DE19910349A1 - Verfahren zur Synchronisation von Netzelementen eines Netzes - Google Patents

Abstract

Mit der Vergabe einer die Taktquellen definierenden Kennzeichnung und der Vergabe von Sperrmustern in oder zwischen vermaschten Netzkonstellationen wird eine Synchronisation des Netzes ermöglicht, ohne daß Taktschleifen innerhalb des Netzes oder Teilnetzen entstehen.

Description

Die Technologie der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) ba­ siert auf einer synchronen Übertragung von Daten. Das bedeu­ tet, daß die Frequenz von Sende- und Empfangstakt der einzel­ nen Netzelemente, z. B. synchrone Multiplexer, nur sehr ge­ ringe Abweichungen haben dürfen. Ein Abweichen vom Takt führt zu einem Bitslip und/oder Frameslip und die zuverlässige und fehlerfreie Informationsübertragung ist nicht mehr gewährlei­ stet.

In komplexen Übertragungsnetzen wird eine möglichst sichere Taktverteilung auf kürzestem Weg realisiert. Außerdem müssen Ersatzwege für die Taktversorgung bei Netzstörungen einge­ richtet werden, wobei keine Taktschleifen entstehen dürfen.

Eine Synchronisationsplanung ist bei großen und komplexen Übertragungsnetzen sehr schwierig und aufwendig, denn bei al­ len Ersatzwegen muß jeweils überprüft werden, ob dadurch eventuell Taktschleifen entstehen. Wenn ja können diese Er­ satzwege nicht genutzt werden und die Qualität der Netzsyn­ chronisation wird eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Ver­ fahren zur Synchronisation für Netzelemente in Synchronen Di­ gitalen Hierachienetzen anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Pa­ tentanspruches 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß ein Rotieren der Timing-Marker und damit verbunden eine permanent auftre­ tende Umschaltschaltung in allen Netzelementen eines Teil­ netzes bzw. Rings vermieden wird, bei gleichzeitig größerem Funktionsumfang.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine Synchro­ nisationsplanung einfacher durchzuführen ist.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß eine Entste­ hung von Taktschleifen verhindert wird.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Netzstabi­ lität durch eine sichere Taktversorgung gegeben ist.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß durch die Er­ weiterung des Timing-Markers um eine eindeutige Kennzeichnung des Netzelementes, das den Referenztakt in das Netz einspeist und die Definition von Sperrmustern ein Automatismus ermög­ licht wird, der netzweite Bedeutung hat und die Qualität, Stabilität und Sicherheit der SDH-Übertragungsnetze wesent­ lich erhöht. Auch die Taktmaster können damit von ihren Ports Takte rückgewinnen und weiterleiten.

Weitere Besonderheiten sind in den Unteransprüchen angegeben. Das Verfahren wird aus der nachfolgenden näheren Erläuterung zu Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Taktverteilung nach einem Master-Slave-Verfah­ ren,

Fig. 2 definierte Takte in Netzelementen,

Fig. 3 Timing-Marker-Verteilung,

Fig. 4 eine uneingeschränkte Prioritätenvergabe,

Fig. 5 Auswirkungen von einer Taktschleife,

Fig. 6 eine Vermeidung von Taktschleifen,

Fig. 7 eine uneingeschränkte Prioritätenvergabe ohne Takt­ schleife und

Fig. 8 einen Einsatz von Sperrmustern in einem komplexen Netz.

Die nachfolgenden Figurenbeschreibungen 1 bis 6 geben den Stand der Technik und die durch diesen resultierende Nach­ teile wieder.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Übertragungsnetzwerkes in dem Daten entsprechend der Synchronen Digitalen Hierachie SDH übertragen werden. Dieses Übertragungsnetzwerk ist bei­ spielsweise mit Netzelementen NE1, NE2 und NE3 ausgestat­ tet. In diesem Übertragungsnetzwerk wird ein hierarchisches Taktverteilungskonzept realisiert. Bei diesem Taktvertei­ lungskonzept wird an wenigen Stellen des Netzes ein hochge­ nauer Takt über ein Taktmaster-Netzelement eingespeist und ausgehend von diesem Master, in den meisten Fällen mit dem übertragenen Datensignal, an nachfolgende Netzelemente wei­ ter verteilt. Durch Taktrückgewinnung erzeugen sich diese Netzelemente aus dem Datensignal einen Takt und synchronisie­ ren ihren internen Systemtakt entsprechend dem Master-Slave- Verfahren. Das in Fig. 1 gezeigte Netzelement NE1 weist einen zentralen Takt auf. Über die Datenverbindungen zwischen dem Netzelement NE1 zu Netzelement NE2 und Netzelement NE3 gewinnen die Netzelemente NE2, NE3 ihren Systemtakt durch Taktrückgewinnung aus dem ankommenden Signal vom Netzelement NE1. Für den Fall, daß Störungen bzw. Unterbrechungen auf­ treten, müssen Vorkehrungen in Form von Ersatzwegen für die Synchronisation vorhanden sein. Für eine Unterbrechung bei­ spielsweise zwischen dem Netzelement NE1 und dem Netzelement NE2 würde das Netzelement NE2 kein Datensignal mehr vom Netzelement NE1 erhalten und damit auch keinen Takt ableiten können. Eine mögliche Alternative wäre dann, den Takt über das Netzelement NE3 zu gewinnen, da das Netzelement NE3 eine gute Taktqualität vom Netzelement NE1 zur Verfügung hat.

In Fig. 2 ist ein Netzelement mit einer Vielzahl von Takteingängen T1, T2 und T3 gezeigt. Um Funktionen wie z. B. externer Takteingang, Umschaltung bei Störungen usw. zu rea­ lisieren haben die Netzelemente der Synchronen Digitalen Hierachie SDH, z. B. Multiplexer, folgende definierte Takte:
T 0: interner Systemtakt, mit dem in der Regel auch alle ab­ gehenden Datensignale synchronisiert werden.
T 1: ein SDH-Datensignal von dem der Takt rückgewonnen werden kann.
T 2: ein PDH-Datensignal von dem der Takt rückgewonnen werden kann.
T 3: externer Takteingang, zur Einspeisung eines hochgenauen Taktes.
T 4: externer Taktausgang, der anderen Geräten den Systemtakt bereitstellen kann.

Für eine Steuerung, von welchen möglichen Taktquellen ein Netzelement seinen Systemtakt gewinnen kann, sind im wesent­ lichen 2 Kriterien, siehe Fig. 3, bestimmend:
durch Prioritäten z. B. P1, P2, . . . und
durch Taktqualitäten z. B. "2", d. h. Qualität 1.

Durch die Vergabe von Prioritäten P1, P2 . . . wird festgelegt welche Quellen (externer Takteingang, ankommende SDH/PDH-Sig­ nale) für die Taktgewinnung verwendet werden dürfen und in welcher Reihenfolge diese verwendet werden, wenn mehrere Quellen die gleiche Taktqualität aufweisen. Nach dem Stand der Technik werden alle mit Prioritäten versehenen Quellen untersucht und die mit der besten Qualität und höchsten Prio­ rität benutzt um den Systemtakt T 0 zu synchronisieren. Fällt eine benutzte Taktquelle aus, wird auf die nächste Taktquelle umgeschaltet, die die beste Qualität und höchste Priorität aufweist. Steht keine externe Taktquelle mehr zur Verfügung, muß der interne Oszillator freilaufen ohne durch einen besse­ ren Takt synchronisiert zu werden.

Die Taktqualitäten werden mit Hilfe eines über SDH-Ports "Ti­ ming-Markers" (S1-Byte im Overhead in STM-N-Datensignalen) übertragen und machen eine Qualitätsaussage über den Takt. An den Stellen im Netz, an denen der Takt extern, d. h. über den Takteingang T3 oder PDH-Quellen eingespeist wird, d. h. an denen kein Timing-Marker über ein STM-N-Signal weitergereicht werden kann, muß die Taktqualität explizit definiert werden. Das Timing-Marker-Byte kann folgende Werte annehmen:

In Fig. 3 sind die Timing-Marker-Werte zu den jeweiligen Netzelementen angegeben. Im Netz von Fig. 3 wird im Netzele­ ment NE1 der externe Takt am Eingang T 3 eingespeist und mit dem Timing-Marker "2", d. h. beste Qualität versehen. Der Timing-Marker wird mit dem SDH-Datensignal an die Netzele­ mente NE2, NE3 weitergegeben. Da sich die Netzelemente NE2, NE3 auf das Netzelement NE1 aufsynchronisieren, setzen diese automatisch in die Rückrichtung (zu NE1) den Wert "F" ein, damit das Netzelement NE1 diese Richtung nicht als Taktquelle benutzen kann. Zwischen den Netzelementen NE2, NE3 wird der Timing-Marker "2" ebenfalls weitergegeben. Da sich keiner der beiden Netzelemente NE2, NE3 auf diese Verbin­ dung synchronisiert, wird in die Rückrichtung auch kein ande­ rer Timing-Marker eingesetzt. Bei der Festlegung von Priori­ täten muß darauf geachtet werden, daß keine Taktschleifen entstehen. Eine Taktschleife entsteht dann, wenn z. B. in einem Ring von Netzelementen die Prioritäten so vergeben sind, daß Timing-Marker im Netz rotieren können, obwohl diese nicht mehr existieren dürften.

In Fig. 4 ist ein Beispiel eines Netzes mit uneingeschränk­ ter Prioritätenvergabe angegeben. In diesem Netz sind die Netzelemente NE A bis NE F durch eine Ringstruktur verbunden, wobei am Netzelement NE A ein weiteres Teilnetz angeschlossen ist. Die Synchronisation läuft von dem Taktmaster NE A im Uhrzeigersinn über NE B und NE C nach NE D und entgegen dem Uhrzeigersinn von Taktmaster NE A über NE F nach NE E. Die Vergabe der Prioritäten scheint optimal verteilt. Damit könn­ ten bei einer Leitungsunterbrechung, unabhängig an welcher Stelle, alle NE vom Taktmaster NE A aus mit dem Takt Q1 ver­ sorgt werden.

Wenn z. B. zwischen NE A und NE B eine Unterbrechung auftritt entsteht folgende Konstellation:

NE B erhält von NE A keinen Takt mehr, von NE C bekommt NE B einen Timing-Marker "F", d. h. dieser Takt darf von NE B nicht verwendet werden. Deshalb geht NE B in den "Holdover"- Mode, sendet den Timing-Marker "B" und läuft mit dem internen Quarzgenerator.

NE C bekommt von NE B den Timing-Marker "B" und von NE D den Timing-Marker "F". Das bedeutet NE C synchronisiert sich auf den schlechten Takt von NE B.

NE D erhält von NE C nicht mehr den Timing-Marker "2" sondern "B". Von NE E steht aber weiterhin "2" zur Verfügung. Deshalb schaltet NE D auf die Taktquelle von NE E um und gibt den Ti­ ming-Marker "2" an NE C weiter.

NE C schaltet auf Priorität 2 um, denn von NE D kommt nun der Timing-Marker "2".

NE B erhält von NE C jetzt auch den Timing-Marker "2" und schaltet auf Priorität 2 um.

Auf diese Weise wird das gesamte Netz entgegen dem Uhrzeiger­ sinn synchronisiert und alle Netzelemente erhalten trotz einer Leitungsunterbrechung den Takt mit der Qualität 1, d. h. den Timing-Marker "2".

Diese Programmierung der Netzelemente bringt aber den Nach­ teil mit sich, daß eine Taktschleife einstehen kann, durch die das Netz instabil wird. Deshalb wird in der Praxis die Prioritätenvergabe eingeschränkt. Das hat aber zur Folge, daß im Störungsfall nicht alle Netzelemente optimal mit Er­ satzquellen bzw. durch Ersatzwege versorgt werden können. Die Programmierung der Netzelemente funktioniert dann nicht mehr, wenn die externe Taktquelle Q1 ausfällt. Ausgehend von der Konstellation in Fig. 4 und unter der Voraussetzung, daß alle Netzelemente gleiche Umschaltezeiten auf andere Synchro­ nisationsquellen haben, entsteht folgender Ablauf:

Bei Ausfall des Taktes T3 geht das Netzelement NE A in den "Holdover"-Mode, denn an den Ports mit Priorität 2 und 3 wird der Timing-Marker "F" empfangen.

Die Netzelemente NE B und NE F übernehmen im zweiten Schritt den Systemtakt vom Netzelement NE A.

Im dritten Schritt übernimmt das Netzelement NE C den Takt vom Netzelement NE B und gibt diesen an das Netzelement NE D weiter. Gleichzeitig erhält das Netzelement NE E den Takt von Netzelement NE A über das Netzelement NE F an dem Port mit Priorität P1 und den Timing-Marker "2" an dem Port mit Prio­ rität P2. Deshalb schaltet das Netzelement NE E auf Priorität P2 um, übernimmt den Takt und gibt den Timing-Marker "2" an das Netzelement NE F weiter.

Das Netzelement NE D erhält nun von Netzelement NE C den Sys­ temtakt vom Netzelement NE A und vom Netzelement NE E den Marker "F", weil das Netzelement NE E den Takt vom Netzele­ ment NE D übernommen hat. Deshalb muß das Netzelement NE D den Takt vom Netzelement NE C übernehmen.

Zeitgleich übernimmt NE F die Qualität Q1 von NE E und reicht diese an NE A weiter.

So setzt sich der Ablauf weiter fort. Das bedeutet, daß der Timing-Marker "2", der jetzt eigentlich nicht mehr im Netz vorhanden sein dürfte, weitergereicht wird. Dadurch oszil­ liert der Timing-Marker "2" und der Timing-Marker "B" (inter­ ner Quarz von NE A) im Uhrzeigersinn durch das Netz. Es kann keine Aussage mehr über die wahre Taktqualität im Netz ge­ troffen werden. Außerdem werden in allen NE ständig Umschalt- Vorgänge ausgelöst. Es gibt keinen Taktmaster mehr, der das gesamte Netz synchronisiert (siehe Fig. 5). Die Ursache ist eine Taktschleife im Uhrzeigersinn und eine entgegen des Uhr­ zeigersinns. Taktschleife bedeutet hier eine rückgekoppelte Selbsthalteschlelfe, deren Taktfrequenz unstabilisiert immer größere Abweichungen aufweist, sie wird nur durch die Grenz­ frequenzen der internen PLL's (Phase-Locked-Loop-Schaltungen) begrenzt. Währen die Prioritäten an den Ports der NE anders vergeben, könnte das Rotieren auch entgegen des Uhrzeiger­ sinns erfolgen. Bisher wird das Problem einer Taktschleifen­ bildung dadurch gelöst, daß das Netzelement an dem der ex­ terne Takt anliegt an den anderen Ports keine Prioritäten er­ hält. Damit ist die Taktschleife im Ring unterbrochen und der Timing-Marker "2" kann nicht mehr im Netz rotieren. Von Nach­ teil ist, daß für das Netzelement NE A keine Ersatztaktquelle zur Verfügung steht. Besonders deutlich wird dieser Nachteil im folgenden Beispiel, wenn wie häufig in Netzen eine zweite Referenztaktquelle zur Verfügung steht und berücksichtigt wird, daß an das Netzelement NE A ein weiteres komplexes Teilnetz angeschlossen ist, das über NE A den Takt erhält.

In Fig. 6 ist die derzeit praktizierte Möglichkeit zur Ver­ meidung von Taktschleifen gezeigt. Wenn die Taktquelle Q1 im Netzelement NE A ausfällt, stellt sich die Synchronisation am Ende folgendermaßen dar:
Der Taktmaster ist das Netzelement NE C mit der Taktqualität Q2, d. h. mit dem Timing-Marker "4" und synchronisiert das Netzelement NE B und über NE D, NE E auch NE F. Das Netzele­ ment NE A und das gesamte angeschlossene Teilnetz am Netzele­ ment NE A kann diesen guten Takt nicht übernehmen. D. h. trotz eines guten Taktes Q2 muß das Netzelement NE A im "Holdover"-Mode arbeiten und das angeschlossene Teilnetz mit seinem schlechten internen Quarztakt synchronisieren.

Dieses Beispiel zeigt die Nachteile bei einer reinen Priori­ tätenvergabe, wenn Einschränkungen (keine Prioritäten im Taktmaster-NE) gemacht werden müssen, um ein Rotieren von Ti­ ming-Markern zu verhindern.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nicht nur das Os­ zillieren der Timing-Marker aufgefangen bzw. behandelt, son­ dern die Ursache beseitigt um ein Umlaufen des Timing-Markers gar nicht erst entstehen zu lassen. Das Problem besteht bis jetzt darin, daß der von einem Netzelement in Fig. 5 NE A ausgesendete Timing-Marker im Störungsfall im Netz rotiert, an einem anderen Port des selben Netzelementes wieder ankommt und fälschlicherweise auch als Quelle zur Synchronisation herangezogen wird. Verhindert werden muß, daß Netzelemente mit Taktmasterfunktion den Timing-Marker, den sie selber aus­ gesendet haben, wieder an einem anderen Port annehmen und für die Synchronisation des eigenen Systemtaktes verwenden. Da in einem Netz prinzipiell durchaus mehrmals die gleiche Taktqua­ lität, z. B. Q1 zugeführt werden kann, wird der Timing-Mar­ ker, gemäß der Erfindung, wenn er von anderen Referenztakt­ quellen ausgesendet wurde, für das Netzelement NE A nicht blockiert.

Gemäß der Erfindung wird mit dem Timing-Marker, eventuell zu­ sätzlich, ein eindeutiges Kennzeichen vergeben, mit dem aus­ gewertet werden kann, ob ein über ein STM-N-Signal empfange­ ner Timing-Marker vom eigenen Gerät ausgesendet wurde. Wenn ja, wird die Taktquelle nicht zur Synchronisation des eigenen Systemtaktes verwendet. Ein Timing-Marker der von einem ande­ ren Gerät evtl. mit gleicher Qualität in das Netz eingespeist wird, muß verwendet werden können. Dieses eindeutige Kennzei­ chen muß überall dort eingesetzt werden, wo eine Taktqualität erstmals definiert wird. Damit wird das Rotieren von Timing- Markern im Netz verhindert und gleichzeitig besteht die Mög­ lichkeit alle Ports, auch die des Taktmästers, als Synchroni­ sationsquelle zu programmieren. Starre Taktversorgungs-Hier­ archien, wie in Fig. 1 beschrieben, sind dann nicht mehr notwendig.

Ausgangspunkt ist das Beispiel in Fig. 6, aber mit zusätz­ licher Vergabe von Prioritäten an den anderen Ports von NE A. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung wird zur Identifi­ kation der zur Synchronisation bestimmten Taktquelle ein Kennzeichen vergeben. Dieses Kennzeichen kann die Güte des Taktes oder eine netzelementespezifische Kennung eines mit der Taktquelle verbunden Netzelementes sein. Der Timing-Mar­ ker der die Güte bzw. Qualität des Taktes der Taktquelle wie­ dergibt kann alleine oder in Verbindung mit der netzelemente­ spezifischen Kennung zur Unterbindung von Taktschleifen her­ angezogen werden. Denkbar ist auch eine alleinige Auswertung der netzelementespezifische Kennung zur Unterbindung von ent­ stehenden Taktschleifen.

In der nachfolgen Beschreibung einer Ausgestaltung ergibt sich bei Ausfall des Taktes der ersten Taktquelle T 3 am Net­ zelement NE A gemäß der Erfindung folgender Ablauf:

Das Netzelement NE A erhält keinen Takt T 3 mehr. An den Ports wird der Timing-Marker "F" empfangen und das Netzele­ ment NE A geht in den "Holdover"-Mode.

Die benachbarten Netzelemente benutzen für kurze Zeit diesen Takt. Das Netzelement NE C bekommt an den Ports einen schlechteren Takt als am externen Takteingang zur Verfügung gestellt wird und schaltet auf die weitere Taktquelle T3 mit Q2 um. Der Timing-Marker "4" wird über die Ports an die be­ nachbarten Netzelemente weitergereicht.

Die mit dem Netzelement NE C verbundenen Netzelemente erhal­ ten den Timing-Marker "4" vom Netzelement NE C und schalten auf diese Taktquelle um. Auch die nicht direkt mit Netzelement NE C verbundenen Netze­ lemente erhalten nach einer gewissen Zeit den Timing-Marker "4", und benutzen diese Taktquelle. Mindestens ein Netzele­ ment, im Beispiel das mit Taktmasterfunktion NE A, prüft den ankommenden Timing-Marker bzw. das ankommende Kennzeichen auf Übereinstimmung mit dem/den hinterlegten Kennzeichen und ver­ wendet nur bei Nichtübereinstimmung diese Taktquelle.

Am Ende entsteht eine Konstellation wie in Fig. 7 gezeigt, d. h. das Netzelement NE C übernimmt die Rolle des Taktma­ sters und synchronisiert das gesamte Netz mit dem besten im Netz verfügbaren weiteren Takt. Das an das Netzelement NE A angeschlossene Netz wird ebenso mit dieser guten Taktqualität versorgt.

Für den Fall, daß die Referenztaktquelle am Netzelement NE C die gleiche Qualität besitzt wie die vom Netzelement NE A (Timing-Marker "2"), würde sich der gleiche Ablauf einstel­ len. Das bedeutet auch dieser Takteingang könnte im Störungs­ fall das gesamte Netz mit diesem Takt versorgen. Die Auswer­ tung des Kennzeichens verhindert eine Übernahme des eigenen Taktes von einem SDH-Port, ein Rotieren des Timing-Markers im Netz wird dadurch unterbunden.

Das bedeutet, wäre im Beispiel von Fig. 7 kein Takt T3 am Netzelement NE C vorhanden und der Takt T3 an Netzelement NE A fällt aus, kann der Timing-Marker "2" der an NE A defi­ niert wurde und mit dem Kennzeichen "x" ausgestattet ist nicht im Netz rotieren. Würde dieser Timing-Marker mit dem Kennzeichen "x" an den SDH-Ports von NE A zu NE B und NE F ankommen, würde die Prüfung des empfangenen Kennzeichens "x" eine Übereinstimmung mit dem Kennzeichen des Netzelementes ergeben und kann deshalb nicht zur Synchronisation verwendet werden. Dadurch ist eine Übernahme und Weiterleitung bzw. ro­ tieren ausgeschlossen.

Fig. 8 zeigt eine komplexe Netzstruktur, bei der durch die Synchronisationsplanung und Konfiguration der Netzelemente gemäß der Erfindung dieses Übertragungsnetz fehlerfrei syn­ chronisiert werden kann. Ausgangspunkt ist die Konstellation: Die Taktquelle T3 (1) synchronisiert den Ring A der die Net­ zelemente NE1 bis NE4 und die Taktquelle T3 (2) synchroni­ siert die Netzelemente des Ringes B, der die Netzelemente NE5 bis NE8 aufweist. Bei Ausfall eines externen Taktes kann der Timing-Marker nicht rotieren, da die jeweiligen Ma­ stertakt-Elemente NE1, NE6 anhand des eindeutigen Kennzei­ chens "x" in NE1 bzw. "y" in NE6 erkennen, daß sie die zum jeweiligen Ring gehörenden Ports nicht zur Synchronisation verwenden dürfen.

Anders verhält sich dieses Netzwerk wenn die Verbindung zwi­ schen den beiden Teilnetzen über die Netzelemente NE3 und NE5 in beiden Richtungen als Synchronisationsquellen verwen­ det werden. Fällt dann z. B. die Taktquelle T3 (2) aus, werden die im Ring B angeordneten Netzelemente auch von der Taktquelle T3 (1) versorgt. Wird jetzt zusätzlich die Takt­ versorgung zwischen den beiden Ringen gestört, käme es zu ro­ tierenden Timing-Markern im Ring B. Grund ist, daß bei dem bisher beschriebenen Grundkonzept die Netzelemente, insbeson­ dere NE5, ankommende Timing-Marker nur auf ihr eigenes Kenn­ zeichen hin überprüfen und bei Übereinstimmung diese Quelle nicht zur Synchronisation verwenden. In dieser Ausführung be­ deutet das, das Kennzeichen "x" wird vom Netzelement NE1 eingesetzt, die Netzelemente im Ring B stellen keine Überein­ stimmung mit ihren eigenen Kennzeichen fest und NE5 darf bei Empfang dieses Kennzeichens diese Quelle benutzen. Auf diese Art würde ein im Ring B vorhandener Timing-Marker mit dem Kennzeichen "x" rotieren. Ein rotieren wird durch sogenannte "Sperrmuster", die in den Netzelementen definiert werden ver­ mieden. Diese Sperrmuster haben die Aufgabe bei Empfang von Timing-Markern an bestimmten Ports diese mit hinterlegten Kennzeichen zu vergleichen und bei Übereinstimmung die Ti­ ming-Marker nicht zu übernehmen oder weiterzuleiten. Damit übernehmen sie die gleiche Aufgabe wie das die Taktmaster tun, sie verhindern Taktschleifen im Netz. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel in Fig. 8 heißt das, im Ring B wird im Netzelement NE5 bzw. Taktzugangselement für Ring B das Kenn­ zeichen bzw. Sperrmuster "x" hinterlegt. Damit wird an den Ports des NE5 zu den Netzelementen NE6 und NE8 kein Ti­ ming-Marker der das Kennzeichen "x" hat akzeptiert und zur Synchronisation herangezogen. Das gleiche gilt für das Netze­ lement NE3 im Ring A mit dem Kennzeichen "y" der Taktquelle T3 (2), denn von den Ports von NE3 zu NE2 und NE4 darf das Muster "y" nicht akzeptiert werden. Mit dieser Lösung ist trotzdem gewährleistet, daß sowohl die Taktquelle T3 (1) als auch Taktquelle T3 (2) das gesamte Netz einschließlich der beiden Ringe mit einem sehr genauen Takt versorgen können.

Die Sperrmuster können aber auch in anderen Netzelementen der Ringe eingesetzt werden, es müssen nicht zwingend die Taktzu­ gangselemente sein.

Der oben beschriebene Gegenstand der Erfindung kann bei­ spielsweise wie nachfolgend beschrieben in Ausführungsvarian­ ten realisiert werden. Durch die eindeutig vergebenen Kenn­ zeichen der Timing-Marker kann jedes Gerät unterscheiden ob ein empfangener Timing-Marker von dem Gerät selber vergeben wurde bzw. es als Taktzugangselement dient oder dieser Takt von einer anderen Taktquelle stammt und verwendet werden darf.

Das in der ITU-T. Recommendation G.707 spezifizierte Timing- Marker-Byte S1 befindet sich im Overhead jedes STM-N Signals und macht eine Qualitätsaussage über den Takt. Dabei sind nur die Bit 5-8 definiert. Die nicht spezifizierten Bits des S1 Bytes können zur Übertragung der zusätzlichen Kennzeichnung verwendet werden. Das bedeutet, daß bei der Einspeisung eines Referenztaktes in ein SDH-Netz in jedem Fall die Taktqualität definiert wird. An dieser Stelle könnte ebenfalls ein eindeu­ tiges Kennzeichen für das Gerät, welches diesen Takt einge­ speist hat, eingestellt werden. Dieses Kennzeichen wird dann wie der Timing-Marker auch im STM-N Signal weiter durch das SDH-Netz übertragen. Jedes Netzelement kann dann die ankom­ mende Taktqualität auswerten und außerdem feststellen, ob dieser Takt von dem eigenen Gerät in das Netz eingespeist wurde. Bei Nutzung der Bit 1-4 im S1 Byte ergeben sich 16 verschiedene Kennzeichen, die je Taktqualität in einem Netz nutzbar sind. Damit sind z. B. 16 Geräte denkbar, die einen Takt der Qualität Q1 in das Netz einspeisen und aufgrund der Kennzeichnung eindeutig identifizierbar sind. Für jede Netz- Takt-Domain stehen dann je 16 Q1, Q2 und Q3-Taktquellen, also maximal 48 zur Verfügung. Der zusätzliche Aufwand für einen Synchronisationsplaner besteht lediglich in der Festlegung der zusätzlichen Kennzeichen für die im Netz vorhandenen Taktmaster, die eindeutig sein müssen und in der Planung der Sperrmustervergabe. Die Definition der Taktmaster in einem Netz und die durch diese bereitgestellten Qualitäten müssen auch jetzt schon durchgeführt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zur eindeutigen Un­ terscheidung, welches Mastertakt-Netzelement einen Timing- Marker ausgesendet hat, ist die Verwendung der Network Ser­ vice Access Point-Adresse NSAP-Adresse. Jedes Netzelement hat eine solche Adresse, die weltweit eindeutig ist. Durch diese Einmaligkeit ist die NSAP-Adresse dazu geeignet als Unter­ scheidungskriterium, welches Netzelement einen Timing-Marker ausgesendet hat, zu dienen. Diese NSAP-Adresse kann als In­ formation in Bits des STM-N Overhead zusammen mit dem Timing- Marker im SDH-Netz übertragen werden. Da die NSAP-Adresse mehrere Bytes umfaßt ist es denkbar die NSAP-Adresse zu tei­ len, über mehrere SDH-Rahmen zu übertragen und mit einer Checksumme zu versehen. Mit diesem Verfahren können praktisch unbegrenzt viele Taktmaster mit gleicher Taktqualität in ei­ nem Netz arbeiten und als Taktquellen verwendet werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß kein Aufwand bzgl. der Ver­ gabe des Kennzeichens für den Synchronisationsplaner oder den Inbetriebsetzer entsteht. Durch Auswerten bzw. Vergleich der mit dem Timing-Marker empfangenen NSAP-Adresse mit der Adresse des Gerätes werden Taktschleifen innerhalb des Netzes ausgeschlossen.

Zur Auswertung, ob ein empfangener Timing-Marker von dem aus­ wertenden NE ausgesendet wurde bzw. generell verwendet werden darf, kann auch der definierte Qualitätswert herangezogen werden.

Das bedeutet, daß bei den Netzelementen die diese Auswertung des Kennzeichens vornehmen, der empfangene Timing-Marker portbezogen mit einem definierten Qualitätswert verglichen wird.

Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß zur zusätzli­ chen Auswertung des Timing-Markers oder der netzelementespe­ zifischen Kennung lediglich in spezifischen Netzelementen in gebildeten Ringen innerhalb des Netzes eine zusätzliche Soft­ wareabfrage implementiert werden muß, da die Übertragung des Qualitätswertes innerhalb der SDH-Netze von fast allen Gerä­ ten heute schon realisiert wird. Eine Normerweiterung z. B. bzgl. SDH-Overhead ist nicht erforderlich.

Um Taktschleifen bei vermaschten Netzelementen, beispiels­ weise in einem ersten und zweiten Teilnetz zusammengefaßten Netzelementen, mit einer Vielzahl von Netzelementen zu ver­ meiden, werden Sperrmuster, z. B. in den Übergangsstellen zwischen den Teilnetzen, benützt.

Diese Übergangsstellen sind beispielsweise durch eine erste und zweite Verbindungseinheit bzw. Netzelement gebildet, wo­ bei die erste Verbindungseinheit ein Teil eines ersten Teil­ netzes und die zweite Verbindungseinheit ein Teil eines zwei­ ten Teilnetzes ist. Eine Verwendung des Synchronisationstak­ tes aus einem anderen Teilnetz wird ermöglicht, gleichzeitig wird das Rotieren eines Timing-Markers durch Vergleich des empfangenen Kennzeichens an bestimmten Ports mit den program­ mierten Sperrmustern in den Netzelementen verhindert. Diese Sperrmuster ermöglichen kurze Taktbrücken und erhöhen die Flexibilität der Synchronisation. Zusätzlich müssen in kom­ plexen Übertragungsnetzen weitere Sperrmuster definiert werden können, um z. B. in Subringen rotierende Timing-Marker zu verhindern und die Möglichkeiten der Synchronisation zu erweitern. Aus unserer Sicht sind diese Sperrmuster vorwie­ gend in den Taktgateway-Elementen sinnvoll.

Für die Implementierung dieser neuen Funktionen in den Netzen bedarf es im wesentlichen einer Firmwareänderung der bereits im Einsatz befindlichen Geräte.

Claims (10)

1. Verfahren zur Synchronisation von zu einem Netz, insbe­ sondere Kommunikationsnetz, verbundener Netzelemente (NE A, NE B, NE X), bei dem mindestens ein erstes Netzele­ ment (NE A) mit einer ersten Taktquelle (T3 (Q1), T3 (Q2)) verbunden ist und ausgehend vom ersten Netzelement (NE A) ein Timing-Marker an die mit dem ersten Netzelement (NE A) verbundenen weiteren Netzelemente (NE B, . . ., NE F, . . .) ausgesendet wird, wobei die weiteren Netzelemente (NE B, . . ., NE F, . . .) auch miteinander verbunden sein können, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Identifikation der ersten Taktquelle (T3 (Q1)), von einem Taktmaster des ersten Netzelementes (NE A) ein Kennzei­ chen vergeben wird,
daß wenigstens in einem Netzelement (NE A, NE B, . . ., NE X) in den aus Netzelementen gebildeten Ringen das Kennzeichen hin­ terlegt wird,
daß bei einem Ausfall der ersten Taktquelle (T3 (Q1)) ein Zir­ kulieren des Timing-Markers in den ringförmig miteinander verbundenen Netzelementen (NE A, NE B, . . ., NE X) dadurch ver­ hindert wird, daß das empfangene Kennzeichen mit dem hinter­ legten Kennzeichen verglichen wird und
daß bei Übereinstimmung die erste Taktquelle (T3 (Q1)) sowie das zugehörige Übertragungssignal nicht zur Synchronisation der Netzelemente verwendet wird und die Synchronisation der Netzelemente (NE A, NE B, . . ., NE X) durch eine weitere Taktquelle (T3 (Q2)) sowie einem zu dieser Taktquelle (T3 (Q2)) zugeordneten Timing-Marker durchgeführt wird, wobei auch die­ ser weiteren Taktquelle (T3 (Q2)) von einem Taktmaster eines mit dieser weiteren Taktquelle (T3 (Q2)) verbundenen Netzele­ mentes (NE X) ein Kennzeichen zugeordnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kennzeichen die Güte des Taktes (T3 (Q1), (T3 (Q2), . . .) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kennzeichen weitere Identifikationen verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Identifikationen aus einer netzelementespe­ zifischen Kennung gebildet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterleitung der netzelemeritespezifischen Kennung oder die Güte des Taktes in einem Netz mit einer Synchronen Digitalen Hierachie (SDH) im Overhead eines STM-N Rahmens er­ folgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des Kennzeichens die Bits (Bit 1-4) des Timing-Marker-Bytes (S1) im STM-N-Overhead verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als netzelementespezifische Kennung die Network Service Access Point-Adresse NSAP-Adresse des jeweiligen Netzelemen­ tes (NE X) verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Vermaschung von mindestens zwei Teilnetzen in­ nerhalb des Netzes, in den Übergängen zwischen den Teilnetzen oder in wenigstens einem Netzelement jedes Teilnetzes die Kennzeichen hinterlegt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang durch eine erste und zweite Verbindungsein­ heit gebildet wird, wobei die erste Verbindungseinheit ein Teil eines ersten Teilnetzes und die zweite Verbindungsein­ heit ein Teil eines zweiten Teilnetzes ist, daß in der ersten bzw. zweiten Verbindungseinheit die Verwen­ dung der Taktquelle und die Weiterleitung des Timing-Markers verhindert wird, wenn das empfangene Kennzeichen an ausge­ wählten Ports der jeweiligen Verbindungseinheit gleich dem hinterlegten Kennzeichen des angrenzenden oder eines weiteren Teilnetzes ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinheit(en) durch ein oder mehrere Netz­ elemente des betreffenden Netzes gebildet werden.