DE4333271C2 - Meßvorrichtung für ein Übertragungssystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung zum Messen der Phasenabweichung wenigstens einer untergeordneten Transporteinheit eines über ein synchrones Übertragungssystem (3) übertragenen synchronen Signals. Die Meßvorrichtung enthält eine Sendeeinheit (1) zur Bildung des zu sendenden synchronen Signals, eine erste Detektionsschaltung (2) zur Erzeugung wenigstens eines ersten Zeitwertes nach Detektion wenigstens eines vorgegebenen Bytes der untergeordneten Transporteinheit im gesendeten synchronen Signal, eine zweite Detektionsschaltung (9) zur Erzeugung wenigstens eines zweiten Zeitwertes nach Detektion wenigstens des vorgegebenen Bytes der untergeordneten Transporteinheit im über das Übertragungssystem (3) gelaufenen synchronen Signals, eine Empfangseinheit (7) zur Erzeugung von Verschiebungswerten durch Ermittlung der Verschiebungen der untergeordneten und der übergeordneten Transporteinheit im synchronen Signal, eine erste Korrekturschaltung (8) zur Bildung eines ersten Korrekturwertes durch Differenzbildung der aus den Verschiebungswerten abgeleiteten Phasenverschiebungen der Transporteinheiten und eine Kombinationsschaltung (19) zur Kombination der Zeitwerte und des Korrekturwertes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung zum Messen der Phasenabweichung wenigstens einer untergeord­ neten Transporteinheit eines über ein synchrones Übertra­ gungssystem übertragenen synchronen Signals.

In einem synchronen Übertragungssystem, das ein System der synchronen digitalen Hierachie oder das amerikanische System SONET (Synchronous Optical Network) sein kann, wird die Zusammenfügung, Aufteilung, Abzweigung, Einspeisung oder Umleitung beliebiger Signalbündel ermöglicht. Bei­ spielsweise können die in einem Netzknoten der synchronen digitalen Hierachie einlaufenden plesiochronen Nutzkanal­ signalströme (in Europa: 2,048 Mbit/s, 34,368 Mbit/s und 139,264 Mbit/s) mit einer Abbildungsvorschrift (Mapping) so aufbereitet werden, daß sie immer in einem einheitli­ chen 125 µs-langen synchronen Transportrahmen (STM-1-Rah­ men) als STM-1-Signal mit der Bitrate von 155,52 Mbit/s auf den Übertragungsweg geschickt werden. Ein solcher Netzknoten kann ebenfalls die durch Multiplexbildung von STM-1-Signalen entstehenden höherbitratigen STM-N-Signale (N = 4, 16, . . .) empfangen und weiterverarbeiten.

Das STM-1-Signal ist nach Rahmen strukturiert und weist außer den eigentlichen Nutzdaten des Signals, Steuerinfor­ mation und Stopfdaten auf. Ein STM-1-Rahmen besteht aus 270 Spalten und 9 Zeilen (pro Zeile 270 Bytes). In den Zeilen 1 bis 3 und 5 bis 9, jeweils in den Spalten 1 bis 9, ist der "Section Overhead" (SOH) für Steuerungs- und Fehlererkennungsinformationen und in dem restlichen Bereich (AU-Nutzdatenbereich = AU-Payload) Daten des Si­ gnals, Stopfdaten und weitere Steuerungsinformationen untergebracht.

In dem AU-Nutzdatenbereich können mehrere verschiedene Container (C-4, C-3, C-2, C-12 und C-11) untergebracht sein. Unter einem Container wird die Grundverpackungsein­ heit für digitale Nutzsignale verstanden. Beispielsweise kann in einem STM-1-Rahmen eine Verwaltungseinheit ("Admi­ nistrative Unit") AU-4 mit einem Container C-4 für eine Bitrate von 139,264 Mbit/s eingebracht sein. Weiter können drei Verwaltungseinheiten AU-3 in dem STM-1-Rahmen unter­ gebracht sein. Davon enthält z. B. eine Verwaltungseinheit AU-3 einen Container C-3 für eine Bitrate von 44,736 Mbit/s. Die zweite Verwaltungseinheit AU-3 kann beispiels­ weise 7 "Tributary Unit Groups" TUG-2 mit jeweils einem Container C-2 für eine Bitrate von 6,312 Mbit/s enthalten. In der dritten Verwaltungseinheit AU-3 können ferner 7 TUG-2 mit jeweils 3 Containern C-12 für eine Bitrate von 2,048 Mbit/s eingefügt sein. Aus den Containern werden durch Hinzufügung von Steuerinformationen und Stopfinfor­ mationen weitere Transporteinheiten (VC-4, VC-3, TU-3, TU-2, TU-12 und TU-11) gebildet.

Bei der Übertragung einer untergeordneten Transportein­ heit, die eine Transporteinheit eines plesiochronen Si­ gnals (z. B. 2,048 MBit/s) oder ein virtueller Container VC-2, VC-12 oder VC-11 sein kann, über mehrere synchrone digitale Vorrichtungen kommt es zu laufzeitbedingten Pha­ senverschiebungen zwischen dem in einem Synchronisierer gebildeten STM-1-Signal mit wenigstens einer untergeord­ neten Transporteinheit und dem in einem Desynchronisierer empfangenen STM-1-Signal mit der untergeordneten Trans­ porteinheit. Weiter bewirken durch Frequenz- und Phasen­ schwankungen bedingte pufferfüllstandsabhängige Verschie­ bungen von Transporteinheiten, die eine Veränderung von wenigstens einem Pointerwert einer Transporteinheit und damit auch Stopfvorgänge hervorrufen, eine zusätzliche Phasenverschiebung der untergeordneten Transporteinheit.

Die zusätzliche Phasenverschiebung, die, wie oben erwähnt, durch eine Veränderung eines AU-Pointers (bei Verschiebung eines VC-3 oder V-4) oder eines TU-Pointers (bei Verschie­ bung eines VC-2, VC-12 oder VC-11) angegeben ist, muß bei der Desynchronisation berücksichtigt werden.

Eine Meßvorrichtung für ein SDH-System ist beispielsweise aus dem Aufsatz "2,5-GBit/s-Leitungsausrüstung im Projekt Berlin V", ntz, Band 44, 1991, Heft 11, Seiten 782-788, bekannt. Aus Bild 7 der Veröffentlichung läßt sich das Blockschaltbild dieser Meßvorrichtung entnehmen. Ein SDH- Analysator (Sendeeinheit) bildet ein STM-1-Signal, das einem SDH-System zugeführt wird. In dem SDH-System wird mittels eines Multiplexers aus mehreren STM-1-Signalen ein STM-16-Signal gebildet, über einen optischen Sender und einem Lichtwellenleiter zu einem optischen Empfänger des SDH-Systems geführt. Vom optischen Empfänger aus wird über einen Demultiplexer das gewonnene STM-1-Signal der Empfän­ gereinheit (Empfangseinheit) des SDH-Analysators zuge­ führt. Des weiteren sind noch ein Frequenzzähler und ein Personal Computer vorhanden, mit deren Hilfe die Phasen­ abweichung zwischen gesendetem und empfangenem STM-1-Si­ gnal festgestellt werden soll. Das vom SDH-Analysator abgegebene STM-1-Signal wird mittels eines Schreibtaktsi­ gnals mit einer ersten Frequenz in den Multiplexer des SDH-Systems eingeschrieben. Aus dem Multiplexer wird das STM-1-Signal mittels eines Auslesetaktsignals mit einer zweiten Frequenz ausgelesen. Beim Demultiplexer sind die Verhältnisse genau umgekehrt. Das Auslesetaktsignal des Multiplexers wird hier als Schreibtaktsignal und das Schreibtaktsignal des Multiplexers als Auslesetaktsignal verwendet. Mit Hilfe dieser Meßvorrichtung kann nur die Phasenabweichung des virtuellen Containers VC-4 im STM-1-Signal nach Durchlaufen des SDH-Systems festgestellt werden. Eine Phasenabweichung einer das SDH-System durch­ laufenden untergeordneten Transporteinheit kann nicht gemessen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meß­ vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Phasenabwei­ chung von untergeordneten Transporteinheiten bestimmt werden kann.

Die Erfindung wird bei einer Meßvorrichtung zum Messen der Phasenabweichung wenigstens einer untergeordneten Trans­ porteinheit eines über ein synchrones Übertragungssystem übertragenen synchronen Signals durch folgende Merkmale gelöst:

Die Meßvorrichtung enthält

• - eine Sendeeinheit zur Bildung des zu sendenden syn­ chronen Signals,
• - eine ersten Detektionsschaltung zur Erzeugung wenig­ stens eines ersten Zeitwertes nach Detektion wenig­ stens eines vorgegebenen Bytes der untergeordneten Transporteinheit im gesendeten synchronen Signal,
• - eine zweiten Detektionsschaltung zur Erzeugung wenig­ stens eines zweiten Zeitwertes nach Detektion wenig­ stens des vorgegebenen Bytes der untergeordneten Transporteinheit im über das Übertragungssystem ge­ laufenen synchronen Signals,
• - eine Empfangseinheit zur Erzeugung von Ver­ schiebungswerten durch Ermittlung der Verschiebungen der untergeordneten und der übergeordneten Transport­ einheit im synchronen Signal,
• - eine ersten Korrekturschaltung zur Bildung eines ersten Korrekturwertes durch Differenzbildung der aus den Verschiebungswerten abgeleiteten Phasenverschie­ bungen der Transporteinheiten und
• - eine Kombinationsschaltung zur Kombination der Zeit­ werte und des Korrekturwertes.

Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird die Phasen­ abweichung zwischen der Transporteinheit eines gesendeten synchronen Signals und der Transporteinheit des empfange­ nen, über ein synchrones Übertragungssystem gelaufenen synchronen Signals gemessen. Die Phasenabweichung setzt sich dabei aus einer laufzeitabhängigen und einer durch Frequenz- und Phasenschwankungen bedingten pufferfüll­ standsabhängigen Verschiebung zusammen. In Vorrichtungen des synchronen Übertragungssystems werden nämlich Takt­ anpassungen aufgrund von Frequenz- und Phasenschwankungen zwischen einem aus dem ankommenden synchronen Signal ge­ wonnenen Schreibtaktsignal und einem lokal erzeugten Lese­ taktsignal mittels eines Pufferspeichers durchgeführt.

Die Messung der Phasenabweichung beispielsweise einer Transporteinheit VC-12 in einem STM-1-Signal könnte fol­ gendermaßen ausgeführt werden:

Zuerst wird der Zeitpunkt des Beginns der Transporteinheit VC-12 in einem STM-1-Rahmen bestimmt. Nach Durchlaufen des synchronen Übertragungssystems wird der Beginn der Trans­ porteinheit VC-12 im empfangenen STM-1-Rahmen gemessen (Mustererkennung im STM-1-Signal). Durch Differenzbildung ergibt sich dann die gemessene Laufzeit, die in eine Pha­ senabweichung umgerechnet werden kann. Wurde in dem syn­ chronen Übertragungssystem eine Verschiebung einer überge­ ordneten Transporteinheit (VC-4 oder VC-3), welche die untergeordnete Transporteinheit VC-12 enthält, und damit eine Veränderung des AU-Pointerwertes bewirkt, so kann sich eine fehlerhaft gemessene Phasenabweichung ergeben. Diese fehlerhaft gemessene Phasenabweichung wird durch die Verschiebung der Bytes des Section Overhead (SOH) relativ zur Transporteinheit VC-12 bewirkt.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung verhindert eine solche Fehlmessung, indem ein Korrekturwert mit der aus der ge­ messenen Laufzeit abgeleiteten Phasenabweichung kombiniert wird. Hierbei wird aus dem in der Sendeeinheit gebildeten synchronen Signal, das z. B. ein STM-1-Signal der synchro­ nen digitalen Hierachie sein kann, mittels einer ersten Detektionsschaltung ein erster Zeitwert ermittelt, der eine Bezugsgröße zum Auftreten des Zeitpunktes wenigstens eines Bytes der untergeordneten Transporteinheit (z. B. VC- 12) darstellt. Die zweite Detektionsschaltung erkennt wenigstens ein vorgegebenes Byte der untergeordneten Transporteinheit im das Übertragungssystem (Meßobjekt) durchlaufenden synchronen Signal und gibt einen zweiten Zeitwert als Bezugsgröße für das Auftreten dieses vorgege­ benen Bytes im empfangenen synchronen Signal ab. Die Zeit­ werte werden in der Kombinationsschaltung kombiniert, d. h. der erste Zeitwert wird vom zweiten Zeitwert subtrahiert. Der sich daraus ergebende Differenzwert wird mit dem Kor­ rekturwert kombiniert. Der Korrekturwert wird also vom Differenzwert subtrahiert. Aus diesem zweiten Differenz­ ergebnis ergibt sich die korrekte Phasenabweichung.

Der Korrekturwert setzt sich einerseits aus der berech­ neten Phasenverschiebung der untergeordneten Transport­ einheit (z. B. VC-12) und andererseits aus der berechneten Phasenverschiebung der übergeordneten Transporteinheit (z. B. VC-4) zusammen. Hierbei wird die Phasenverschiebung der untergeordneten Transporteinheit von der Phasenver­ schiebung der übergeordneten Transporteinheit subtrahiert. Die jeweilige Phasenverschiebungen geben Verschiebungs­ werte an, die im synchronen Signal eingefügt sind.

In einem synchronen Signal, das rahmensynchronisiert ist, gibt jeweils ein an bestimmten Stellen eingefügter Poin­ terwert die Verschiebung der Transporteinheit zu einem Bezugspunkt des Rahmens an. Abhängig von Pointerwerten wird von der ersten Korrekturschaltung ein Korrekturwert ausgegeben, der entweder jeweils aktuell berechnet wird oder der gespeichert vorliegt. In der ersten Korrektur­ schaltung ist also gegebenfalls eine Speichertabelle vor­ handen, in der für alle vorkommenden Pointerwerte ein Korrekturwert vor der Abspeicherung berechnet worden ist.

Die Bildung der Korrekturwerte erfolgt durch

• - eine Berechnung eines mittleren Pufferfüllstandes von Daten der untergeordneten Transporteinheit,
• - eine Ermittlung der Phasenverschiebung der übergeord­ neten Transporteinheit durch Multiplikation des zu­ gehörigen gewichteten Pointerwertes mit der Rahmen­ dauer des synchronen Signals und der Division durch die Anzahl der Datenbytes der übergeordneten Trans­ porteinheit im Rahmen,
• - eine Ermittlung einer mittleren Phasenverschiebung einer untergeordneten Transporteinheit durch Multi­ plikation des mittleren Pufferfüllstandes und der Rahmendauer des synchronen Signals und der Division durch das Produkt aus der Anzahl der Datenbytes eines Rahmens und der Anzahl der Bytes der untergeordneten Transporteinheit und
• - eine Subtraktion der mittleren Phasenverschiebung der untergeordneten Transporteinheit von der Phasenver­ schiebung der übergeordneten Transporteinheit.

Bei der Berechnung des Korrekturwertes wird ein mittlerer Pufferfüllstand berechnet. In dem zu messenden Übertra­ gungssystem wird mittels Pufferspeichern ein Frequenz- bzw. Phasenunterschied zwischen zwei unterschiedlichen Taktsignalen kompensiert. Aus einem empfangenen synchronen Signal wird ein empfangsseitiges Taktsignal und aus einem lokalen Taktgenerator ein sendeseitiges Taktsignal abge­ leitet, die in der Regel Frequenz- bzw. Phasenunterschiede aufweisen. Auch zur Gewinnung der Bytes einer untergeord­ neten Transporteinheit wird ein solcher Pufferspeicher verwendet. Um eine mittlere Phasenverschiebung für die untergeordnete Transporteinheit zu berechnen muß dabei der mittlere Pufferfüllstand eines Pufferspeichers berechnet werden, der Datenbytes der untergeordneten Transportein­ heit zwischenspeichert. Hierbei wird der Schreib- und Lesevorgang in den Pufferspeicher, der für die Dauer eines Rahmens gemittelt wird, nachgebildet.

Die Phasenverschiebung einer übergeordneten Transportein­ heit (z. B. VC-3 oder VC-4 eines STM-1-Signals) ergibt sich, indem der dazugehörige gewichtete AU-Pointerwert mit der STM-1-Rahmendauer (125 µs) multipliziert wird und eine Division erfolgt. Hierbei wird die Anzahl der Datenbytes einer übergeordneten Transporteinheit VC-4 oder VC-3 durch das Multiplikationsergebnis dividiert. Der AU-Pointerwert wird bei einer AU-4 mit dem Wert 3 und bei einer AU-3 mit dem Wert 1 gewichtet.

Die mittlere Phasenverschiebung einer Transporteinheit VC-2, VC-12, VC-11 oder eines plesiochronen Signals wird durch Multiplikation des mittleren Pufferfüllstandes mit einem weiteren Faktor berechnet. Der Faktor ergibt sich, indem das Produkt aus der Anzahl der Datenbytes eines STM- 1-Rahmens und der Anzahl der Datenbytes der Transportein­ heit VC-2, VC-12, VC-11 oder des plesiochronen Signals durch die STM-1-Rahmendauer dividiert wird.

Wie oben angedeutet, wird in der Kombinationsschaltung eine erste Differenzanordnung zur Bildung eines ersten Differenzwertes durch Subtraktion des ersten vom zweiten Zeitwert und eine zweite Differenzanordnung zur Bildung eines zweiten Differenzwertes durch Subtraktion des Kor­ rekturwertes vom ersten Differenzwert verwendet.

Die Zeitwertbestimmung einer untergeordneten Transport­ einheit in der ersten und zweiten Detektionsschaltung kann auch durchgeführt werden, wenn zu jedem Byte einer unter­ geordneten Transporteinheit der Zeitwert ermittelt wird und diese Zeitwerte akkumuliert werden. Der akkumulierte Zeitwert wird dann als Bezugsgröße verwendet und dient zur Bildung einer mittleren Phasenabweichung.

Zur Durchführung dieser Maßnahmen enthält eine Detektions­ schaltung einen Musterdetektor, einen Zähler und einen Akkumulator. Der Musterdetektor ist nach Erkennung eines Bytes der untergeordneten Transporteinheit zur Abgabe eines Impulses an den Zähler und den Akkumulator vorgese­ hen. Der Akkumulator dient zur Akkumulation der von einem Zeitgeber gelieferten Zeitwerte und zur Abgabe der akkumu­ lierten Zeitwerte an die Kombinationsschaltung. Der Zähler ist nach einer bestimmten Anzahl gezählter Impulse zur Zurücksetzung des Akkumulators auf einen Anfangszustand vorgesehen.

Die Sendeeinheit kann auch schon ein synchrones Signal erzeugen, welches Verschiebungen von Transporteinheiten aufweist. Diese Verschiebungen müssen auch beim Korrektur­ wert berücksichtigt werden. Hierzu ist eine zweite Korrek­ turschaltung vorgesehen, die zur Bildung eines zweiten Korrekturwertes durch Differenzbildung der aus den von der Sendeeinheit gelieferten Verschiebungswerten ermittelten Phasenverschiebungen der Transporteinheiten im zu senden­ den Signal dient. Die Kombinationsschaltung enthält noch eine dritte Differenzanordnung, die zur Bildung eines der zweiten Differenzanordnung zuzuführenden Korrekturwertes durch Subtraktion des zweiten von dem ersten Korrekturwert vorgesehen ist.

Auch die zweite Korrekturschaltung ist in Abhängigkeit von die Verschiebung einer Transporteinheit angebenden Poin­ terwerten zur Lieferung von zu berechnenden oder gespei­ cherten Korrekturwerten, die wie die Korrekturwerte der ersten Korrekturschaltung gebildet werden, vorgesehen.

Die Meßvorrichtung kann zur Messung der Phasenabweichung von untergeordneten Transporteinheiten eines STM-1-Signals der synchronen digitalen Hierachie verwendet werden. Eine untergeordnete Transporteinheit ist ein virtueller Contai­ ner VC-2, VC-12 oder VC-11 oder eine Transporteinheit eines plesiochronen in einem VC-2, VC-12 oder VC-11 trans­ portierten Signals.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines virtuellen Con­ tainers VC-12,

Fig. 2 den schematischen Aufbau eines virtuellen Con­ tainers VC-4, in den mehrere VC-12 eingefügt sind,

Fig. 3 zwei aufeinanderfolgende schematisch skizzierte STM-1-Rahmen mit einem VC-4,

Fig. 4 zwei schematisch skizzierte STM-1-Rahmen vor und nach Durchlaufen eines synchronen Übertragungs­ systems,

Fig. 5 zwei weitere schematisch skizzierte STM-1-Rahmen vor und nach Durchlaufen eines synchronen Über­ tragungssystems und

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Meßvorrichtung.

Zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit eines synchronen Übertragungssystems (z. B. Übertragungssystem der synchro­ nen digitalen Hierachie) kann die Messung der Phasenabwei­ chung zwischen einer untergeordneten Transporteinheit, die dem Übertragungssystem zugeführt wird, und der empfange­ nen, das Übertragungssystem durchlaufenden, untergeord­ neten Transporteinheit erforderlich sein. Eine solche untergeordnete Transporteinheit kann beispielsweise ein virtueller Container VC-12 sein, der in einem STM-1-Signal der synchronen digitalen Hierachie transportiert wird.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer TU-12, der einen VC-12 ent­ hält, schematisch dargestellt. Dieser weist vier V-Bytes (V1 bis V4) auf, die jeweils durch 35 Datenbytes getrennt sind. In den Bytes V1 und V2 ist der Pointerwert enthal­ ten, der den Anfang eines VC-12 in einer TU-12 angibt. Der Beginn eines VC-12 in einer TU-12 wird durch das nicht dargestellte V5-Byte gekennzeichnet. Das V3-Byte ermög­ licht negativ zu stopfen. Eine TU-12 wird in vier aufein­ anderfolgenden STM-1-Rahmen transportiert. Daher beträgt die Dauer für die Übertragung einer TU-12 500 µs.

Die Bytes einer TU-12 werden spaltenweise in einer TUG-2 untergebracht. Die 4 Spalten (jeweils 9 Bytes in einer Spalte) von 3 TU-12 werden abwechselnd in einer TUG-2 zu­ sammengefügt und sieben TUG-2 zu einem VC-3 oder einer TUG-3 zusammengesetzt. In Fig. 2 ist diese Verschachtelung gezeigt. Jede TUG-2 enthält 12 Spalten (jede Spalte ent­ hält 9 Bytes), die ebenfalls abwechselnd in einer TUG-3 oder einem VC-3 untergebracht sind. Eine TUG-3, die 86 Spalten (jeweils 9 Bytes) enthält, weist in der ersten Spalte feste Stopfbytes und in den restlichen Spalten Bytes der Transporteinheit TU-12 auf.

Wie Fig. 2 weiter zeigt, werden die Bytes von drei TUG-3 in einen VC-4 eingefügt. Der VC-4 enthält in der ersten Spalte einen "Path Overhead" (POH) und in den beiden fol­ genden Spalten feste Stopfbytes. Ab der Spalte 4 werden jeweils abwechselnd Spalten der 3 TUG-3 eingefügt.

Die Einfügung eines VC-4 in zwei aufeinanderfolgende STM- 1-Rahmen ist in Fig. 3 skizziert. Ein STM-1-Rahmen besteht aus 270 Spalten und 9 Zeilen (pro Zeile 270 Bytes). In den ersten 9 Spalten in den Zeilen 1 bis 3 und 5 bis 9 ist der "Section Overhead" (SOH) und in Zeile 4 der "AU-Pointer" (AU-P) untergebracht. In dem restlichen Bereich (AU-Nutz­ datenbereich = P), in den Spalten 10 bis 270, sind Nutzda­ tenbytes, Stopfbytes und weitere Bytes für Steuerungsin­ formationen eingefügt. Der AU-Pointer AU-P enhält die Information über das erste Byte eines virtuellen Contai­ ners VC-4 bzw. VC-3, Stopfinformationen und weitere Steu­ erinformationen.

Das STM-1-Signal wird über ein Übertragungssystem der synchronen digitalen Hierachie gegeben, welches beispiels­ weise mehrere digitale Vorrichtungen enthält. In solchen Vorrichtungen finden aufgrund von Frequenz- und Phasen­ schwankungen zwischen einem aus einem empfangenen Signal gewonnenen Schreibtaktsignal und einem lokal erzeugten Lesetaktsignal mittels eines Pufferspeichers, in den die ankommenden Daten eingeschrieben und zwischengespeichert werden, Anpassungsvorgänge statt. Hierbei kann sich dann z. B. auch der virtuelle Container VC-4 (übergeordnete Transporteinheit) verschieben. Durch die Verschiebung des VC-4 ergibt sich eine Veränderung des AU-Pointerwertes und es findet ein Stopfvorgang statt. In einer nachfolgenden Vorrichtung des Übertragungssystems kann ebenso eine Takt­ anpassung vorgenommen werden. Wird dabei eine Verschiebung des VC-12 bewirkt und somit der TU-12-Pointerwert verän­ dert, ergibt sich ein Stopfvorgang in der TU-12 (Taktan­ passung mit TU-12-Pointerbytes).

Es hat sich gezeigt, daß durch Taktanpassungen bedingte Phasenverschiebungen zwischen dem gesendeten und dem emp­ fangenen Signal in der Regel nicht korrekt gemessen wer­ den, wenn jeweils die Bytes einer untergeordneten Transporteinheit (z. B. VC-12) im STM-1-Rahmen zur Phasen­ messung herangezogen werden.

Dies kann anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert werden. In den jeweiligen Figuren ist oben ein gesendeter STM-1- Rahmen abgebildet, der insgesamt in einem VC-4 63 . VC-12 enthält. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Spalten der VC-12 sind jeweils durch einen senkrechten Strich getrennt. Eine beispielhafte Lage von TU-Pointerbytes (TU- Pointer) ist ebenfalls abgebildet. Ein bestimmtes Byte eines VC-12 ist jeweils durch einen kleinen Strich gekenn­ zeichnet. Der in den jeweiligen Figuren unten abgebildete STM-1-Rahmen hat das synchrone Übertragungssystem durch­ laufen.

Der von dem Übertragungssystem abgegebene Rahmen nach der Fig. 4 weist nur eine durch Laufzeitverschiebungen ver­ ursachte Phasenverschiebung von 18 STM-1-Bytes bei 2430 STM-1-Bytes des STM-1-Rahmens (Rahmendauer: 125 µs) auf:

Das Übertragungssystem führt dabei in der oder den Stopf­ entscheidungsschaltungen des Übertragungssystems eine Mittelwertbildung über den zeitlichen Verlauf des Puff­ erfüllstandes durch (vgl. z. B. das in der EP-A2-0 503 732 beschriebene Übertragungssystem). Wird die Phasenverschie­ bung auf die VC-12-Bytes (35 Bytes pro STM-1-Rahmen) bezo­ gen, ergibt sich eine mittlere Phasenverschiebung von:

mit

Die 0,26 Bytes_VC-12 stellen die mittlere Phasenverschiebung oder auch den Pufferfüllstand für die jeweilige Transportein­ heit VC-12 dar. Bei diesem Beispiel wird die korrekte Phasenverschiebung gemessen.

In Fig. 5 weist das empfangene STM-1-Signal den AU-4-Poin­ terwert 6 (18 Byte-Verschiebung) auf. Die auf die VC-12- Bytes bezogene mittlere Phasenverschiebung beträgt (vgl. obige Rechnung) ≈ 0,26 VC-12-Bytes (≈ 0,93 µs). Es ergibt sich jedoch die richtige mittlere Phasenverschiebung durch Bezugnahme auf die VC-4-Bytes. Diese beträgt 18 VC-4-By­ tes:

Bei diesem Beispiel wird bei der Phasenmessung die Phasen­ verschiebung nicht korrekt ermittelt. Die korrekte Phasen­ verschiebung kann mittels der in der Fig. 6 beschriebenen Meßvorrichtung gemessen werden.

Die Meßvorrichtung in Fig. 6 enthält eine Sendeeinheit 1, die ein STM-1-Signal mit beispielsweise insgesamt 63 VC-12 erzeugt, wie das in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Als Sendeeinheit 1 kann beispielsweise ein Analysator aus der Meßvorrichtung verwendet werden, die aus dem Aufsatz "2,5-Gbit/s-Leitungsausrüstung in Projekt Berlin V", ntz, Band 44, 1991, Heft 11, Seiten 782 bis 788, bekannt ist. Das STM-1-Signal wird einer ersten Detektionsschaltung 2 und dem Meßobjekt, einem Übertragungssystem 3 der synchro­ nen digitalen Hierachie zugeführt. Das Übertragungs­ system 3 kann beispielsweise eine digitale synchrone Vor­ richtung mit einer Taktanpassung enthalten, bei der eine Frequenz- und/oder Phasenschwankung durch eine Verschie­ bung des VC-4 ausgeglichen wird.

Die erste Detektionsschaltung 2 enthält einen ersten Musterdetektor 4 einen ersten Zähler 5 und einen ersten Akkumulator 6. In der Sendeeinheit 1 werden die Bytes einer untergeordneten Transporteinheit VC-12 mit einem bestimmten Bitmuster in das STM-1-Signal eingefügt. Der Musterdetektor 4 erkennt die Bytes der Transporteinheit VC-12 und gibt jeweils nach Detektierung eines Bytes eines VC-12 einen Impuls an den Zähler 5 und den Akkumulator 6. Der Akkumulator 6 akkumuliert die jeweils von einem Zeit­ geber 20 erhaltenen Zeitwerte mit jedem eintreffenden Impuls. Nach jeweils 35 mittels des Zählers 5 gezählten Bytes wird der akkumulierte Zeitwert ausgelesen und der Akkumulator 5 auf einen Anfangszustand (beispielsweise Null) zurückgesetzt. Wie oben erwähnt werden in jedem STM- 1-Rahmen 35 Bytes eines VC-12 transportiert.

Das Übertragungssystem 3 liefert das durchlaufene STM-1- Signal einer Empfangseinheit 7. Als Empfangsschaltung 7 kann z. B. eine Empfangseinheit aus der Meßvorrichtung verwendet werden, die aus dem Aufsatz "2,5-Gbit/s- Leitungsausrüstung in Projekt Berlin V", ntz, Band 44, 1991, Heft 11, Seiten 782 bis 788, bekannt ist. Die Emp­ fangseinheit 7 ermittelt aus dem STM-1-Signal den AU-Poin­ terwert und den der untergeordneten Transporteinheit VC-12 zugeordneten TU-Pointerwert, die einer ersten Korrektur­ schaltung 8 zugeführt werden, die als Speichertabelle ausgeführt ist. Ferner liefert die Empfangseinheit 7 einer zweiten Detektionsschaltung 9 das vom Übertragungssystem 3 abgegebene STM-1-Signal. Die zweite Detektionsschaltung 9 enthält einen zweiten Musterdetektor 10, einen zweiten Zähler 11 und einen zweiten Akkumulator 12 und arbeitet auf die gleiche Weise wie die Detektionsschaltung 2.

Die akkumulierten Zeitwerte der Akkumulatoren 6 und 12 werden einer ersten Differenzanordnung 13 zugeführt, die den ersten Zeitwert des ersten Akkumulators 6 von dem zweiten Zeitwert des zweiten Akkumulators 12 subtrahiert. Der jeweilige erste Differenzwert der von der ersten Dif­ ferenzanordnung 13 abgegeben wird, muß zur Ermittlung der korrekten Phasenabweichung noch mit einem Korrekturwert beaufschlagt werden. Hierzu dient eine zweite Differenz­ anordnung 14, die zumindest einen Korrekturwert von der ersten Korrekturschaltung 8 erhält. In der zweiten Diffe­ renzanordnung 14 wird der jeweilige Korrekturwert von dem jeweiligen Differenzwert subtrahiert. Der von der zweiten Differenzanordnung 14 berechnete zweite Differenzwert wird als mittlere Phasenabweichung einer Anzeigevorrichtung 16 zugeleitet.

Falls von der Sendeeinheit 1 ein STM-1-Signal geliefert wird, dessen AU-Pointerwert und dessen TU-Pointerwert von Null abweichen, muß hierfür ebenfalls ein Korrekturwert berücksichtigt werden. Die Sendeeinheit liefert daher einer zweiten als Speichertabelle ausgebildeten Korrektur­ schaltung 17 den AU- und TU-Pointerwert. Die zweite Kor­ rekturschaltung 17 gibt einen Korrekturwert aus, der mit­ tels einer dritten Differenzanordnung 18 von dem Korrek­ turwert der ersten Korrekturtabelle 8 subtrahiert wird. Der sich daraus ergebende korrigierte Korrekturwert wird zur zweiten Differenzanordnung 14 geführt. Die drei Diffe­ renzanordnungen 13, 14 und 18 bilden eine Kombinations­ schaltung 19, welche die Zeitwerte und die Korrekturwerte miteinander kombiniert.

Die Sendeeinheit 1, der Musterdetektor 4 und der Zähler 5 erhalten ein erstes Taktsignal und die anderen Meßanord­ nungen ein zweites Taktsignal. Die beiden Taktsignale können auch die gleiche Frequenz aufweisen.

Wie oben erwähnt ist die Korrekturschaltung 8 oder 17 als Speichertabelle ausgebildet, die für jeden vorkommenden Pointerwert einen Korrekturwert beinhaltet. Die Korrektur­ schaltung kann auch jeweils den entsprechenden Korrektur­ wert neu berechnen. Die Bildung der Speichertabelle kann auf folgende Art durchgeführt werden:

Die Speichertabelle muß für jeden vorkommenden AU-4- und TU-12-Pointerwert einen Korrekturwert enthalten. Zuerst wird der Pufferfüllstand eines Pufferspeichers (P-Puffer) nachgebildet, der Bytes eines VC-12 einschreibt. Der Puff­ erfüllstand wird als Mittelwert angegeben. Dabei wird für jedes Byte im STM-1-Rahmen geprüft, ob das jeweilige Byte eingeschrieben und ein gespeichertes Byte ausgelesen wird. Es wird bei dieser Prüfung auch der TU-Pointerwert benö­ tigt, der die Lage des zugeordneten VC-12 angibt. Der Mittelwert ergibt sich also durch jeweilige Addition des zuletzt gebildeten Mittelwertes mit dem Inhalt des P-Puf­ fers.

Nach Berechnung des Pufferfüllstandes wird entweder der AU-4-Pointerwert oder der TU-12-Pointerwert inkrementiert. Als Korrekturwert wird das Subtraktionsergebnis zwischen einem VC-4-Phasenwert und einem P-Phasenwert gebildet. Der VC-4-Phasenwert, der die Phasenverschiebung der übergeord­ neten Transporteinheit VC-4 angibt, ergibt sich durch Multiplikation des dreifachen AU-4-Pointerwertes mit der Dauer eines STM-1-Rahmens (125 µs) und einer Division. Hierbei wird die Anzahl der VC-4-Bytes durch das Multipli­ kationsergebnis geteilt. Der P-Phasenwert gibt die mitt­ lere Phasenverschiebung des VC-12 an.

Die Speichertabelle kann eine verminderte Anzahl von Kor­ rekturwerten enthalten, wenn z. B. die Zeilenperiodizität des STM-1-Rahmens berücksichtigt wird.

Werden die Korrekturwerte direkt in der Korrekturschal­ tung 8 oder 17 berechnet, die in diesem Fall dann als Prozessor ausgebildet ist, wird der Programmablauf ähnlich wie oben aufgeführt. Es muß jedoch dann nur für die aktu­ ellen Pointerwerte der Korrekturwert berechnet werden.

Claims (8)

1. Meßvorrichtung zum Messen der Phasenabweichung wenig­ stens einer untergeordneten Transporteinheit eines über ein synchrones Übertragungssystem (3) übertragenen syn­ chronen Signals

• - mit einer Sendeeinheit (1) zur Bildung des zu senden­ den synchronen Signals,
• - mit einer ersten Detektionsschaltung (2) zur Erzeu­ gung wenigstens eines ersten Zeitwertes nach Detek­ tion wenigstens eines vorgegebenen Bytes der unterge­ ordneten Transporteinheit im gesendeten synchronen Signal,
• - mit einer zweiten Detektionsschaltung (9) zur Erzeu­ gung wenigstens eines zweiten Zeitwertes nach Detek­ tion wenigstens des vorgegebenen Bytes der unterge­ ordneten Transporteinheit im über das Übertragungs­ system (3) gelaufenen synchronen Signals,
• - mit einer Empfangseinheit (7) zur Erzeugung von Ver­ schiebungswerten durch Ermittlung der Verschiebungen der untergeordneten und der übergeordneten Transport­ einheit im synchronen Signal,
• - mit einer ersten Korrekturschaltung (8) zur Bildung eines ersten Korrekturwertes durch Differenzbildung der aus den Verschiebungswerten abgeleiteten Phasen­ verschiebungen der Transporteinheiten und
• - mit einer Kombinationsschaltung (19) zur Kombination der Zeitwerte und des Korrekturwertes.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Korrekturschaltung (8) in Abhängigkeit von die Verschiebung einer Transporteinheit angebenden Poin­ terwerten zur Lieferung von zu berechnenden oder gespei­ cherten Korrekturwerten vorgesehen ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Korrekturwerte durch

• - eine Berechnung eines mittleren Pufferfüllstandes von Daten der untergeordneten Transporteinheit,
• - eine Ermittlung der Phasenverschiebung der übergeord­ neten Transporteinheit durch Multiplikation des zu­ gehörigen gewichteten Pointerwertes mit der Rahmen­ dauer des synchronen Signals und der Division durch die Anzahl der Datenbytes der übergeordneten Trans­ porteinheit im Rahmen,
• - eine Ermittlung einer mittleren Phasenverschiebung einer untergeordneten Transporteinheit durch Multi­ plikation des mittleren Pufferfüllstandes und der Rahmendauer des synchronen Signals und der Division durch das Produkt aus der Anzahl der Datenbytes eines Rahmens und der Anzahl der Bytes der untergeordneten Transporteinheit und
• - eine Subtraktion der mittleren Phasenverschiebung der untergeordneten Transporteinheit von der Phasenver­ schiebung der übergeordneten Transporteinheit er­ folgt.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsschaltung (19) eine erste Differenz­ anordnung (13) zur Bildung eines ersten Differenzwertes durch Subtraktion des ersten vom zweiten Zeitwert und eine zweite Differenzanordnung (14) zur Bildung eines zweiten Differenzwertes durch Subtraktion des Korrekturwertes vom ersten Differenzwert vorgesehen ist.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Detektionsschaltung (2, 9) einen Musterdetek­ tor (4, 9), einen Zähler (5, 11) und einen Akkumula­ tor (6, 12) enthält,
daß der Musterdetektor (4, 9) nach Erkennung eines Bytes der untergeordneten Transporteinheit zur Abgabe eines Im­ pulses an den Zähler (5, 11) und den Akkumulator (6, 12) vorgesehen ist,
daß der Akkumulator (6, 12) zur Akkumulation der von einem Zeitgeber (20) gelieferten Zeitwerte und zur Abgabe der akkumulierten Zeitwerte an die Kombinationsschaltung (19) vorgesehen ist und
daß der Zähler (5, 11) nach einer bestimmten Anzahl ge­ zählter Impulse zur Zurücksetzung des Akkumulators (6, 12) auf einen Anfangszustand vorgesehen ist.

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Korrekturschaltung (17) zur Bildung eines zweiten Korrekturwertes durch Differenzbildung der aus den von der Sendeeinheit (1) gelieferten Verschiebungswerten ermittelten Phasenverschiebungen der Transporteinheiten im zu sendenden Signal vorgesehen ist und
daß die Kombinationsschaltung (19) eine dritte Differenz­ anordnung (18) enthält, die zur Bildung eines der zweiten Differenzanordnung (14) zuzuführenden Korrekturwertes durch Subtraktion des zweiten von dem ersten Korrekturwert vorgesehen ist.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Korrekturschaltung (8) in Abhängigkeit von die Verschiebung einer Transporteinheit angebenden Poin­ terwerten zur Lieferung von zu berechnenden oder gespei­ cherten Korrekturwerten, die wie die Korrekturwerte der ersten Korrekturschaltung gebildet werden, vorgesehen ist.

8. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das synchrone Signal ein STM-1-Signal der synchronen digitalen Hierachie (SDH) ist und
daß eine untergeordnete Transporteinheit ein virtueller Container VC-2, VC-12 oder VC-11 oder eine Transportein­ heit eines plesiochronen in einem VC-2, VC-12 oder VC-11 transportierten Signals ist.