, depends on the capacity of the connection.
T = tiden mellan 2 celler från en förbindelse (periodtiden), (64kb/s talförbindelse ger T = 6ms) Ett villkor för att förbindelsens kapacitet ska räcka till åt alla n förbindelserna blir således att nxt S T eller ekvivalent att n S T/t.T = the time between 2 cells from a connection (period time), (64kb / s speech connection gives T = 6ms) A condition for the connection's capacity to be sufficient for all n connections is thus that nxt S T or equivalent to n S T / t.
Vid fullt utnyttjande av befintlig bandbredd gäller alltså att n = T/t. lO l5 20 25 7 511 594 Väntetiden varierar och den maximala väntetiden inträffar när alla förbindelserna samtidigt har en cell klar att sändas ( = n celler ). Den sista cellen får då den maximala väntetiden T. dock Detta är osannolikt men den bandbredden tillgängliga begränsar ofta n till så låga värden att sannolikheten för en väntetid nära T inte är försumbar.With full utilization of existing bandwidth, it therefore applies that n = T / t. l0 l5 20 25 7 511 594 The waiting time varies and the maximum waiting time occurs when all the connections have one cell ready to be sent at the same time (= n cells). The last cell then has the maximum waiting time T. however This is unlikely but the bandwidth available often limits n to such low values that the probability of a waiting time close to T is not negligible.
Om vi istället har en statisk bandbreddstilldelning vilket vi har i uppfinningstanken så ges konsekutiva sändningstillstånd till varje ATM förbindelse med ett fixt tidsintervall T1 oavsett om det finns någon cell att sända eller ej. Förfarandet innebär en pollning med frekvensen fl = l/T1 per förbindelse.If we instead have a static bandwidth allocation, which we have in the inventive idea, consecutive transmission states are given to each ATM connection with a fixed time interval T1, regardless of whether there is a cell to transmit or not. The method involves a poll with the frequency fl = 1 / T1 per compound.
Tillräcklig kapacitet för förbindelsen fås när T1 S T. För att utnyttja förbindelsens tillgängliga kapacitet maximalt ska T1 väljas så stort sonl möjligt men ändå inte större än T. För 64kb/s tal är T ~ 6ms. Vid ett sådant osynkroniserat pollningsförfarande är väntetiden rektangulärfördelad i intervallet O - T1.Sufficient capacity for the connection is obtained when T1 S T. To utilize the available capacity of the connection to the maximum, T1 must be chosen as large as possible but still not larger than T. For 64kb / s speech, T ~ 6ms. In such an asynchronous polling procedure, the waiting time is rectangularly distributed in the interval O - T1.
Slutsatsen är att väntetiden varierar kontinuerligt för de båda beskrivna metoderna mellan noll och 6ms. Väntetiden kan dock påverkas till skillnad från paketeringsfördröjningen som är fix och inte är påverkbar.The conclusion is that the waiting time varies continuously for the two described methods between zero and 6ms. However, the waiting time can be affected in contrast to the packing delay which is fixed and is not controllable.
Med den föreslagna metoden undviks det mesta av fördröjningen förutom den del som totala paketeringen står för. Den fördröjningen för dessa delar minskas därmed till c:a 6 ms. Det ska dock tilläggas att övrig fördröjning sonx kan uppkomma i transmission eller i köer ej år medräknade.With the proposed method, most of the delay is avoided except for the part that the total packaging accounts for. The delay for these parts is thus reduced to about 6 ms. It should be added, however, that other delays sonx may occur in transmission or in queues not years included.
Beskrivningen nedan gäller främst för överföring av 64 kb/s kodat tal, men den kan även tillämpas för andra datahastigheter. 10 15 20 25 ' allokeras till förbindelsen. 511 594 8 Förutsättningarna är sålunda att TDM används och att i normalfallet varje förbindelse disponerar en fix “tidlucka” för sändning av ATM-celler. En ram definieras som n stycken tidluckor, en för varje förbindelse. En förbindelse använder “samma” tidlucka i alla ramar. Periodtiden för ramarna är konstant.The description below mainly applies to the transmission of 64 kb / s coded speech, but it can also be applied to other data speeds. 10 15 20 25 'is allocated to the connection. The conditions are thus that TDM is used and that in the normal case each connection has a fixed "time slot" for transmitting ATM cells. A frame is defined as n time slots, one for each connection. A connection uses the "same" time slot in all frames. The period time for the frames is constant.
Det förutsätts också att upp- och..nedströmsriktningen. pá det gemensamma mediet samt genereringen av uppströms CBR celler (implicit även referensfrekvensen för talkodningen, normalt 8 kHz) har en gemensam synkroniseringskälla.It is also assumed that the up and downstream direction. on the common medium as well as the generation of upstream CBR cells (implicitly also the reference frequency for the speech coding, normally 8 kHz) have a common synchronization source.
Väntetiden kan dä minskas till nära noll om tvâ villkor är uppfyllda. Dels ska genereringen av ATM-celler vara synkron med motsvarande tidluckor, d.v.s samma antal celler som tidsluckor per tidsenhet. Dels att ATM-cellen ska vara paketerad och klar för sändning precis innan sändning i den tilldelade tidsluckan.The waiting time can then be reduced to close to zero if two conditions are met. On the one hand, the generation of ATM cells must be synchronous with the corresponding time slots, i.e. the same number of cells as time slots per unit time. Secondly, the ATM cell must be packaged and ready for transmission just before transmission in the allotted time slot.
Det senare kräver antingen att tiden (fasläget) när ATM-cellen är klar för sändning relativt den använda tidluckan kan styras/väljas eller att en “lämplig” ledig tidlucka kan Den senare metoden bör undvikas eftersom den är beroende av andra uppställda förbindelser.The latter requires either that the time (phase mode) when the ATM cell is ready for transmission relative to the used time slot can be controlled / selected or that a "suitable" free time slot can be The latter method should be avoided as it depends on other set connections.
Frekvensen av ATM-celler bestäms av det AAL som används samt den 8kHz signal som normalt används för analog/digital omvandling av en talsignal, d.v.s att den nominella frekvensen/genereringen av celler är fix och kan inte påverkas. Konsekvensen av detta är att det är den nominella periodtiden för de tilldelade tidluckorna som måste anpassas till genreringen av ATM-celler, inte tvärtom.The frequency of ATM cells is determined by the AAL used and the 8kHz signal normally used for analog / digital conversion of a speech signal, i.e. the nominal frequency / generation of cells is fixed and can not be affected. The consequence of this is that it is the nominal period time of the allocated time slots that must be adapted to the generation of ATM cells, not the other way around.
Vi skriver här om talsignaler och talsignaler har ju ett sådant kvalitetskrav att de skickas med CBR så därför är det 10 15 20 25 9 511 594 företrädesvis talsignaler som drar nytta av uppfinningen i fråga. Det är dock inte fråga om någon restriktion till talsignaler utan även andra typer av signaler med konstant bithastighet kan givetvis skickas med fördel enligt uppfinningens grundtanke.We write here about speech signals and speech signals have such a quality requirement that they are sent with CBR, so therefore it is preferably speech signals that benefit from the invention in question. However, it is not a question of any restriction to speech signals, but also other types of signals with a constant bit rate can of course be sent with advantage according to the basic idea of the invention.
När ett flertal användarnoder ska skicka celler mot en gemensam nod används termen uppströmsriktning och när den gemensamma noden skickar till användarnoden används termen nedströmsriktning. Givet att den använda tidluckan i uppströmskanalen och ATM-cell genereringen har samma nominella periodtid så kan ATM-cell genereringen synkroniseras till uppströmskanalen på följande sätt: Först synkroniseras frekvensen, d.v.s periodtiden för de genererade ATM-cellerna anpassas/synkroniseras till periodtiden för den tilldelade tidluckan, varvid ett slumpmässigt fasläge erhålles mellan tidluckan och ATM-cell genereringen. Därefter justeras fasläget så att varje genererad. ATM-cell blir klar/färdigpaketerad i “lagom” tid innan den ska skickas i “sin” tidlucka, d.v.s precis ögonblicket innan -eller samtidigt som tidluckan skickas- så att den hinner komma med.When a plurality of user nodes are to send cells to a common node, the term upstream direction is used and when the common node sends to the user node, the term downstream direction is used. Given that the time slot used in the upstream channel and the ATM cell generation have the same nominal period time, the ATM cell generation can be synchronized to the upstream channel as follows: First, the frequency is synchronized, ie the period time of the generated ATM cells is adjusted / synchronized to the period time allocated. , whereby a random phase position is obtained between the time slot and the ATM cell generation. Then the phase position is adjusted so that each generated. The ATM cell is ready / pre-packaged in “just” time before it is to be sent in “its” time slot, i.e. just the moment before -or at the same time as the time slot is sent- so that it has time to arrive.
Förfarandet innebär att Oavsett i vilken nod en ATM-cell genereras så anpassas fasläget till den tilldelade tidluckan.The method means that Regardless of in which node an ATM cell is generated, the phase mode is adapted to the assigned time slot.
Resultatet blir att väntetiden kan göras godtyckligt kort.The result is that the waiting time can be made arbitrarily short.
Figur 2 visar ett exempel pâ en miljö där föreliggande uppfinning kommer till stor nytta. Figuren visar ett HPC (Hybrid-Fiber-Coax) kabeltv-system 1 där ett flertal abonnenter/noder 2-4 delar på ett gemensamt fysiskt media, här en buss 5. För enkelhetens skull ritas bara tre noder ut men det skall givetvis förstås att antalet kan vara mycket större. 10 15 20 25 30 511 594 lo Kabeltvnätet är interaktivt vilket innebär att abonnenterna kan skicka information i uppströmsriktningen 6. Denna utföringsform ger ett bra exempel pá uppfinningens tillämpbarhet och är avsedd att visa en praktisk implementation. alla I verkligheten så kan uppfinningen givetvis användas i sammanhang med enkel- eller dubbelriktad kommunikation i ett nät där ett flertal noder/abonnenter delar på ett fysiskt gemensamt media och där kommunikation med en gemensam enhet sker.Figure 2 shows an example of an environment where the present invention is of great benefit. The figure shows an HPC (Hybrid-Fiber-Coax) cable TV system 1 where several subscribers / nodes 2-4 share a common physical media, here a bus 5. For the sake of simplicity, only three nodes are drawn, but it should of course be understood that the number can be much larger. 10 15 20 25 30 511 594 lo The cable network is interactive, which means that the subscribers can send information in the upstream direction 6. This embodiment provides a good example of the applicability of the invention and is intended to show a practical implementation. In reality, the invention can of course be used in connection with one-way or two-way communication in a network where a plurality of nodes / subscribers share a physically common media and where communication with a common unit takes place.
I detta exempel så kan bussen 5 utgöras av en vanlig koaxkabel, men genomgår ofta sedan i uppströmsriktningen 6 en elektrisk- optisk omvandling i en konverterare 7.In this example, the bus 5 can consist of an ordinary coaxial cable, but often then undergoes an electrical-optical conversion in a converter 7 in the upstream direction 6.
Till bussen 5 är som ovan nämnt ett antal abonnenter eller noder 2-4 anslutna. En nod 4 har förstorats upp och visas i figuren lite mer utförligt och vi ser här ett exempel på hur anslutningen kan se ut. En nätterminal 8 ansluts ett som interface mot bussen 5. Nätterminalen kommer att beskrivas mer i detalj nedan. Om detta används som ett kabeltvsystem så ansluts en TV 9 lämpligen som en extern enhet för mottagning av nedströmsdata 10. För att sända data i uppströmsriktningen 6 sä kan eai kretsemulator' ll anslutas till nätterminalen 8 enligt figuren. Kretsemulatorn 11 används då bl.a för att paketera abonnentens genererade data i ATM-celler. För att skicka data i uppströmsriktningen 6 kan abonnenten använda en dator 12 eller en vanlig telefon 13 som då ansluts till noden 4. Telefonen kräver då naturligtvis en A/D-omvandling 29.As mentioned above, a number of subscribers or nodes 2-4 are connected to the bus 5. A node 4 has been enlarged and shown in the figure in a little more detail and we see here an example of what the connection can look like. A night terminal 8 is connected as an interface to the bus 5. The night terminal will be described in more detail below. If this is used as a cable TV system, a TV 9 is suitably connected as an external unit for receiving downstream data 10. In order to transmit data in the upstream direction 6, a circuit simulator 11 can be connected to the network terminal 8 according to the figure. The circuit simulator 11 is then used, among other things, to package the subscriber's generated data in ATM cells. To send data in the upstream direction 6, the subscriber can use a computer 12 or an ordinary telephone 13 which is then connected to the node 4. The telephone then of course requires an A / D conversion 29.
Systemet har en antenn 14 för mottagning av de tv-signaler som sedan skickas ut till abonnenterna. Modulen 15 ska illustrera ett head-end av ett HPC nät och utgör för telefonifunktionen ett gränssnitt mot PSTN 16 eller liknande. Modulen innehåller MAC (Medium Access Control). Här bestäms vilken abonnent som 10 15 20 25 30 11 511 594 sända och när. I samma modul 15 kan även modulering av bärvàgen ske. Vanligt är en QAM-modulering nedströms och QPSK- demodulering uppströms. Signalerna från modulen 15 och signalerna från, antennen 14 kan överföras på samma media 19 genom att sammanföra dem med hjälp av en kombinerare 17.The system has an antenna 14 for receiving the TV signals which are then transmitted to the subscribers. The module 15 is intended to illustrate a head-end of an HPC network and for the telephony function forms an interface to PSTN 16 or the like. The module contains MAC (Medium Access Control). Here it is determined which subscriber 10 15 20 25 30 11 511 594 send and when. In the same module 15, modulation of the carrier can also take place. Typically, a QAM modulation is downstream and a QPSK demodulation is upstream. The signals from the module 15 and the signals from the antenna 14 can be transmitted on the same media 19 by combining them by means of a combiner 17.
Figur 3 visar nätterminalen 8 och kretsemulatorn 11 mer i detalj. Kretsemulatorn 11 innefattar förutom en ATM- cellmottagare 20 och en PLL 21 (Phase Locked Loop) även en sändare 22 där ATM-cellerna genereras och en A/D omvandlare 29.Figure 3 shows the network terminal 8 and the circuit emulator 11 in more detail. The circuit emulator 11 comprises, in addition to an ATM cell receiver 20 and a PLL 21 (Phase Locked Loop), also a transmitter 22 where the ATM cells are generated and an A / D converter 29.
I detta utföringsexempel får A/D omvandlaren 29 data från en telefon 13 ( se fig 2.) via länken 18. Emulatorn 11 är sålunda förbunden med nätterminalen 8 som i sin tur har en förbindelse med bussen 5.In this exemplary embodiment, the A / D converter 29 receives data from a telephone 13 (see Fig. 2) via the link 18. The emulator 11 is thus connected to the night terminal 8, which in turn has a connection to the bus 5.
När man sedan utan införande av fördröjning anpassar fasläget av den genererade digitala talsignalen så att varje genererad ATM- cell ska bli klar för sändning i optimal tid för att väntetiden i en buffert 23 i nätterminalen 8 ska bli minimal så är utgångspunkten. alltid information från en fasdetektor 26 vid bufferten 23 i nätterminalen 8. Detektorn 26 känner av fasläget mellan inkommande ATM-celler från sändaren 22 och den tilldelade inkommer tidluckan på bussen 5. I kretsen enligt lösningen alltså en signal som det tar en viss tid , låt oss säga x msek att packa. Ett sändningstillstånd med nedströmsdata kommer också var xzte msek. Det gäller alltså att med hjälp av fasreglering av nedströmstrafiken se till att den genererade ATM-cellen är före färdigpaketerad och Överförd till bufferten 23 precis sändning ska ske till det gemensamma mediet 5.When the phase mode of the generated digital speech signal is then adjusted without the introduction of delay so that each generated ATM cell must be ready for transmission in the optimal time so that the waiting time in a buffer 23 in the night terminal 8 is minimal, the starting point is. always information from a phase detector 26 at the buffer 23 in the night terminal 8. The detector 26 senses the phase position between incoming ATM cells from the transmitter 22 and the assigned incoming time slot on the bus 5. In the circuit according to the solution thus a signal which takes a certain time, let us say x msek to pack. A transmission state with downstream data also occurs every xzte msec. It is therefore important to use phase control of the downstream traffic to ensure that the generated ATM cell is pre-packaged and Transmitted to the buffer 23 just to be transmitted to the common medium 5.
Det finns många alternativa sätt att reglera fasläget för ATM- cell genereringen. Det alternativ som illustreras i figur 3 är när klockan i nedströmsriktningen 10 används som referens också lO 15 20 25 30 511 594 12 för uppströmstrafiken 6 (här illustererat med nätverksreferensen 31). Då kan, med informationen frán den ovan nämnda fasdetektorn 26 via förbindelsen 28, fasen i. nedströmsriktningen 10 till kretsemulatorn 11 justeras med en styrbar fasförskjutare 24 tills det att uppströmscellerna får lämpligt fasläge (d.v.s blir klara/färdigpaketerad i optimal tid enligt ovan) relativt sina allokerade tidluckor. Detta genom att trafiken i nedströmsriktningen modul 25 i klockar fasförskjuts pà så sätt i nätterminalen 8 att PLL:n 21 i kretsemulatorn 11 företrädesvis A/D-omvandlaren 29 så att cellerna kan paketeras i sändaren 22 och att överföringen till bufferten 26 är klar precis innan sändningstillstàndet kommer för transmission ut i en tidlucka pà det gemensamma fysiska mediet.There are many alternative ways to regulate the phase mode of ATM cell generation. The alternative illustrated in Figure 3 is when the clock in the downstream direction 10 is used as a reference also for the upstream traffic 6 (here illustrated with the network reference 31). Then, with the information from the above-mentioned phase detector 26 via the connection 28, the phase in the downstream direction 10 to the circuit emulator 11 can be adjusted with a controllable phase shifter 24 until the upstream cells get a suitable phase position (ie ready / pre-packaged in optimal time as above) relative to allocated time slots. This is because the traffic in the downstream direction module 25 in clocks is phase shifted in such a way that the PLL 21 in the circuit emulator 11 preferably the A / D converter 29 so that the cells can be packaged in the transmitter 22 and that the transfer to the buffer 26 is complete just before the transmission state comes out for transmission in a time slot on the common physical medium.
Detta kallas en indirekt metod eftersom kretsemulatorn 11 ej “ser” att fasen ändrar sig. Den följer bara fasen i nedströmsriktningen. Denna indirekta metod kan man även tänka sig i en utföringsform där de uppströms ATM-cellerna genereras i en enhet integrerad i nätterminalen 8. I detta fall behövs ej en separat PLL 21 utan utsignalen från fasförskjutaren 24 kan användas som klocksignal.This is called an indirect method because the circuit simulator 11 does not "see" that the phase is changing. It only follows the phase in the downstream direction. This indirect method is also conceivable in an embodiment where the upstream ATM cells are generated in a unit integrated in the night terminal 8. In this case a separate PLL 21 is not needed but the output signal from the phase shifter 24 can be used as a clock signal.
I en annan utföringsform som här illustreras i figur 4 så kan en kontrollkanal 30 användas för att styra fasläget fràn PLL:n 21”.In another embodiment illustrated here in Figure 4, a control channel 30 may be used to control the phase position from the PLL 21 ".
Då måste man låta fasdetektorn 26' via kontrollkanalen 30 överföra samma fasjusteringsinformation som i ovanstående exempel till PLL:en 21' för cellgenereringen så att fasen kan justeras till önskat läge enligt ovan. Denna metod kan kallas för en direkt metod eftersom här ges nödvändigt information direkt till kretsemulatorns PLL 21' De ovan visade metoderna inskränker sig inte till visade föredragna utföringsformer 'utan kan, givetvis användas i alla lO 13 511 594 fall där ATM-celler frán många i rummet distribuerade källor ska transporteras via ett gemensamt TDM baserat fysiskt medium, t.ex coax, fiber eller radio. Det bör också påpekas att utföringsformerna i fig 3 och 4 endast visar möjligheter att realisera uppfinningen som sådan. Tyngdpunkten och kärnan i uppfinningen ligger pà att man ser till att avpassa genereringen av ATM-celler till respektive allokerad tidlucka för att minimera väntetiden för cellerna.Then the phase detector 26 'must be allowed to transmit via the control channel 30 the same phase adjustment information as in the above example to the PLL 21' for the cell generation so that the phase can be adjusted to the desired position as above. This method can be called a direct method because here the necessary information is given directly to the circuit emulator PLL 21 'The methods shown above are not limited to the preferred embodiments shown' but can, of course, be used in all cases where ATM cells from many in The room's distributed sources are to be transported via a common TDM based physical medium, such as coax, fiber or radio. It should also be pointed out that the embodiments in Figures 3 and 4 only show possibilities of realizing the invention as such. The emphasis and core of the invention is on making sure to match the generation of ATM cells to the respective allocated time slot to minimize the waiting time for the cells.
Claims (10)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9704766A SE511594C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication Network |
CA002314908A CA2314908A1 (en) | 1997-12-19 | 1998-12-04 | A method and a device for delay reduction in a communication network |
EP98962772A EP1040709A1 (en) | 1997-12-19 | 1998-12-04 | A method and a device for delay reduction in a communication network |
PCT/SE1998/002219 WO1999035878A1 (en) | 1997-12-19 | 1998-12-04 | A method and a device for delay reduction in a communication network |
CN 98812363 CN1282501A (en) | 1997-12-19 | 1998-12-04 | Method and device for delay reduction in communication network |
AU17931/99A AU1793199A (en) | 1997-12-19 | 1998-12-04 | A method and a device for delay reduction in a communication network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9704766A SE511594C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication Network |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9704766D0 SE9704766D0 (en) | 1997-12-19 |
SE9704766L SE9704766L (en) | 1999-06-20 |
SE511594C2 true SE511594C2 (en) | 1999-10-25 |
Family
ID=20409472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9704766A SE511594C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication Network |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1040709A1 (en) |
CN (1) | CN1282501A (en) |
AU (1) | AU1793199A (en) |
CA (1) | CA2314908A1 (en) |
SE (1) | SE511594C2 (en) |
WO (1) | WO1999035878A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5546119A (en) * | 1994-11-14 | 1996-08-13 | Bestler; Caitlin B. | Transmission modulator for cable television upstream data transmission |
US5862136A (en) * | 1995-07-07 | 1999-01-19 | Northern Telecom Limited | Telecommunications apparatus and method |
US5666358A (en) * | 1995-10-16 | 1997-09-09 | General Instrument Corporation Of Delaware | Method and apparatus for supporting TDMA operating over hybrid fiber coaxial (HFC) or other channels |
GB9602807D0 (en) * | 1996-02-12 | 1996-04-10 | Northern Telecom Ltd | A bidirectional communications network |
GB9602809D0 (en) * | 1996-02-12 | 1996-04-10 | Northern Telecom Ltd | A bidirectional communications network |
-
1997
- 1997-12-19 SE SE9704766A patent/SE511594C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-12-04 CA CA002314908A patent/CA2314908A1/en not_active Abandoned
- 1998-12-04 WO PCT/SE1998/002219 patent/WO1999035878A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-12-04 CN CN 98812363 patent/CN1282501A/en active Pending
- 1998-12-04 EP EP98962772A patent/EP1040709A1/en not_active Withdrawn
- 1998-12-04 AU AU17931/99A patent/AU1793199A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1040709A1 (en) | 2000-10-04 |
SE9704766D0 (en) | 1997-12-19 |
CA2314908A1 (en) | 1999-07-15 |
SE9704766L (en) | 1999-06-20 |
AU1793199A (en) | 1999-07-26 |
WO1999035878A1 (en) | 1999-07-15 |
CN1282501A (en) | 2001-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1130841B1 (en) | Method and apparatus for TDM/TDMA communications | |
US5771234A (en) | Method and system for ATM cell multiplexing under constant bit rate, variable bit rate and best-effort traffic | |
EP0961522B1 (en) | Novel method and apparatus for traffic shaping in a broadband fiber-based access system | |
US5446734A (en) | Telecommunications network with plesiochronous transfer mode | |
EP0337619B1 (en) | Communication system | |
AU630796B2 (en) | Congestion avoidance in high-speed network carrying bursty traffic | |
US4893306A (en) | Method and apparatus for multiplexing circuit and packet traffic | |
US5499238A (en) | Asynchronous transfer mode (ATM) multiplexing process device and method of the broadband integrated service digital network subscriber access apparatus | |
US7940786B2 (en) | System and method for communicating data using a common switch fabric | |
US4855999A (en) | DTDM multiplexer with cross-point switch | |
US8848533B1 (en) | Time division multiplex packet fabric ingress scheduler and method | |
US5105292A (en) | Asynchronous optical communication system | |
KR19990067471A (en) | Apparatus and method for packet flow control | |
JPH07170284A (en) | Telecommunication network, its main station and distributing substation | |
US4819226A (en) | Framer circuit for use in a DTDM network | |
KR100452952B1 (en) | Method of scheduling data cell transmission in an atm network | |
US5361262A (en) | Estimated-queue, expanded-bus communication network | |
EP1467511B1 (en) | Data transmission method for a multi-user, multipoint-to-multipoint digital data transmission system | |
JPH07505272A (en) | Network interface method and network interface for digital transmission networks | |
Marsan et al. | Integrated voice and data network | |
US6728254B1 (en) | Multiple access parallel memory and method | |
SE511594C2 (en) | Method and Device for Reducing the Total Delay for ATM Traffic in a Time Multiplexed Communication Network | |
Angelopoulos et al. | MAC protocol for an ATM-based SuperPON | |
Senior et al. | Passive optical network performance with time division multiplexing (TDM) and ATM | |
Angelopoulos et al. | Control of ATM traffic accessing SuperPONs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |