DE19641112A1 - End-to-end clock recovery for ATM networks - Google Patents

End-to-end clock recovery for ATM networks

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DE19641112A1
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Abstract

The invention relates to the field of telecommunications, and more particularly to a method and apparatus for conveying timing information in packet switched, asynchronous data networks, such as ATM (Asynchronous Transfer Mode) networks. A source 1 includes a cell emitter 3 that emits ATM cells 4 over a constant bit rate, virtual connection, at a rate that is related to payload clock 2, which references the timing information for the payload data of the ATM cells 4. At the destination 5, the ATM cells 4 are received by cell receiver 6, which transfers the cells to read buffer 14. The rate of arrival of cells is timed by timer 10 and averaged by averaging circuit 11. Destination payload clock 12 generates payload clock signals referenced to the average rate of arrival of cells at cell receiver 6. Thus, the cell emission rate of the virtual connection is used to convey timing information.

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Telekommunikation und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Taktinformation in paketweise geschalteten asynchronen Datennetzwerken, wie beispielsweise ATM(asynchrone Übertragungsbetriebsart)-Netzwerke.This invention relates to the field of telecommunications and in particular a method and a device for transmission clock information in asynchronous packets switched in packets Data networks, such as ATM (asynchronous transmission mode) networks.

Um interaktive Echtzeit-Dienstleistungen, wie beispielsweise Stimmtelephonverkehr in ATM-Netzwerken zu übertragen, muß Taktinformation in Verbindung bzw. Verknüpfung mit der Nutzlastinformation bereitgestellt werden. Diese Taktinformation wird für die Synchronisation von kodierter Nutzlast (payload) am Dekoder/Kodierer des Benutzers verwendet.To provide real-time interactive services such as To transmit voice phone traffic in ATM networks, clock information must be provided in connection with the payload information to be provided. This clock information is for the synchronization of coded payload on Decoder / encoder used by the user.

Das vorhandene Telephon-Netzwerk ist ein synchrones Zeitteilungs-Multiplex (Time Division Multiplexed) (TDM)-Netzwerk. Dieses digitale Netzwerk (PSTN-Öffentliches geschaltetes Telephon-Netzwerk) verwendet eine 8-kHz-Taktinformation zur Synchronisation und Übertragung von Echtzeit-Information mit einer konstanten Verzögerung zwischen zwei Endpunkten, z. B. eines Telephonats.The existing telephone network is a synchronous time division multiplex (Time Division Multiplexed) (TDM) network. This digital network (PSTN-Public Switched Telephone Network) uses 8 kHz clock information for synchronization and transmission of real time information with a constant Delay between two endpoints, e.g. B. a telephone.

Ein B-ISDN(integriertes Breitband-Dienstleistungsdigitalnetzwerk)-Netzwerk verwendet die asynchrone Übertragungsbetriebsart (Asynchronous Transfer Mode) (ATM)-Technologie für die Übertragung und das Umschalten bzw. die Schaltvorgänge. Um eine Echtzeitinformation, wie beispielsweise ein Stimmtelephonat zwischen synchronen PSTN/PBXs-Netzwerken und asynchronen B-ISDN(ATM)-Netzwerken zu übertragen, muß ein bestimmtes Mittel bereitgestellt werden, um für die kodierte Information eine endweise Takt- bzw. Zeitsteuerinformation zu übertragen.A B-ISDN (Integrated Broadband Service Digital Network) network uses the asynchronous transmission mode (Asynchronous Transfer Mode) (ATM) technology for transfer and switching or switching operations. To one Real-time information, such as a voice phone between synchronous PSTN / PBXs networks and asynchronous B-ISDN (ATM) networks to transmit must have a certain means  be provided in order for the encoded information end to end clock or time control information.

Ein bekanntes Verfahren zum Übertragen von Taktinformationen nutzt die Schleifentaktgabe bzw. -zeitsteuerung (loop-timing) aus. Die Schleifentaktgabe verwendet eine physikalische bzw. körperliche Schicht der Schnittstelle zum Kodieren und Übertragen einer 8-kHz-Taktinformation von dem Schalter zu der Endstation. Bei diesem Verfahren muß die Synchronisierung von dem schmalbandigen TDM PSTN- oder dem privaten PBX-Netzwerk auf das ATM-Netzwerk erweitert werden. Die meisten ATM-Neben(premise)anlagen, die heutzutage gefertigt und gehandelt werden, können jedoch die 8-kHz-Taktinformation unter Verwendung der Schleifentaktgabe nicht übertragen bzw. liefern.A known method for transmitting clock information uses loop timing out. The loop clock uses a physical or physical layer of the interface for coding and transmission 8 kHz clock information from the switch to the end station. In this method, the synchronization of the narrowband TDM PSTN or private PBX network on the ATM network to be expanded. Most ATM auxiliary systems (premise), which are manufactured and traded today However, the 8 kHz clock information can be used do not transfer or deliver the loop clock.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den vorstehend genannten Nachteil zu überwinden, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum endweisen bzw. End-zu-End-(end-to end)Rückgewinnen für ATM-Netzwerke zu schaffen, die ohne Verwendung der herkömmlichen 8-kHz-Taktinformation zufriedenstellend arbeiten.An object of the present invention is to achieve the above overcome the disadvantage mentioned, and a method and a device for end-to-end or end-to-end end) to create recoveries for ATM networks without use the conventional 8 kHz clock information is satisfactory work.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Nutzlasttaktinformation zwischen einer Quelle und einem Bestimmungsart über ein asynchrones Netzwerk, wobei Daten als einen Vorlauf und Nutzlastfelder enthaltende Pakete übertragen werden, umfassend die Schritte: Emittieren der Pakete an der Quelle mit einer Rate, die in Beziehung zu der Nutzlasttaktinformation steht, und Rückgewinnen der Taktinformation am Bestimmungsort aus der Auskunftsrate der Pakete.In one aspect, the present invention provides a method for transferring payload clock information between a source and a type of determination via an asynchronous Network, taking data as a lead and containing payload fields Packets are transmitted, including the steps: Emit the packets at the source at a rate that is in Relation to the payload clock information, and recoveries the cycle information at the destination from the information rate of the packages.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Netzwerk um ein ATM-Netzwerk, in welchem Fall die Pakete ATM-Zellen sind. The network is preferably an ATM network, in which case the packets are ATM cells.  

Während das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer 3,1-kHz-µ-Gesetz- oder A-Gesetz-kodierter 64-kBit/s-PCM-Information erläutert wird, ist sie auf andere Datenraten und andere Kodierschemata anwendbar. Dieses erläuterte endseitige Taktrückgewinnungsverfahren ist unabhängig von der Übertragungsrate und der ATM-Adaptionsschicht (AAL). Es kann für eine beliebige Applikation und für jede AAL verwendet werden, soweit eine Übertragung von endseitiger Taktinformation erforderlich ist, wie beispielsweise für die Stimmtelephonie, für H320-Video, unverschlüsselte Daten usw.While the inventive method in connection with a 3.1 kHz µ law or A law coded 64 kbit / s PCM information is explained, it is based on other data rates and others Coding schemes applicable. This explained end-to-end clock recovery method is independent of the transmission rate and the ATM adaptation layer (AAL). It can be for any Application and for each AAL, if one Transmission of end-to-end clock information is required such as for voice telephony, for H320 video, unencrypted data etc.

Für die 64-kBit/s-µ-Gesetz- oder A-Gesetz-PCM-kodierte Information wird ein Oktett bzw. ein Byte von PCM-kodierter Information jeweils nach 125 µs übertragen (64 kBit/s). Wenn eine Zellen- PDU(Nutzlastdateneinheit (Payload Data Unit))-Größe von 48 Bytes (AAL 0) verwendet wird, würde sie 6 ms dauern. Für eine Zellen-PDU-Größe von 47 Bytes (AAL 1) würde sie 5,875 ms betragen. Es kann abgeleitet werden, daß in bzw. bei einem Konstant-Bit-Ratenbetrieb eine 48-Byte-PDU-Größenzelle für die Dauer der Verbindung nach jeweils 6 ms empfangen wird. Für eine Zellen-PDU-Größe von 47 Bytes beträgt die Dauer 5,875 ms. Deshalb emittiert die ATM-Quelle ATM-Zellen an das ATM-Netzwerk nach jeweils 6 ms. Für unterschiedliche Datenraten, z. B. 384 kBit/s, wird eine Zelle pro 1 ms für die 48-Byte-PDU-Zellengröße übertragen.For the 64 kbit / s µ-law or A-law PCM-encoded information becomes an octet or a byte of PCM encoded information transmitted after every 125 µs (64 kbit / s). If a cell PDU (Payload Data Unit) - size of 48 Bytes (AAL 0) is used, it would take 6 ms. For one Cell PDU size of 47 bytes (AAL 1) would be 5.875 ms. It can be deduced that in or at a constant bit rate operation a 48-byte PDU size cell for the duration of the Connection is received every 6 ms. For a cell PDU size of 47 bytes, the duration is 5.875 ms. That's why the ATM source emits ATM cells to the ATM network 6 ms each. For different data rates, e.g. B. 384 kbit / s, one cell is transmitted per 1 ms for the 48 byte PDU cell size.

Für Datenraten mit 64 kBit/s:For data rates with 64 kbit / s:

Ein Byte nach jeweils 125 µs=64 kBit/s
und die ATM PDU-Zellengröße=48 Bytes (AAL 0),
One byte after every 125 µs = 64 kbit / s
and the ATM PDU cell size = 48 bytes (AAL 0),

deshalb gilt: ATM PDU-Größe×Datenübertragungsrate=Zellenemissionsratetherefore: ATM PDU size × data transfer rate = cell emission rate

48×125 µs=6 ms48 × 125 µs = 6 ms

Für Datenraten von 384 kBit/s, entsprechend 6 Bytes nach jeweils 1225 µs, gilt:For data rates of 384 kbit / s, corresponding to 6 bytes 1225 µs each, applies:

48×125 µs/6=1 ms48 × 125 µs / 6 = 1 ms

Nachfolgend ist eine Tabelle angeführt, die mehrere unterschiedliche Datenraten und die berechnete Zellenemissionsrate für eine Zellen-PDU-Größe von 48 Bytes (AAL 0) zeigt. Below is a table that shows several different ones Data rates and the calculated cell emission rate for a cell PDU size of 48 bytes (AAL 0).  

Tabelle 1 Table 1

Zellenemissionsrate für unterschiedliche Datenraten (AAL 0) Cell emission rate for different data rates (AAL 0)

Für die ATM PDU-Größe von 47 Bytes (AAL 1) steht lediglich eine einzige praktische Datenrate zur Verfügung: 64 kBit/s, da 47 eine Primärzahl ist. Deshalb beträgt die Zellenemissionsrate:There is only one for the ATM PDU size of 47 bytes (AAL 1) only practical data rate available: 64 kbit / s, since 47 is a primary number. Therefore the cell emission rate is:

47×125 µs=5,875 ms47 × 125 µs = 5.875 ms

Die Erfindung schafft außerdem eine Anordnung zur Übertragung von Nutzlasttaktinformation zwischen einer Quelle und einem Bestimmungsort über ein asynchrones Netzwerk, wobei Daten als einen Vorlauf und Nutzlastfelder enthaltende Pakete übertragen werden, mit: einem Paketemitter an der Quelle zum Emittieren von Paketen über eine virtuelle Verknüpfung konstanter Bit-Rate durch das Netzwerk, einer Takteinrichtung zum Steuern der Emissonsrate der Zellen von dem Emitter in bezug auf die zu übertragende Nutzlasttaktinformation, einem Zellenempfänger am Bestimmungsort zum Empfangen der Zelllen von dem Netzwerk, und einem Nutzlasttaktgeber zum Rückgewinnen der Taktinformation am Bestimmungsort aus der Auskunftsrate eintreffender Zellen.The invention also provides an arrangement for transmission payload clock information between a source and a  Destination over an asynchronous network, data as transmit packets containing a lead and payload fields with: a packet emitter at the source for emitting of packets via a virtual link of constant bit rate through the network, a clock device for controlling the emission rate of the cells from the emitter with respect to the one to be transferred Payload clock information, a cell receiver on Destination for receiving the cells from the network, and a payload clock for recovering the clock information on Destination from the information rate of incoming cells.

Nachfolgend wird die Erfindung lediglich beispielhaft in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigtIn the following, the invention will only be used as an example explained in more detail on the accompanying drawings; it shows

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems, Fig. 1 is a block diagram of a system according to the invention,

Fig. 2 ein ATM-Zellenvorlaufformat (UNI), Fig. 2 shows an ATM cell flow format (UNI),

Fig. 3 einen Zellenfluß in einer ATM-CBR-Verknüpfung, Fig. 3 shows a cell flow in an ATM CBR operation,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Taktsteuer- und Filterschaltung, und Fig. 4 is a block diagram of a clock control and filter circuit, and

Fig. 5 ein Taktdiagramm zur Darstellung einer VCO-Nachführung bzw. -Taktgabe einer empfangenen Zellenemissionsrate. Figure 5 is a timing diagram showing a VCO tracking or -Taktgabe a received cell emission rate..

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Quelle 1 mit einem Ziel- bzw. einem Bestimmungsort 5 über eine virtuelle Verknüpfung bzw. Verbindung verbunden, die durch ein ATM-Netzwerk in herkömmlicher Weise festgelegt ist.As shown in Fig. 1, a source 1 is connected to a destination 5 via a virtual link which is established by an ATM network in a conventional manner.

Die Quelle 1 weist einen Zellenemitter 3 auf, der ATM-Zellen 4 über bzw. mit einer konstanten Bit-Rate emittiert, wobei die virtuelle Verknüpfung mit einer Rate stattfindet, die mit einem Nutzlasttaktgeber 2 in Beziehung steht, der die Taktinformation für die Nutzlastdaten von den ATM-Zellen 4 in Bezug setzt.The source 1 has a cell emitter 3 which emits ATM cells 4 above or at a constant bit rate, the virtual linking taking place at a rate which is related to a payload clock 2 which provides the clock information for the payload data from relates to the ATM cells 4 .

Am Bestimmungsort 5 werden die ATM-Zellen 4 durch einen Zellenempfänger 6 empfangen, der die Zellen zu einem Lesepuffer 14 überträgt. Die Zellenankunftrate wird durch einen Zeitgeber 10 getaktet und durch eine Mittelwertbildungsschaltung 11 gemittelt. Ein Bestimmungsort-Nutzlasttaktgeber 12 erzeugt Nutzlasttaktsignale, die in bezug zu der mittleren bzw. gemittelten Zellenankunftsrate am Zellenempfänger 6 in bezug stehen.At the destination 5 , the ATM cells 4 are received by a cell receiver 6 , which transfers the cells to a read buffer 14 . The cell arrival rate is clocked by a timer 10 and averaged by an averaging circuit 11 . A destination payload clock generator 12 generates payload clock signals which are related to the average or averaged cell arrival rate at the cell receiver 6 .

Daraus wird deutlich, daß die Zellenemissionsrate der virtuellen Verknüpfung (VC) verwendet wird, um die Taktinformation für eine konstante Bit-Raten(CBR)-ATM-Verknüpfung zwischen der Quelle 1 und dem Bestimmungsort 5 zu übertragen. Der Zeitgeber 10 wird auch verwendet, um verlorengegangene oder deutlich verzögerte Zellen zu ermitteln, weil das ATM-Netzwerk eine niedrige Wahrscheinlichkeit aufweist, daß Zellen aufgrund einer Schaltüberlastung oder von Bit-Fehlern verlorengehen oder verzögert werden können.It is clear from this that the cell link rate of the virtual link (VC) is used to transmit the clock information for a constant bit rate (CBR) ATM link between the source 1 and the destination 5 . The timer 10 is also used to detect lost or significantly delayed cells because the ATM network has a low likelihood that cells may be lost or delayed due to switching overload or bit errors.

Am Bestimmungsort 5 wird die Taktrate eingestellt, um zu ermitteln, wie schnell die empfangene Information aus dem Empfangspuffer 14 ausgelesen wird. Die Leseinformationsrate von bzw. aus dem Puffer muß gleich der Informationsrate sein, die in den Puffer geschrieben wird. Wenn diese Beziehung nicht beibehalten werden kann, liegt keine Über- oder Unterbelastung des Empfangspuffers vor.At the destination 5 , the clock rate is set in order to determine how quickly the received information is read from the receive buffer 14 . The read information rate from or from the buffer must be equal to the information rate written to the buffer. If this relationship cannot be maintained, the receive buffer is not overloaded or underloaded.

Jede Zelle 4, die von dem Zellenemitter 3 übertragen wird, hat einen Fünf-Oktett- bzw. Byte-Vorlauf. Der Vorlauf wird zum Leiten der Zellen in den ATM-Schaltern verwendet.Each cell 4 transmitted by the cell emitter 3 has a five octet or byte lead. The lead is used to route the cells in the ATM switches.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Zellenvorlaufformats. Das fünfte Byte des Vorlaufs wird "Vorlauffehlersteuerung" (HEC) genannt. Es wird zur Ermittlung/Korrektur von Bit-Fehlern in dem ATM-Zellenvorlauf verwendet. Dieses HEC-Byte wird verwendet, um die Zellenemissionsrate des Senders über die virtuelle Verknüpfung (VC) zu übertragen. Figure 2 shows a diagram of the cell advance format. The fifth byte of the lead is called "lead error control" (HEC). It is used to determine / correct bit errors in the ATM cell lead. This HEC byte is used to transmit the transmitter's cell emission rate over the virtual link (VC).

Die Eigenschaften des ATM-Netzwerks sind derart, daß das Netzwerk für jede CBR-Verknüpfung eine Zellenverzögerungsvariation bzw. -änderung (CDV) oder einen Jitter einzuführen. Außerdem können Zellen in dem Netzwerk verlorengehen oder deutlich verzögert werden (größer als CDV von der VC). Deshalb muß das Verfahren in der Lage sein, Zeitgabe- bzw. Taktinformation unter den vorstehend genannten Bedingungen zu übertragen.The characteristics of the ATM network are such that the network a cell delay variation for each CBR link or change (CDV) or introduce a jitter. Furthermore cells in the network can be lost or significantly delayed become (larger than CDV from the VC). Therefore the procedure be able to keep timing information under to transfer the above conditions.

Zunächst muß ermittelt bzw. festgestellt werden, wann eine ATM-Zelle verlorengegangen oder deutlich verzögert ist. Dies wird durch Verwenden des Zeitgebers 10 (Zeitgeber A in Fig. 3) bewirkt, der das Ankunftsintervall zwischen Zellen zeitlich einstellt. Der Empfang eines "Vorlauffehlersteuer" (HEC)-Bytes in der VC der bzw. das erfordert, daß Taktinformation übertragen wird, wird verwendet, um den Zeitgeber A zu triggern. Unter normalen Bedingungen trifft eine 48-Byte-PDU-Zellengröße nach jeweils 6 Millisekunden für einen 64-kBit/s-Betrieb ein. Die maximale CDV des ATM-Netzwerks wird unter Signalgabe ermittelt und zu der Gesamtverzögerung addiert. Für dieses Beispiel wird eine maximale CDV von 2 ms verwendet. Deshalb wird der Zeitgeber 10 auf eine PDU-Zellen-Segmentierungsverzögerung plus der maximalen CDV der Netzwerkverknüpfung eingestellt: 6 ms+2 ms=8 ms.First of all, it must be determined or ascertained when an ATM cell is lost or significantly delayed. This is accomplished by using the timer 10 (timer A in Fig. 3) which times the arrival interval between cells. The receipt of a "advance error control" (HEC) byte in the VC that requires clock information to be transmitted is used to trigger timer A. Under normal conditions, a 48-byte PDU cell size arrives every 6 milliseconds for 64 kbit / s operation. The maximum CDV of the ATM network is determined by signaling and added to the total delay. A maximum CDV of 2 ms is used for this example. Therefore, the timer 10 is set to a PDU cell segmentation delay plus the maximum network link CDV: 6 ms + 2 ms = 8 ms.

Der Ablauf des Zeitgebers A zeigt an, daß eine Zelle für den in Rede stehenden virtuellen Kanal innerhalb der erlaubten Zeit (8 ms) nicht eingetroffen ist, und deshalb geht die Zelle verloren oder wird deutlich verzögert. Eine deutlich verzögerte Zelle ist eine Zelle, die eine längere Verzögerung hat, als das, was durch Signalgabe zu Beginn der Verbindung verabredet wurde. Für eine oder mehrere Zellen, die verlorengingen oder nicht rechtzeitig geliefert wurden, dienen eine oder mehrere Dummy- bzw. Ersatzzellen, die Ruheinformation enthalten für die Nutzlast (payload) für Sprachverbindungen. Dies hält den Puffer auf dem richtigen Pegel (keine Unterbelastung). Außerdem behält das System die Spurverfolgung bzw. Nachführung bei, wieviele Ersatzzellen addiert bzw. hinzugefügt wurden.The expiration of timer A indicates that a cell for the in Talking virtual channel within the allowed time (8 ms) has not arrived and therefore the cell is lost or is significantly delayed. A clearly delayed cell is a cell that has a longer delay than what was agreed by signaling at the beginning of the connection. For one or more cells that were lost or not in time one or more dummy or Spare cells that contain rest information for the payload  (payload) for voice connections. This keeps the buffer on the correct level (no underload). It also keeps System tracking or tracking how many Replacement cells have been added or added.

Fig. 3 zeigt Zellen, die mit feststehenden Zeitintervallen, jeweils nach 6 ms zu Paketen zusammengefaßt und übertragen werden. Am Bestimmungsort ist gezeigt, daß die Zellen am Empfänger mit einer bestimmten CDV (Zellenverzögerungsvariation) eintreffen. In diesem Beispiel ging die Zelle n+2 in dem ATM-Netzwerk verloren. Eine Ersatzzelle wurde hinzugefügt, um einen geeigneten Informationsfluß von dem Puffer zu dem Dekoder beizubehalten. Diese lokal erzeugte Ersatzzelle weist dieselbe Frequenz und Phase auf wie der lokal erzeugte Zellenemissionsratenimpuls. Deshalb tritt beim Einfügen einer Ersatzzelle keine VCO-Takteinstellung auf. Fig. 3 shows cells ms combined with fixed time intervals, in each case after 6 into packets and transmitted. At the destination it is shown that the cells arrive at the receiver with a certain CDV (cell delay variation). In this example, cell n + 2 was lost in the ATM network. A spare cell was added to maintain an appropriate flow of information from the buffer to the decoder. This locally generated spare cell has the same frequency and phase as the locally generated cell emission rate pulse. Therefore, no VCO clock setting occurs when inserting a replacement cell.

An bzw. in der Quelle steht der Zellenemissionstakt in bezug zum Informationskodierer (Nutzlast)-Taktgeber 2. Deshalb kann der Kodiertakt des Senders am Bestimmungsort durch Ermitteln der Ankunftsrate von eintreffenden Zellen rückgewonnen werden. Jede Zelle, die nicht geliefert wird, muß durch eine Ersatzruhezelle derart ersetzt werden, daß der Dekoder Zellen jeweils nach 6 ms oder ein Byte jeweils nach 125 µs empfängt.At or in the source, the cell emission clock is related to the information encoder (payload) clock 2 . Therefore, the transmitter's encoding clock at the destination can be recovered by determining the arrival rate of incoming cells. Each cell that is not supplied must be replaced by a spare sleep cell such that the decoder receives cells every 6 ms or one byte after 125 µs.

Das ATM-Netzwerk liefert die Nutzlast (Zellen) mit einem Jitter (CDV) von 2 ms bei diesem Beispiel. Dieser Zellenempfangsjitter muß nicht gefiltert werden.The ATM network delivers the payload (cells) with a jitter (CDV) of 2 ms in this example. This cell reception jitter does not need to be filtered.

Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Bockdiagramm eines digitalen Frequenz/Phasendetektors, der ermittelt, ob der Empfangsnutzlasttaktgeber 12 langsam oder schnell läuft. Dieser Detektor vergleicht die Phasen der beiden Takte und entscheidet, ob die Frequenz (fx) des VCO erhöht oder erniedrigt werden muß. Fig. 4 is a simplified block diagram of a digital frequency / phase detector, which determines whether the received payload clock 12 is running slow or fast. This detector compares the phases of the two clocks and decides whether the frequency (f x ) of the VCO has to be increased or decreased.

Die Schaltung zum Extrahieren der Taktsignale aus den ankommenden bzw. eintreffenden Zellen ist in Fig. 4 mehr im einzelnen gezeigt. Der digitale Frequenz- und Phasendetektor 20 empfängt an seinen Eingängen die eintreffende Zellenankunftsrate und die erzeugte Taktfrequenz fx am Bestimmungsort 5. Der Detektor 20 erzeugt jeweilige Auf- oder Abimpulse, die durch tristabile Puffer 21, 22 mit dem Integrator 23 verbunden sind, dessen Ausgang an den spannungsgesteuerten Oszillator 24 angeschlossen ist, der das rückgewonnene Taktsignal fx erzeugt. Dieses Signal fx wird durch einen Teiler 25 als das Rückführ- bzw- Rückkoppelsignal an den zweiten Eingang des Detektors 20 angelegt.The circuit for extracting the clock signals from the incoming cells is shown in more detail in FIG. 4. The digital frequency and phase detector 20 receives at its inputs the incoming cell arrival rate and the generated clock frequency f x at the destination 5 . The detector 20 generates respective up or down pulses, which are connected by tristable buffers 21 , 22 to the integrator 23 , the output of which is connected to the voltage-controlled oscillator 24 , which generates the recovered clock signal f x . This signal f x is applied to the second input of the detector 20 by a divider 25 as the feedback signal.

Fig. 5 zeigt ein Zeitsteuer- bzw. Taktdiagramm der beiden Taktraten und wie der digitale Frequenz/Phasendetektor für bzw. an den Integrator 23 zum Einstellen der Frequenz des VCO 14 Impulse erzeugt. Fig. 5 shows a timing chart of the two clock rates, and as the digital frequency / phase detector or to the integrator 23 to adjust the frequency of the VCO 14 generates pulses.

Der Zweck des Integrators 23 besteht darin, die Änderungsrate der Ausgangsfrequenz des VCO 24 zu steuern. Der Integrator 23 kann die Spannungsschwelle an bzw. zu dem VCO 24 ändern. Die Spannungsänderungsrate für den Integrator 23 ist durch einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1 programmierbar. Die Änderungsdauer wird durch die Breite der "Auf"- oder "Ab"-Impulse gesteuert, die durch den Detektor 20 ausgegeben werden. Wenn kein Impuls von dem digitalen Frequenz/Phasendetektor vorliegt, erzeugt der Integrator einen konstanten Spannungspegel am bzw. für den VCO 14, der seine Frequenz hält.The purpose of the integrator 23 is to control the rate of change of the output frequency of the VCO 24 . The integrator 23 can change the voltage threshold at the VCO 24 . The voltage change rate for the integrator 23 is programmable by a resistor R1 and a capacitor C1. The change duration is controlled by the width of the "up" or "down" pulses that are output by the detector 20 . If there is no pulse from the digital frequency / phase detector, the integrator generates a constant voltage level at or for the VCO 14 , which maintains its frequency.

Das erläuterte Endweise-Taktrückgewinnungsverfahren kann Taktinformation über asynchrone ATM-Netzwerke übertragen, ohne daß eine 8-kHz-Rahmen(frame)information in die physikalischen bzw. körperlichen Schnittstellen kodiert werden muuß. Das erläuterte Verfahren arbeitet über bzw. für aktuelle ATM-Netzwerke und erfordert keine zusätzliche Bandbreiten- oder Steuerinformation von dem ATM-Netzwerk. Das Verfahren ist für das ATM-Netzwerk transparent.The explained end-to-end clock recovery method can clock information transmitted over asynchronous ATM networks without an 8 kHz frame (frame) information in the physical or physical interfaces must be encoded. That explained Process works on or for current ATM networks and  does not require additional bandwidth or control information from the ATM network. The procedure is for the ATM network transparent.

Claims (20)

1. Verfahren zum Übertragen von Nutzlasttaktinformation zwischen einer Quelle und einem Bestimmungsort über ein asynchrones Netzwerk, wobei Daten als einen Vorlauf und Nutzlastfelder enthaltende Pakete übertragen werden, umfassend die Schritte:
Emittieren der Pakete an der Quelle mit einer Rate, die in Beziehung zu der Nutzlasttaktinformation steht, und
Rückgewinnen der Taktinformation am Bestimmungsort aus der Ankunftsrate der Pakete.
1. A method for transmitting payload clock information between a source and a destination over an asynchronous network, wherein data is transmitted as packets containing header and payload fields, comprising the steps of:
Emitting the packets at the source at a rate related to the payload clock information and
Recovery of the clock information at the destination from the arrival rate of the parcels.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk ein ATM-Netzwerk ist, und wobei die Pakete ATM-Zellen sind.2. The method of claim 1, wherein the network is an ATM network and the packets are ATM cells. 3. Verfahren nach Anspruch 2, außerdem aufweisend den Schritt, Taktsignale für die Nutzlast am Bestimmungsort aus der Taktinformation zu erzeugen.3. The method according to claim 2, further comprising the step of Clock signals for the payload at the destination from the Generate clock information. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei jede Zelle ein Vorlauffehlersteuer-Byte (HEC) aufweist, und wobei die Ankunftsrate der eintreffenden Zellen durch Ermitteln eintreffender HECs ermittelt wird.4. The method of claim 3, wherein each cell has a pre-run error control byte (HEC), and being the arrival rate the incoming cells by determining incoming HECs is determined. 5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Ankunftsrate und die Phasendifferenz eintreffenden Zellen am Bestimmungsort verwendet werden, um einen Taktgeber einzustellen, der die Taktsignale am Bestimmungsort erzeugt.5. The method of claim 3, wherein the arrival rate and the Phase difference arriving cells used at the destination to set a clock that the Clock signals generated at the destination. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Dauer der Einstellung durch die Breite von "Auf"- oder "Ab"-Impulsen gesteuert wird. 6. The method of claim 5, wherein the duration of the adjustment controlled by the width of "Up" or "Down" pulses becomes.   7. Verfahren nach Anspruch 5, außerdem aufweisend das zeitliche Einstellen bzw. Steuern der Ankunft von HEC-Bytes und das Ignorieren von Bytes, die außerhalb vorbestimmter Grenzen ankommen.7. The method of claim 5, further comprising the temporal Setting or controlling the arrival of HEC bytes and ignoring bytes that are outside of predetermined Arrive at borders. 8. Verfahren nach Anspruch 7, außerdem aufweisend das Hinzufügen von Ersatzzellen, um einen gewünschten Informationsfluß zu dem Dekoder beizubehalten, wenn Bytes außerhalb der vorbestimmten Grenzen ermittelt werden.8. The method of claim 7, further comprising adding from spare cells to a desired flow of information to keep the decoder if bytes are outside the predetermined Limits are determined. 9. Verfahren nach Anspruch 8, außerdem aufweisend das Ausfiltern der Zellenverzögerungsvariation für die Verknüpfung.9. The method of claim 8, further comprising filtering the cell delay variation for the link. 10. Verfahren nach Anspruch 9, außerdem aufweisend das Verwenden der rückgewonnenen Taktinformation, um die Empfangspufferleserate zu steuern, um eine Pufferüber- oder -unterbelastung am Bestimmungsort zu verhindern.10. The method of claim 9, further comprising using the recovered clock information at the receive buffer read rate to control to buffer overload or underload to prevent at the destination. 11. Anordnung zum Übertragen von Nutzlasttaktinformation zwischen einer Quelle und einem Bestimmungsort über ein asynchrones Netzwerk, wobei Daten als einen Vorlauf und Nutzlastfelder enthaltende Pakete übertragen werden, mit:
einem Paketemitter an der Quelle zum Emittieren von Paketen über eine virtuelle Verknüpfung konstanter Bit-Rate durch das Netzwerk,
einer Takteinrichtung zum Steuern der Emissionsrate der Zellen von dem Emitter in bezug auf die zu übertragende Nutzlasttaktinformation,
einem Zellenempfänger am Bestimmungsort zum Empfangen der Zellen von dem Netzwerk, und
einen Nutzlasttaktgeber zum Rückgewinnen der Taktinformation am Bestimmungsort aus der Ankunftsrate eintreffender Zellen.
11. An arrangement for transmitting payload clock information between a source and a destination via an asynchronous network, wherein data is transmitted as packets containing header and payload fields, with:
a packet emitter at the source for emitting packets via a virtual link at constant bit rate through the network,
a clock device for controlling the emission rate of the cells from the emitter in relation to the payload clock information to be transmitted,
a destination cell receiver for receiving the cells from the network, and
a payload clock for recovering the clock information at the destination from the arrival rate of arriving cells.
12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei das Netzwerk ein ATM-Netzwerk ist, und wobei die Pakete ATM-Zellen sind.12. The arrangement of claim 11, wherein the network is an ATM network and the packets are ATM cells. 13. Anordnung nach Anspruch 3, wobei jede Zelle ein Vorlauffehlersteuer-Byte (HEC) aufweist, und wobei die Ankunftsrate eintreffender Zellen durch Erfassen eintreffender HECs ermittelt wird.13. The arrangement of claim 3, wherein each cell is a pre-run error control byte (HEC), and being the arrival rate incoming cells by detecting incoming HECs is determined. 14. Anordnung nach Anspruch 13, außerdem aufweisend eine Einrichtung zum Erzeugen von Taktsignalen am Bestimmungsort und einen Ankunftsraten- und Phasendetektor, der auf die eintreffenden Zellen und die Taktsignale anspricht, um die Taktsignalerzeugungseinrichtung in einer Rückkopplungsanordnung zu steuern.14. The arrangement of claim 13, further comprising a device for generating clock signals at the destination and an arrival rate and phase detector that operates on the arriving cells and the clock signals responds to the Clock signal generating device in a feedback arrangement to control. 15. Anordnung nach Anspruch 14, wobei der Detektor "Auf"- und "Ab"-Impulse erzeugt, und wobei die Dauer eines Änderungssignals, das an die Taktsignalerzeugungseinrichtung angelegt wird, durch die Breite dieser Impulse ermittelt wird.15. The arrangement according to claim 14, wherein the detector "on" - and Generated "down" pulses, and wherein the duration of a change signal, that applied to the clock signal generating device is determined by the width of these pulses. 16. Anordnung nach Anspruch 15, außerdem aufweisend eine Einrichtung zum zeitlichen Einstellen der Ankunft von HEC-Bytes und zum Ignorieren von Bytes, die außerhalb vorbestimmter Grenzen eintreffen.16. The arrangement according to claim 15, further comprising a device to set the arrival of HEC bytes and for ignoring bytes outside of predetermined ones Boundaries arrive. 17. Anordnung nach Anspruch 16, außerdem aufweisend eine Einrichtung zum Hinzufügen von Ersatzzellen, um einen geeigneten Informationsfluß zu dem Dekoder beizubehalten, wenn eintreffende Bytes ignoriert werden.17. The arrangement according to claim 16, further comprising a device to add spare cells to a suitable one Maintain flow of information to the decoder if incoming bytes are ignored. 18. Anordnung nach Anspruch 17, außerdem aufweisend eine Einrichtung zum Ausfiltern der Zellenverzögerungsvariation für die virtuelle Verknüpfung. 18. The arrangement according to claim 17, further comprising a device to filter out the cell delay variation for the virtual link.   19. Anordnung nach Anspruch 18, wobei die Einrichtung zum Ausfiltern der Zellenverzögerungsvariation für die virtuelle Verknüpfung ein Integrator ist.19. The arrangement according to claim 18, wherein the means for filtering the cell delay variation for the virtual Linkage is an integrator. 20. Anordnung nach Anspruch 18, wobei die rückgewonnene Taktinformation verwendet wird, um die Empfangspufferleserate zu steuern, um am Bestimmungsort eine Pufferüber- oder -unterbelastung zu verhindern.20. The arrangement of claim 18, wherein the recovered clock information is used to read the receive buffer rate to control a buffer overflow or -to prevent underload.
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