DE10122419A1

DE10122419A1 - Verfahren zur dynammischen Kanalzuordnung

Info

Publication number: DE10122419A1
Application number: DE10122419A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Juerschik; Armin Tannhaeuser; Guenther Schauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: CN1524396A; WO2002091791A1; DE10122419B4; EP1386517A1; US20050101266A1

Abstract

Mit diesem Verfahren, daß auch als Dynamic Rate Repartitioning DRR bezeichnet werden kann, werden in einem SDSL/SHDSL- oder ADSL-Rahmen einer entsprechenden DSL-Verbindung vorübergehend nicht benutzte zeitmultiplexbasierte Übertragungskanäle von Telefonie- oder ISDN-Verbindungen wie Channelized Voice over DSL/CVoDSL einer gleichzeitig aktiven ATM-Verbindung vorübergehend zugeordnet, um deren Datendurchsatzvolumen zu erhöhen und die Übertragungskapazität der DSL-Verbindung intensiver zu nutzen. Die Umschaltung erfolgt rahmensynchron und ohne Datenverlust, die Bitpositionen bleiben hierbei erhalten.

Description

Die kombinierte Nutzung von Telefon- bzw. ISDN-Netz (ISDN - Integrated Services Digital Network/Diensteintegrierendes Netz) und Internet hat den Transport unterschiedlicher Kommu nikationsdienste auf der klassischen Teilnehmeranschlußlei tung DSL (Digial Subsscriber Line/Digitale Teilnehmerlei tung) zu einer wichtigen Technik gemacht.

Zur Auswahl stehen Systeme zum Anschluß der verschiedenen Teilnehmerendeinrichtungen für herkömmliche Telefonie-/ ISDN- oder Breitbandanwendungen. Dabei werden für das Über tragungsformat sowohl Zeitmultiplex- als auch ATM-Verfahren (ATM - Asynchronous Transfer Mode/Asynchroner Übermitt lungsbetrieb) verwendet, wobei ADSL (Asymmetric Digital Subs criber Line/Asymmetrische Digitale Teilnehmerleitung) und SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line/Symmetrische Digi tale Teilnehmerleitung) bekannte Übertragungsverfahren sind. Die Erfindung bezieht sich auf beide Transportverfahren, ADSL und SDSL. Für Symmetric Digital Subscriber Line wird oft auch die Abkürzung SHDSL (Symmetric High Bit Rate Digital Subscriber Line/Symmetrische Digitale Teilnehmerleitung mit hoher Bitrate) verwendet.

Mit beiden Verfahren können Telefonie-Verbindungen und/oder ISDN-Verbindungen gleichzeitig mit Datenverbindungen auf der Teilnehmeranschlußleitung betrieben werden und einzeln und unabhängig voneinander aufgebaut und beendet werden. Im In teresse einer intensiven Nutzung der Anschlußleitung ist es besonders vorteilhaft, den Übertragungskanal beispielsweise einer gerade beendeten Telefonie- oder ISDN-Verbindung in der Zeit bis zur nächsten Verbindungsanforderung nicht ungenutzt zu lassen sondern zur vorübergehenden Erhöhung des Durchsatz volumens eines gleichzeitig aktiven ATM-Datenkanals zu ver wenden. Dabei soll durch die Zuordnung oder Rücknahme des zu sätzlichen Kanals kein Datenverlust im ATM-Kanal entstehen. Dieses Prinzip der intensiven Nutzung von Übertragungskanälen wird als dynamische Kanalzuordnung oder auch Dynamic Rate Re partitioning (DRR) - bezeichnet.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren hierzu anzugeben. Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, die Datenüber tragungskapazität des ATM-Kanals ohne Datenverlust zu erhö hen.

Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß die beste henden Telefonie- und ISDN-Verbindungen nicht beeinflußt wer den.

Dieses Verfahren bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß bei einer Rücknahme der durch ATM zusätzlich belegten Kanäle diese Rücknahme ohne Beeinträchtigung eines erneuten Verbin dungsaufbaus bei ISDN und Telefonie erfolgt.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe für Digitale Teilnehmer leitungs-Transportsysteme DSL durch die Patentansprüche 1 bis 22 gelöst.

Die Besonderheiten der Erfindung werden aus den nachfolgenden Beschreibungen und an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufteilung eines SDSL-Rahmens,

Fig. 2 drei Beispiele für die Zuordnung von Zeitschlitzen in einem SDSL-Rahmen,

Fig. 3 zwei Beispiele für eine Zeitschlitzumschaltung,

Fig. 4 ein Beispiel für eine Kanalzuordnungs- und Umschalte prozedur,

Fig. 5 ein Beispiel für ein Befehlsstruktur zur Kanalzuord nung,

Fig. 6 ein Beispiel für eine Umschalteprozedur,

Fig. 7 ein Beispiel für eine Rahmensteuereinheit,

Fig. 8 ein Beispiel für einen gestörten Prozedurablauf,

Fig. 9 ein weiteres Beispiel für einen gestörten Prozedurab lauf,

Fig. 10 ein weiteres Beispiel für einen gestörten Prozedur ablauf,

Fig. 11 eine Aufteilung eines ADSL-Rahmens.

Für die nachfolgenden Betrachtungen wird ein Datentransport zunächst mittels eines SDSL-Rahmens und danach mittels eines ADSL-Rahmens betrachtet. In diesen Rahmen werden auf defi nierten Bitpositionen Nutzinformationsbits, Signalisierungs bits sowie betriebliche Bits übertragen.

Es ist bekannt, daß für die verschiedenen Anwendungen von SDSL die betrieblichen Bits und die Signalisierungsbits inn nerhalb des Rahmens, nach ETSI-Standard TS 101 524 oder ITU- Standard G.991.2 im sogenannten Overhead-Bereich, dort auch im eoc-Kanal (embedded operations channel/Eingebetteter Be triebskanal), oder in einem bzw. mehreren als Erweiterung vorgesehenen 8-kbit/s-Z-Kanälen oder in einem bzw. mehreren 64-kbit/s-B-Kanälen übertragen werden können. Ebenfalls stan dardisiert sind nach Standard ETSI EN 300 324-1 die Proto kollabläufe zur Steuerung von Telefonie- und ISDN- Verbindungen. Weiterhin standardisiert ist die Zuordnung von 64-kbit/s-Zeitschlitzen im SDSL-Rahmen zu den Nutzinformatio nen einer oder mehrerer Telefonie- und ISDN-Verbindungen.

Fig. 1 zeigt die Aufteilung eines SDSL-Standard-Rahmens ge mäß dem Europäischen Telekomunikation-Standardisierungs-In stitut ETSI und der International Telekommunication Unit ITU.

Der Rahmen ist in vier Nutzinformationsblöcke PL1, PL2, PL3 und PL4, die als Payloadblöcke bezeichnet werden, (unter teilt. Jeder Payloadblock PL1, PL2, PL3, PL4 ist wiederum in 12 Payload-Sub-Blöcke P01 bis P12, P13 bis P24, P25 bis P36 und P37 bis P48 untergliedert.

Jeder Sub-Block kann in bis zu 7 Z-Kanäle mit jeweils 8 kbit/s und in bis zu 36 B-Kanäle mit jeweils 64 kbit/s un terteilt werden. Dabei enthält jeder Z-Zeitschlitz 1 Bitposition und jeder B-Zeitschlitz 8 Bitpositionen. In ei ner bei Konfigurierung der SDSL-Verbindung nach Bedarf fest gelegten Anzahl von Z-Zeitschlitzen und/oder angrenzenden B- Zeitschlitzen können Signalisierungsbits sowie betriebliche Bits für Telefonie- und ISDN-Verbindungen übertragen werden. Die Informationsbits der B1- und B2-Kanäle einer ISDN- Verbindung werden in 2 aufeinanderfolgenden B-Zeitschlitzen eines SDSL-Rahmens übertragen. Die digitalisierten Signale der Telefonie-Verbindungen werden ebenfalls in B- Zeitschlitzen übertragen, wobei jeweils einer Telefonie- Verbindung genau ein B-Zeitschlitz zugeordnet ist. Dabei wird die jeweils benötigte Anzahl von Telefonie-B-Zeitschlitzen und von ISDN-B-Zeitschlitzpaaren ebenfalls bei der Konfigu rierung der SDSL-Verbindung festgelegt. Die Daten der ATM- Verbindung werden in einer weiteren konfigurierten Anzahl von 64-kbit/s-Zeitschlitzen zusammengefaßt. Die Gesamtzahl der B- Zeitschlitze ist durch die Übertragungsgeschwindigkeit des aktuellen SDSL-Systems bestimmt und liegt standardgemäß wie in Fig. 1 angegeben zwischen 3 und 36.

Im Rahmenbereich OH/Overhead sind Overheaddaten (Daten über die Nutzinformation hinaus) untergebracht, die für betriebli che Informationen einzelne Bitpositionen, und, mit etwa 3,3 kbit/s Transportkapazität, den eoc-Kanal enthalten.

Außerdem enthält der Rahmen an seinem Beginn ein 14 Bit brei tes Rahmenwort (Sync Word/Synchronisierwort) für die Syn chronisation und schließlich zwei Bits am Rahmenende zur An passung der Rahmenlänge.

Wie bei der Beschreibung des Rahmens zusammen mit Fig. 1 er läutert wurde, werden bei der Konfiguration der SDSL- Verbindung, beispielsweise in einer sogenannten Handshaking- Prozedur, vorgegebene Anzahlen von Zeitschlitzen für die Si gnalisierung von Verbindungen einschließlich betrieblicher Information, für die Telefonie-Verbindungen, für die ISDN- Verbindungen und für eine Breitbandverbindung, insbesondere ATM-Verbindung, reserviert.

Fig. 2 zeigt weitere Beispiele derartiger Zeitschlitz zuordnungen. Das erste Beispiel zeigt 2 Zeitschlitze zu je 1 Bit (Z-Zeitschlitze) für Signalisierung, 5 weitere Zeit schlitze zu je 8 Bit (B-Zeitschlitze) für zeitmultiplexba sierte Telefonieanwendungen und die restlichen Zeitschlitze für eine ATM-basierte Verbindung. Das nächste Beispiel zeigt eine Kanalaufteilung in die Bereiche Signalisierung, dann ISDN statt Telefonie, und weiterhin ATM, während im letzten Beispiel eine gleichzeitige Nutzung von Telefonie-, ISDN- und ATM-Diensten dargestellt ist.

Im laufenden Betrieb sind nicht immer alle reservierten Tele fonie- und ISDN-Kanäle ständig belegt. Gemäß der Erfindung wird im folgenden ein Verfahren für eine Nutzung der vorü bergehend nicht belegten Telefonie- und ISDN-Zeitschlitze an gegeben. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Transport kapazität der ATM-Verbindung erhöht wird.

Es wird vorausgesetzt, daß, wie oben beschrieben, bei der Konfigurierung einer SDSL-Verbindung, die Zuordnung der Zeit schlitze zu den Kommunikationsdiensten voreingestellt wird, wofür Fig. 2 Beispiele zeigt. Diese Voreinstellung bleibt bestehen, solange die SDSL-Verbindung existiert. Vorüberge hend können Zeitschlitze erfindungsgemäß einem ATM-basierten Dienst zugeteilt werden. Legt beispielsweise ein Telefonie teilnehmer am SDSL-Anschluß nach einem Gespräch auf, er geht on-hook, dann wird der vorübergehend nicht mehr benötigte 64- kbit/s-Zeitschlitz für die digitalisierte Sprache mit dem Be fehl zur Trennung der Telefonieverbindung, freigegeben. Er findungsgemäß wird dieser Zeitschlitz unmittelbar dem ATM- Zeitschlitzbereich funktional zugeordnet. Dies ist im ersten Beispiel der Fig. 3 durch eine Schattierung des voreinge stellten ATM-Bereichs und des vom Telefoniebereich zugeschal teten Zeitschlitzes mit der Kursiv-Kennzeichnung ATM veran schaulicht. Diese Zuschaltung für die ATM-Kommunikation er folgt unterbrechungsfrei und ohne Datenverlust. Im darge stellten Beispiel bildet der vergrößerte ATM-Bereich keinen geschlossenen Zeitschlitzblock, da sich zwischen dem vorein gestellten Bereich und dem zugeschalteten Zeitschlitz bei spielsweise ein weiterer aktiver Telefoniezeitschlitz befin det.

Für ISDN-Zeitschlitze gilt nach der Erfindung sinngemäß das selbe, wie das zweite Beispiel der Fig. 3 zeigt. Erfindungs gemäß wird das B-Kanal-Zeitschlitzpaar einer ISDN-Verbindung, nachdem es durch den Befehl zur Trennung der Verbindung frei gegeben wurde, dem ATM-Bereich ohne weitere Rangierungen zu geschaltet.

Für den ATM-Betrieb bedeutet dies in den beiden beschriebenen Beispielen, daß die ATM-Zellen in getrennte Zeitschlitzberei che des Rahmens einzuspeisen sind. Es ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, daß die vorübergehend dem ATM- Kanal zugeschalteten Telefonie-Zeitschlitze und ebenso ISDN- Zeitschlitzpaare nicht rangiert werden, so daß Störungen von bestehenden Telefonie- und ISDN-Verbindungen ausgeschlossen sind.

Die vom Telefonie- und ISDN-Bereich vorübergehend weggeschal teten Zeitschlitze bzw. Zeitschlitzpaare verbleiben erfin dungsgemäß solange dem ATM-Bereich zugeordnet, bis sie infol ge einer Verbindungsanforderung bei Telefonie und ISDN wieder in ihrem voreingestellten Bereich benötigt werden.

Für die Einleitung der Prozeduren der Kanalzuordnung zur ATM- Verbindung oder zurück in den Telefonie- bzw. ISDN-Bereich können Befehle des Standards EN 300 324-1 verwendet werden. Dies sind "Disconnect" für die Zuordnung eines Telefonie zeitschlitzes zur ATM-Verbindung, "Deactivate" für die Zuord nung eines ISDN-Zeitschlitzpaars zur ATM-Verbindung, "Esta blish" für die Rücknahme eines Telefoniezeitschlitzes in den Telefoniebereich und "Activate" für die Rücknahme eines ISDN- Zeitschlitzpaars in den ISDN-Bereich. Diese Festlegung bringt den Vorteil mit sich, daß die Zuordnungs- und Umschalteproze duren nahtlos mit vorhandenen Signalisierprozeduren für den Aufbau und die Beendigung von Verbindungen verknüpft werden können.

Die von den Befehlen nach EN 300 324-1 eingeleitete Zuord nungs- und Umschalteprozedur ist in einem Beispiel in Fig. 4 dargestellt. Sie wird netzseitig vom SDSL-LT (LT - Line Ter mination/Leitungsabschluß) als Master gesteuert, wobei das teilnehmerseitige NT (NT - Network Termination/Netzab schluß) die Slave-Funktion hat. Hierbei meldet zuerst der Ma ster (LT) an den Slave (NT) mit dem Befehl "B Channel Alloca te" in einer Liste der Telefonie- und ISDN-Zeitschlitze den oder die umzuschaltenden Zeitschlitze. NT bestätigt die neue Zuordnung mit der Antwort "B Channel Allocate Ack".

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Ausgestaltung der Zuord nungsbefehle B Channel Allocate und B Channel Allocate Ack. Beide Meldungen werden bevorzugt im eoc-Kanal übermittelt. Sie sind durch einen Message-Identifier - Message-ID mar kiert, der den oben genannten Meldungsnamen enthält. Der Mes sage-Inhalt ist in einem Byte untergebracht, wobei jedes der 8 Bits einen B-Kanalzeitschlitz im Telefonie-, oder ISDN- Bereich identifiziert. Daher können mit dem 1-Byte-Inhalt An schlußleitungen mit maximal 8 Telefonieanschlüssen oder 4 ISDN-Anschlüssen oder geeigneten Kombinationen beider An schlüsse bedient werden. In weiteren Ausgestaltungen können ersichtlich mit 2 oder mehr Bytes auch Leitungen mit entspre chend mehr Telefonie- und/oder ISDN-Anschlüssen bedient wer den. Die Reihenfolge der Bits in dem oder den Bytes ent spricht fortlaufend der Reihenfolge der B-Kanalzeitschlitze im SDSL-Rahmen. Vorübergehend dem ATM-Bereich zugeordnete so wie neu zuzuordnende B-Kanäle sind durch 1 gekennzeichnet, demgegenüber Kanäle in der Grundeinstellung Telefonie oder ISDN oder zurückzuschaltende Kanäle durch 0. In der Quittung B Channel Allocate Ack wird die Liste von NT zurückgespie gelt.

Die auf die Zuordnungsprozedur folgende Umschalteprozedur ist bit-gesteuert, so daß die konventionelle Dauer des Telefo nie- und ISDN-Verbindungsaufbaus durch die Umschaltung nicht wahrnehmbar verlängert wird und rahmensynchron ist, so daß kein Datenverlust in der bestehenden ATM-Verbindung eintritt. Der Ablauf der Umschalteprozedur ist in einem Beispiel in den Fig. 6, 8, 9, und 10 veranschaulicht. Die Kommunikation zwischen LT und NT erfolgt über 2 Cyclic Redundancy Checks (Fehlererkennung mit zyklischem Kode)-CRC- gesicherteBits im Bereich OH des SDSL-Rahmens, bevorzugt Bit Nr. 24 und Nr. 36, wobei die Bitbedeutungen im Upstream- und im Downstream-Rahmen voneinander unabhängig sind. Im SDSL- Standard von ETSI und ITU sind beide Bitpositionen bisher un benutzt.

Aus dem Ruhezustand von LT und NT, der durch Bit24/Bit36 = 0/0 definiert ist, wird die Prozedur von LT durch die Meldung Bit24/Bit36 = 1/0, "Sync Demand" - Synchronisieraufforderung, downstream an NT gestartet. Mit dem Senden bzw. Eintreffen des ersten Rahmens mit Sync Demand ist in LT bzw. NT bereits der Bezugs- oder Synchronisationspunkt für die spätere Fest legung von Sende- bzw. Empfangszeitpunkt des ersten Down stream-Rahmens mit neuer Kanalstruktur in LT bzw. NT fixiert. NT startet seinerseits mit dem CRC-gesicherten Empfang von Sync Demand die Umschalteprozedur unter Verwendung der zu diesem Zeitpunkt gültigen Kanalzuordnungsliste, die mit dem Befehl B Channel Allocate übermittelt wurde. NT sendet nach einer erfindungsgemäßen, weiter unten beschriebenen, NT- spezifischen Verzögerung upstream an LT die Meldung Bit24/Bit36 = 1/0, "Sync Response" - Synchronisierantwort. Mit dem Senden bzw. Eintreffen des ersten Rahmens mit Sync Re sponse ist in NT bzw. LT nun auch der Anfangspunkt für die spätere Festlegung von Sende- bzw. Empfangszeitpunkt des er sten Upstream-Rahmens mit neuer Kanalstruktur in NT bzw. LT fixiert. LT antwortet nach dem CRC-gesicherten Empfang von Sync Response sowie nach einer erfindungsgemäßen, weiter un ten beschriebenen, LT-spezifischen Verzögerung mit der Mel dung Bit24/Bit36 = 1/1, "Sync Confirmation" - Synchronisierbe stätigung. LT zählt die SDSL-Rahmen beginnend mit dem ersten gesendeten Rahmen mit Sync Demand bis einschließlich des letzten Rahmens vor der Aussendung von Sync Confirmation und kennt damit für LT die für Sendung und Empfang des ersten Rahmens mit der neuen Kanalzuordnung maßgebende Referenzzeit T_Ref. Ebenso ermittelt NT durch Zählung der Rahmen beginnend mit dem ersten eintreffenden Rahmen mit Sync Demand bis ein schließlich des letzten Rahmens vor dem Eintreffen von Sync Confirmation die Referenzzeit T_Ref.

Wie in Fig. 6 veranschaulicht, ist die Referenzzeit, gemes sen in Rahmenlängen, definiert als die Zeit zwischen der Aussendung des Rahmens mit der LT-Meldung Sync Demand, und der Aussendung des Rahmens mit der LT-Meldung Sync Confirma tion. T_Ref enthält somit zunächst einmal die Schleifenlaufzeit zwischen LT und NT, die Zeit für CRC-Auswertung und Senderah menbildung ohne neue Kanalzuordnung im NT sowie die Zeit für CRC-Auswertung und Senderahmenbildung ohne neue Kanalzuord nung im LT - vgl. Fig. 7, mit dem Beispiel einer Rahmensteu ereinheit. Diese Schritte konstituieren die Systemreaktions zeit zwischen Empfang und Beantwortung eines CRC-gesicherten Rahmens in den ersten Protokollzyklen. Erfindungsgemäß ent hält T_Ref noch 2 weitere Zeitanteile. Der Hauptzweck von T_Ref ist die Definition der Umschaltezeitpunkte für die Rahmen mit der neuen Kanalstruktur am Ende der Prozedur. Am Prozedur- Ende ist die Rahmenbildung durch zusätzliche Schaltungs schritte zur Umstellung auf die geänderte Kanalstruktur in LT und NT verlängert. Dies wird in T_Ref durch die Einfügung zu sätzlicher Zeitintervalle berücksichtigt. Diese zusätzlichen Intervalle können, abhängig von der jeweiligen, auch herstel lerspezifischen, HW-/SW-Realisierung im LT und im NT ver schieden groß sein. Zur Gewährleistung der Interoperabilität sind beide Zusatzintervalle erfindungsgemäß getrennt konfigu rierbar.

Bei störungsfreiem Prozedurverlauf werden von LT und NT die ersten neuen Rahmen erfindungsgemäß im Zeitabstand 2 T_Ref nach den vorher festgelegten Bezugspunkten gesendet bzw. empfan gen. Die Zeitpunkte für die Rahmenumschaltung in Upstream- Richtung bzw. Downstream-Richtung sind in LT und NT durch Sendung und Empfang jeweils desselben Rahmens definiert, sie gewährleisten also eine rahmensynchrone Umschaltung.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verlängerung von T_Ref durch die Zeitanteile zur Umschaltung auf geänderte Ka nalzuordnung besteht darin, daß der Meldungsaustausch bis zur weiter unten beschriebenen Ausführungsbestätigung mit einem Zeitvorsprung gegenüber dem vorbestimmten Umschaltezeitpunkt 2 T_Ref beendet ist. Dieser Zeitvorsprung bildet, wie weiter unten erklärt wird, einen Puffer bei einem durch Übertra gungsstörungen verzögerten Ablauf der Prozedur.

Bis hierher, d. h. bis zum CRC-gesicherten Eintreffen von Sync Response in LT, sowie von Sync Confirmation in NT, bre chen LT bzw. NT bei jedem durch CRC erkannten Fehler oder bei jedem CRC-gesicherten Empfang der Rücksetzmeldung Bit24/Bit36 = 0/0, "Done", die Prozedur ab und kehren in den Ruhezustand mit sofortigem Neustart durch LT zurück. Dies ist in einem Beispiel in Fig. 8 veranschaulicht.

Die bis hierher beschriebene Phase stellt die Synchronisier phase der Umschalteprozedur dar, an deren Ende für LT wie für NT die Umschaltezeitpunkte auf die Rahmen mit der neuen Ka nalzuordnung auf beiden Seiten festliegen.

Die Synchronisierphase wird gefolgt von der Ausführungsphase mit der eigentlichen Rahmenumschaltung, vgl. Fig. 6. Nach dem Eintreffen von Sync Response bzw. Sync Confirmation bre chen LT bzw. NT bei CRC-Alarm nicht mehr die Umschalteproze dur ab. Im Anschluß an den CRC-gesicherten Empfang von Sync Confirmation meldet NT mit Bit24/Bit36 = 1/1, "Exec Ack" - Aus führungsbestätigung, die endgültige Festlegung, zu den be kannten Sende- und Empfangszeitpunkten im NT auf die neuen Rahmen umzuschalten. LT bestätigt den CRC-gesicherten Empfang von Exec Ack mit Bit24/Bit36 = 1/0, "Exec Complete" - Ausfüh rungsabschluß. Damit bestätigt LT, die Festlegung von NT, zu den vorbestimmten Sende- und Empfangszeitpunkten auf die neu en Rahmen umzuschalten und legt fest, daß NT mit dieser Um schaltung die Meldung der Ausführungsbestätigung zurücknimmt. Mit den ersten neuen Rahmen zum NT und zum LT werden die Si gnalisierungsbits auf Bit24/Bit36 = 0/0, "Done" - Prozedurab schluß, zurückgenommen, um die ordnungsgemäße Umschaltung so wie die Rückkehr von LT und NT in den Ruhezustand der Proze dur anzuzeigen, mit der LT und NT für nachfolgende Umschal teanforderungen vorbereitet werden.

In dem dargestellten Prozedurablauf von Fig. 6 ist ein Ver lauf frei von Übertragungsstörungen mit CRC-Alarm vorausge setzt. Standardgemäß wird im Mittel weniger als jedes zehn millionste Bit durch Störungen während der Übertragung ver fälscht, so daß längerdauernde Übertragungsstörungen sehr selten auftreten. Bei CRC-Alarm durch die Rahmenfehlerüberwa chung sind für die Umschalteprozedur die Signalisierbits des betroffenen Rahmens ungültig. Wie oben beschrieben, wird bei jedem CRC-Alarm während der Synchronisierphase das Protokoll abgebrochen, vgl. Fig. 8. Damit werden LT und NT zurückge setzt und starten, LT-initiiert mit Sync Demand, erneut. In der Ausführungsphase wird wie erwähnt bei CRC-Alarm nicht zu rückgesetzt. Beginnt nun zufällig in der Ausführungsphase mit der Übertragung des ersten Rahmens mit Exec Ack zum LT eine Übertragungsstörung mit CRC-Alarm im LT, so verzögert sich das Erkennen von Exec Ack im LT und damit unter Umständen, wie unten näher beschrieben, die Umschaltung von Sender und Empfänger im LT auf die neuen Rahmen. Dies ist in einem Bei spiel in Fig. 9 veranschaulicht. Es genügt dann jedoch ein einziger störungsfrei im LT empfangener Rahmen mit Exec Ack zur Fortsetzung der Prozedur. Wenn in diesem Fall Exec Ack noch rechtzeitig vor dem vorbestimmten Umschaltezeitpunkt er kannt wird, bleibt die Störung ohne Einfluß auf die Prozedur.

Falls die Störung der Übertragungsleitung und damit der CRC- Alarm ununterbrochen solange andauert, daß der vorbestimmte Umschaltezeitpunkt im LT überschritten wird, wird der neue Rahmen unmittelbar nach Ende des CRC-Alarms und Erkennung von Exec Ack gebildet und ausgesendet. Im NT werden die vorbe stimmten Umschaltzeitpunkte beibehalten. Das NT empfängt in der Zeit zwischen dem eigenen vorbestimmten und dem im LT durch die gestörte Leitung verzögerten Umschaltezeitpunkt Rahmen mit der alten statt der erwarteten neuen Kanalstruk tur. Diese durch die Leitungsstörung verursachte Downstream- Rahmenstörung betrifft nicht die bestehenden Telefonie- und ISDN-Verbindungen, da deren Kanalzuordnung - downstream wie upstream - nicht geändert wird. Sie ist außerdem mit dem Ein treffen der neuen Struktur im NT zum Ende der Übertragungs störung "selbstheilend" beendet.

Entsprechendes gilt upstream, falls die Leitungsstörung und damit der CRC-Alarm im LT auch noch bis über den vorbestimm ten Zeitpunkt für den Empfang des ersten neuen Upstream- Rahmens anhält. LT schaltet verzögert auf den Empfang neuer Rahmen um, sobald in einer störungsfreien Pause der Übertra gungsstörung mindestens ein gültiger Rahmen mit Exec Ack, oder, - wegen der bereits erfolgten Rahmenumstellung im NT - mit Exec Ack New empfangen wird. Damit wird auch im LT die durch die Leitungsstörung verursachte Upstream-Rahmenstörung selbstheilend beendet. Die Meldung Exec Ack New, Bit24/Bit36 = 0/0, - Ausführungsbestätigung Neu, wird von NT mit den neuen Rahmen dann gesendet, wenn NT wegen der Über tragungsstörung vor der Umschaltung auf die Sendung der neuen Rahmen noch keine Meldung Exec Complete erhalten hat. Dies ist in Fig. 10 veranschaulicht. LT quittiert das Erkennen von Exec Ack New in gleicher Weise wie das Erkennen von Exec Ack mit der Sendung von Exec Complete und beendet die Proze dur mit der Sendung von Done nach der Rahmenumschaltung und der Rückkehr in den Ruhezustand. NT sendet nach dem CRC- gesicherten Empfang von Exec Complete oder Done seinerseits die Meldung Done an LT und kehrt in den Ruhezustand zurück.

Führen Übertragungsstörungen nur im NT zu CRC-Alarm, so ver läuft die Rahmenumschaltung auf beiden Seiten wie im unge störten Fall, da NT - definitionsgemäß - und LT - wegen nicht auftretendem CRC-Alarm - die vorbestimmten Umschaltzeitpunke nicht ändern. In diesem Fall wird durch die Leitungsstörung nur die Rückkehr von NT in den Ruhezustand wegen der verspä teten Erkennung von Exec Complete oder Done verzögert, vgl. Fig. 9.

Die beschriebenen Fälle vorübergehender aber selbstheilender Rahmenstörung wegen längerer ununterbrochener Übertragungs störungen treten im Normalbetrieb wegen der geringen zulässi gen Bitfehlerrate sehr selten auf. In einer weiteren erfin dungsgemäßen Ausgestaltung kann die Wahrscheinlichkeit einer Rahmenstörung noch weiter in beliebigem Maß verkleinert wer den. Wie oben beschrieben hat eine Übertragungsstörung keine Auswirkung auf die Rahmenumschaltung, wenn Exec Ack zwar ver zögert aber noch vor dem durch T_Ref definierten Umschaltezeit punkt im LT erkannt wird. Naturgemäß ist dieser Puffer umso wirkungsvoller, je länger er ist, da die Wahrscheinlichkeit ununterbrochener Übertragungsstörungen mit ihrer Länge stark abnimmt. Erfindungsgemäß wird daher T_Ref in einer weiteren Ausgestaltung durch eine konfigurierbare Pufferzeit verlän gert und damit die Wahrscheinlichkeit von Rahmenstörungen be liebig verkleinert. In einer weiteren erfindungsgemäßen Aus gestaltung wird die Wahrscheinlichkeit von Störungen dadurch verkleinert, daß die Pufferzeit durch Verschiebung des Um schaltzeitpunkts auf neue Rahmen um ganzzahlig konfigurierba re Vielfache von T_Ref verlängert wird.

Im beschriebenen Beispiel von Fig. 6 beträgt die Dauer der ungestörten Prozedur etwa 2,5 T_Ref. Mit 4 Rahmenlängen pro T_Ref bei vollständiger Realisierung in HW und der SDSL-Rahmenlänge von 6 ms ergibt sich eine Zeitdauer von 60 ms für die bit gesteuerte Prozedur ohne Schleifenlaufzeit, also auf kurzen Anschlußleitungen. Dies ist kurz bezogen auf den normalen Te lefonie- oder ISDN-Verbindungsaufbau im Mehrsekundenbereich.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Lö sung zur dynamischen Kanalzuordnung bei ADSL-Transport ange geben. Bei ADSL werden die zeitmultiplexbasierten Dienste we gen ihrer Kanalorientierung bevorzugt als "Channelized Voice over DSL" - CVoDSL bezeichnet. Die Standardisierung von CVoDSL wird zur Zeit mit dem entstehenden ITU-Standard G. Voice betrieben. Dies vor allem deshalb, weil durch CVoDSL der mit ATM-basierter Sprachkommunikation, VoDSL (Voice over DSL), verbundene Aufwand zur Laufzeitkompensation vermieden werden kann.

Der ADSL-Rahmen kann standardgemäß in verschachtelte (fach sprachlich: "interleaved") und in nicht verschachtelte ("non interleaved") Teile gegliedert werden. Der nicht verschach telte Teil wird - im Prinzip wie bei SDSL - in Bereiche für CVoDSL und ATM unterteilt, wobei die einzelnen CVoDSL-Kanäle für Telefonie und ISDN durch ihre Position im ADSL-Rahmen ge kennzeichnet sind und bei der Konfigurierung einer ADSL- Verbindung voreingestellt werden. Erfindungsgemäß wird ein CVoDSL-Kanal, der - wie bei SDSL - durch eine Meldung zum Aufbau bzw. Beendigung einer Verbindung gekennzeichnet ist, dem ATM-Bereich zugeschaltet bzw. in den CVoDSL-Bereich zu rückgeschaltet. Für die Auslösung der Prozeduren der Kanalzu schaltung zur ATM-Verbindung und der Kanalrückschaltung in den Telefonie- bzw. ISDN-Bereich werden - wie bei SDSL - er findungsgemäß Befehle des Standards EN 300 324-1 verwendet. Dies sind wie für SDSL beschrieben, "Disconnect", "Deactiva te", "Establish" und "Activate". Diese Festlegung bringt den Vorteil daß für den CVoDSL- und für den VoDSL-Transport die selbe Verbindungsignalisierung verwendet werden kann, da für VoDSL die Signalisierung bereits gemäß EN 300 324-1 standar disiert ist. Zum Transport der CVoDSL-Signalisierung bei ADSL wurde bereits bei ITU für G. Voice ein HDLC-Kanal im Overhead- Bereich des ADSL-Rahmens vorgeschlagen. Vgl. hierzu ITU- Dokument IC-045, 2001. Dieser Kanal wird für die Übertragung der Kanalzuordnungsbefehle gemäß der Erfindung benutzt. Diese Befehle sind - wie bei SDSL - "B Channel Allocate" und "B Channel Allocate Ack". Hierbei enthält der Message-Inhalt byteweise strukturiert für Telefonie oder ISDN die Position/ Positionen des oder der umzuschaltenden CVoDSL-B-Kanäle, die in der Bestätigungsmeldung zurückgespiegelt werden. Auf die Bestätigungsmeldung folgt - wie bei SDSL - die bitgesteuerte Umschalteprozedur, einschließlich der Erweiterungsmöglichkeit durch eine zusätzliche Pufferzeit. Vgl. hierzu die Fig. 6, 8, 9 und 10 und die zugehörige Beschreibung. Die Kommunikati on zwischen LT und NT läuft erfindungsgemäß wie bei SDSL über 2 CRC-gesicherte Bits, hier bevorzugt auf den Bitpositionen ib18 und ib19 im Unterrahmen 35 des ADSL-Rahmens, vgl. Fig. 11. Im ADSL-Standard sind beide Bits bisher unbenutzt.

Die in Fig. 6 beschriebene Prozedur basiert für ADSL auf der Rahmenlänge 17 ms gegenüber 6 ms bei SDSL. Sie dauert daher bei sonst gleichen Voraussetzungen rund dreimal so lang wie bei SDSL, also etwa 180 ms. Auch dieser Wert ist kurz gegen über Verbindungsaufbauzeiten von mehreren Sekunden.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb von zeitmultiplexbasierter Telefo nie- und ISDN-Datenverbindungen mit einer ATM-basierten Da tenverbindung über ein synchrones bitrahmenstrukturiertes Transportsystem auf einer Digitalen Teilnehmeranschlußleitung (DSL), wobei bei einer einrichtenden Konfiguration des bit rahmenstrukturierten Transportsystems jeweils Bitpositionen für die jeweilige Verbindung in einem Rahmen reserviert wer den, dadurch gekennzeichnet, daß die vorrübergehend nicht durch Telefonie- oder ISDN- Verbindung belegten zeitmultiplexbasierten Bitpositionen der innerhalb desselben Rahmens eingerichteten ATM-basierten Da tenverbindung zugeordnet werden, ohne die Lage der Bitposi tionen innerhalb des Rahmens zu verändern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine vorübergehende Zuordnung der Bitpositionen eines Übertragungskanals mit dem Befehl zur Trennung einer Telefo nie-Verbindung bzw. mit dem Befehl zur Beendigung einer ISDN- Verbindung eingeleitet wird
und daß die Rücknahme dieser Zuordnung mit dem Befehl zum Aufbau einer Telefonieverbindung bzw. mit dem Befehl zum Auf bau einer ISDN-Verbindung eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einleitung der vorübergehenden Zuordnung die Befehle Disconnect für die Zuordnung der Bitpositionen eines Telefo nie-Kanals zur ATM-Verbindung, und Deactivate für die Zuord nung der Bitpositionen eines ISDN-Kanals zur ATM-Verbindung, Establish für die Rücknahme der Bitpositionen eines Telefo nie-Kanals in den Telefoniebereich und Activate für die Rück nahme der Bitpositionen eines ISDN-Kanals in den ISDN-Bereich aus EN 300324-1 verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einleitung der Zuordnung bzw. Rücknahme der weitere Prozedurablauf durch einen Leitungsabschluß (LT) als Master mit einem Netzabschluß (NT) als Slave gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Leitungsabschluß (LT) in einem Kanalzuordnungsbefehl (B channel allocate) an den Netzabschluß (NT) in einer Liste umschaltbarer Übertragungskanäle die neue Zuordnung der Über tragungskanäle meldet und
daß der Netzabschluß (NT) den Empfang des Kanalzuordnungsbe fehls mit einer Kanalzuordnungsbestätigung (B channel alloca te ack) an den Leitungsabschluß (LT) meldet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalzuordnungsbefehl und die Kanalzuordnungsbestä tigung im Overhead-Bereich des Digialen Teilnehmeranschluß leitungs-Rahmens (DSL) übermittelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalzuordnungsbefehl und die Kanalzuordnungsbestä tigung durch je einen Message-Identifier markiert werden und dass der Message-Inhalt in einem oder mehreren auf den Messa ge-Identifier folgenden Bytes untergebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Message-Bytes in der Kanalzuordnungsbestätigung zu rückgespiegelt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschluß (LT) nach Empfang der Kanalzuord nungsbestätigung eine Umschalteprozedur startet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Signalisierung für die Umschalteprozedur mindestens zwei durch eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) gesicherte Bits des Overhead-Bereichs des Digialen Teilnehmeranschluß leitungs-Rahmens (DSL) verwendet werden, wobei die Bitbedeu tungen in der Upstreamrichtung vom Netabschluß (NT) zum Lei tungsabschluß (LT) und in der Downstreamrichtung vom Lei tungsabschluß (LT) zum Netzabschluß (NT) voneinander unabhän gig sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl im Leitungsabschluß (LT) als auch im Netzabschluß (NT) eine Prozedurreferenzzeit, gemessen in Rahmenlängen, ge bildet wird,
die die Schleifenlaufzeit zwischen Leitungsabschluß (LT) und Netzabschluß (NT), die jeweiligen Zeitanteile im Leitungsab schluß (LT) und Netzabschluß (NT) für zyklische Redundanzprü fung (CRC) und Rahmenbildung und
die jeweiligen Zeitanteile in Leitungsabschluß (LT) und Netz abschluß (NT) für die Änderung der Kanalzuordnung im Digialen Teilnehmeranschlußleitungs-Rahmen (DSL) enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschluß (LT)-Zeitanteil und der Netzab schluß (NT)-Zeitanteil für die Änderung der Kanalzuordnung im Rahmen (DSL) bei der Konfigurierung der DSL-Verbindung für Leitungsabschluß (NT) und Netzabschluß (NT) unabhängig konfi guriert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmenbildungseinheit in der Sendeeinrichtung des Leitungsabschlusses (LT) und die Rahmenbildungseinheit in der Empfangseinrichtung des Netzabschlusses (NT) für denselben Rahmen auf die neue Kanalzuordnung umschalten und
dass die Rahmenbildungseinheit in der Sendeeinrichtung des Netzabschlusses (NT) und die Rahmenbildungseinheit in der Empfangseinrichtung des Leitungsabschlusses (LT) für densel ben Rahmen auf eine neue Kanalzuordnung umschalten.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozedurreferenzzeit zusätzlich ein beliebig großes konfigurierbares Zeitintervall enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelte Prozedurreferenzzeit konfigurierbar um ein ganzzahliges Vielfaches der Prozedurreferenzzeit verlängert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet,
dass das Digiale Teilnehmeranschlußleitungssystem (DSL) mit Rahmen der Symmetrischen Digitalen Teilnehmerleitung (SDSL, SHDSL) arbeitet. und
dass der Kanalzuordnungsbefehl und die Kanalzuordnungsbestä tigung im eingebeten Betriebskanal (eoc) übermittelt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Bit bzw. zwei benachbarte Bits in dem oder den Message-Bytes des Kanalzuordnungsbefehls und der Kanalzu ordnungsbestätigung einen eine Telefonie-Verbindung verkör pernden B-Kanalzeitschlitz bzw. zwei eine ISDN-Verbindung verkörpernde Nachbar-Zeitschlitze kennzeichnen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der Bits in dem oder den Message-Bytes fortlaufend der Reihenfolge der B-Kanalzeitschlitze im Rahmen entspricht.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
dass vorübergehend dem ATM-Bereich zugeschaltete oder neu zu zuschaltende B-Kanalzeitschlitze durch eine logische Eins ge kennzeichnet sind und
dass B-Kanalzeitschlitze in der Grundeinstellung Telefonie oder ISDN oder zurückzuschaltende B-Kanalzeitschlitze durch eine logische Null gekennzeichnet sind.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signalisierungsbits die Bitpositionen 24 und 36 im Overhead-Bereich des Rahmen der Symmetrischen Digitalen Teilnehmerleitung (SDSL, SHDSL) verwendet werden.

21. Verfahren nach Anspruch 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Digitale Teilnehmeranschlußleitungssystem (DSL) mit nicht verschachtelten, noninterleaved, Rahmen der Asymme trischen Digitalen Teilnehmerleitung (ADSL) arbeitet, wobei der Kanalzuordnungsbefehl und die Kanalzuordnungsbestätigung in einem Kanal mit erhöhter Datenverbindungskontrolle (HDLC) des ADSL-Overhead-Bereichs übermittelt werden und wobei der Kanalzuordnungsbefehl und die Kanalzuordnungsbestätigung die Bitposition oder Bitpositionen des oder der umzuschaltenden Übertragungskanäle adressieren.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die Signalisierungsbits Bitpositionen des ADSL- Rahmens verwendet werden.