DE4410972C2 - Verfahren und Netzwerkelement zum Übertragen von Daten in einem Arbeitsring und einem Schutzring - Google Patents

Verfahren und Netzwerkelement zum Übertragen von Daten in einem Arbeitsring und einem Schutzring

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DE4410972C2 DE19944410972 DE4410972A DE4410972C2 DE 4410972 C2 DE4410972 C2 DE 4410972C2 DE 19944410972 DE19944410972 DE 19944410972 DE 4410972 A DE4410972 A DE 4410972A DE 4410972 C2 DE4410972 C2 DE 4410972C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Netzwerkelement zur Übertragung von Hauptsignaldaten und Nebensignaldaten zwischen einer Vielzahl von in einer Ringkonfiguration verbundenen Netzwerkelementen, die über einen Arbeitsring zur Übertragung von Daten in einer ersten Richtung und einen Schutzring zum Übertragen von Daten in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung verbunden sind.

Ein Verfahren und ein Netzwerkelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2 sind aus der DE 28 43 088 A1 bekannt. Hier werden Hauptsignaldaten in einen ersten Ring und in einen zweiten Ring in unterschiedlichen Richtungen eingefügt. Es wird ferner beschrieben, daß im Fall eines Drahtbruchs nur eine der übertragenen Daten an jeder Terminalstation vorhanden sind. Die Terminals umfassen Einrichtungen zum Senden und Empfangen von Alarmsignalen, wenn ein Übertragungspfad unterbrochen wird.

In COMPUTER DESIGN,. Juli 1983, Seiten 89-92, 94 werden sog. Dual-Loop-Ringübertragungssysteme beschrieben, bei denen in einem normalen Betrieb eine Informationsübertragung auf den primären und sekundären Ringen in entgegengesetzten Richtungen stattfindet. Im normalen Betrieb wird die Primärschleife für eine Datenübertragung verwendet, während eine Sekundärschleife ein vorgegebenes "Idle Pattern" führt. Bei einer Störung wird eine Neukonfiguration des Rings vorgenommen.

In den vergangenen Jahren wurden standardisierte, digitale, synchrone Netzwerke auf der Grundlage von Multiplex- Übertragung vorgeschlagen, beispielsweise SONET (Synchronous Optical Network: Synchrones optisches Netzwerk), welches in Nordamerika das Standardsystem darstellt, sowie SDH (Synchronous Digital Hierarchy: Synchrone Digitalhierarchie), welches das internationale Standardsystem der TU-T (International Telecommunication Union - Telekommunikations- Standardisierungssektor) darstellt. Ein Merkmal derartiger Systeme besteht darin, daß Daten immer in vorbestimmter Weise angeordnet sind. Beispielsweise erfolgt eine Zuordnung für die Übertragung von "Overhead-Information", die zum Betreiben des Netzwerks verwendet wird.

Bei der Bildung eines Ringes kann ein synchrones Netzwerk einen Zweigschutz-Schaltring aufweisen (nachstehend als PPS- Ring bezeichnet). In dem PPS-Ring werden ein primärer Arbeitszweig, der einen momentan verwendeten Zweig darstellt, und ein Schutzzweig als gegensätzlich umlaufende Übertragungszweige verwendet, welche identische, zugeordnete Zeitschlitze aufweisen. Im Falle einer Betriebsstörung in dem primären Arbeitszweig schaltet der PPS-Ring von dem primären Arbeitszweig auf den Schutzzweig um, um hierdurch den Schutz der Signale auf der Leitung herzustellen, beispielsweise so wie in der oben zitierten DE 28 43 088 beschrieben.

Falls in dem Arbeitszweig keine Betriebsstörung vorliegt, übertragen sowohl der Arbeitszweig als auch der Schutzzweig identische Signale. In dem Stand der Technik führt dies zu einer Verschwendung des Schutzzweiges. Um den Schutzzweig wirksam zu nutzen, wird daher bei der Erfindung ein Wiederverwendungssystem vorgesehen, bei welchem der Schutzzweig als ein zusätzlicher Arbeitszweig benutzt wird, um z. B. ein Sub-Signal (Untersignal) zu übertragen, welches sich von dem Hauptsignal unterscheidet, das über den primären Arbeitszweig übertragen wird. Während der Wiederverwendung ist das Signal auf dem Schutzzweig nicht identisch mit jenem auf dem primären Arbeitszweig, und dies stellt eine Unterscheidung gegenüber der typischen PPS- Ringanordnung dar. Daher gibt es in dem Arbeitszweig keinen Schutz. Das Hauptsignal wird auf dem primären Arbeitszweig im Falle einer Netzwerk- Betriebsstörung gerettet.

In dem PPS-Ring, so wie er auch bei der Erfindung verwendet wird, sind mehrere Netzwerkelemente untereinander in einer Ringanordnung verbunden, durch einen primären Arbeitszweig und einen Schutzzweig, die so eingestellt sind, daß sie Signale beispielsweise in Richtung des Uhrzeigersinns bzw. in Richtung des Gegenuhrzeigersinns übertragen, so daß hierdurch eine Doppelringanordnung ausgebildet wird. Identische Zeitschlitze werden sowohl dem primären Arbeitszweig als auch dem Schutzzweig für die Signalübertragung zugeordnet. Es wird nunmehr angenommen, daß bei der Übertragung von Daten von einem Netzwerkelement zu irgendeinem anderen Netzwerkelement beispielsweise ein Arbeitszweig im Uhrzeigersinn und ein Schutzzweig im Gegenuhrzeigersinn zwischen dem sendenden Netzwerkelement und dem empfangenen Netzwerkelement ausgebildet werden. In diesem Fall empfängt das empfangende Netzwerkelement normalerweise Daten über den im Uhrzeigersinn verlaufenden, primären Arbeitszweig. Wenn eine Beeinträchtigung infolge einer Betriebsstörung oder dergleichen andererseits in dem primären Arbeitszweig auftritt, so erfolgt eine Umschaltung von dem primären Arbeitszweig auf den Schutzzweig, so daß das empfangende Element Daten empfangen kann, die über den im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Schutzzweig gesendet werden. Auf diese Weise wird eine Signalübertragung immer über einen Zweig durchgeführt, der eine bessere Qualität aufweist. Allerdings muß in diesem Fall das sendende Netzwerkelement dieselben Daten sowohl auf dem Arbeitszweig als auch auf dem Schutzzweig senden oder übertragen. Daher wird die Anzahl momentan verfügbarer Zweige auf die Hälfte der Anzahl momentan existierender Zweige auf dem Ring verringert.

Bei dem Wiederverwendungssystem entsprechend der Erfindung für eine derartige Ringanordnung wird ein Schutzzweig verwendet, der momentan nicht benutzt wird, und irgendein anderes Signal wird als Sub-Signal zwischen Netzwerkelementen über den Schutzzweig übertragen, unter Verwendung des Schutzzweiges als Arbeitszweig für das andere Signal. Im Gegensatz dazu ist im Stand der Technik eine Selbsteinstellung des Hauptsignals auf dem primären Arbeitszweig zum Schutzzweig unmöglich, da der Schutzzweig nicht verfügbar ist.

Selbst wenn im Stand der Technik der Schutzzweig als ein zweiter Arbeitszweig verwendet wird, ist es allerdings wünschenswert, das Signal auf der Hauptleitung schützen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es,

  • - ein Verfahren, ein Netzwerkelement und ein Netzwerksystem unter Verwendung einer Ringstruktur von einem Arbeitsring und einem Schutzring bereitzustellen, die eine effiziente Wiederverwendung des Arbeitsrings und des Schutzrings ermöglichen und gleichzeitig einen Schutz der auf dem Arbeitsring übertragenen Daten bereitstellen können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Netzwerkelement gemäß Anspruch 2 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch ein Netzwerksystem gemäß Anspruch 4 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein PPS-Ringnetzwerksystem gemäß einem Aspekt der Erfindung ist so aufgebaut, daß Netzwerkelemente eine Umschaltung zwischen einer Querverbindung für einen normalen Schutzzweig und einer Querverbindung für eine Unterleitung oder einen zweiten Arbeitszweig durchführen können. Im Falle einer Betriebsstörung auf einem primären Arbeitszweig überträgt ein Netzwerkelement, welches die Betriebsstörung festgestellt hat, Betriebsstörungsinformation an die anderen Elemente. In dieser Hinsicht relevante Netzwerkelemente stellen eine ordnungsgemäße Querverbindung ein, und gestatten so eine Selbstheilung des Signalzweiges und eine erfolgreiche Übertragung des Signals.

Genauer gesagt ist das PPS-Ringnetzwerk gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung mit mehreren Netzwerkelementen versehen, die untereinander in einer Ringkonfiguration verbunden sind. Jedes der Netzwerkelemente ist mit einer Schalteinheit versehen, die zur Auswahl zwischen Arbeitszweigen und Schutzzweigen auf der Grundlage der Umschaltung zwischen Querverbindungen ausgelegt ist. Jede Schalteinheit weist einen PPS-Ring-Modus (Betriebsart) auf, in welchem eine erste Querverbindung zur Ausbildung eines PPS-Ringes, welcher gegensinnig umlaufende Arbeits- und Schutzzweige verwendet, auf einer Leitung eingerichtet werden kann, sowie einen Wiederverwendungsmodus, in welchem auf der Leitung eine zweite Querverbindung zur Wiederverwendung des Schutzzweiges als zweiter Arbeitszweig für ein unterschiedliches Signal eingestellt werden kann. Die Schalteinheit kann eine Betriebsstörung in dem Arbeitszweig auf dieser Leitung feststellen, und bei Ermittlung einer Betriebsstörung schaltet sie auf die erste Querverbindung um, um die Einstellung des PPS-Ring-Modus zu erzwingen und hierdurch die Datenübertragung über den Schutzzweig zuzulassen. Die Betriebsstörungsinformation kann an jedes Netzwerkelement durch die Verwendung von Overhead-Daten übertragen werden, die in Standard-Kommunikationssystemen vorgesehen sind. Die Schalteinheit kann mit Registern versehen sein, um die erste und zweite Querverbindungsinformation zu speichern.

Das PPS-Ring-Netzwerksystem gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung ist so aufgebaut, daß nach dem Auftreten einer Betriebsstörung in einem primären Arbeitszweig eine Betriebsstörungsinformation von einem eine Betriebsstörung erfassenden Netzwerkelement an andere Netzwerkelemente übertragen wird und relevante Netzwerkelemente die ordnungsgemäße Querverbindung einrichten. Dies gestattet die wirksame Verwendung eines Schutzzweiges zur Wiederverwendung als ein zweiter Arbeitszweig für ein unterschiedliches Signal, wenn es keine Betriebsstörung in dem Arbeitszweig gibt. Im Falle einer Betriebsstörung in dem primären Arbeitszweig ist eine automatische Erholung von der Betriebsstörung dadurch ermöglicht, daß durch Verwendung des Schutzzweiges der ausgefallene primäre Arbeitszweig umgangen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels für ein PPS- Ring-Netzwerk, bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Wiederverwendung in dem PPS-Ring-Netzwerk von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines PPS-Ring-Netzwerks gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines PPS-Ring-Netzwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Hauptschaltbilds eines Netzwerkelements, welches in dem PPS-Ring-Netzwerk von Fig. 4 verwendet wird;

Fig. 6 eine Erläuterung eines Overhead-Bytes, welches in dem PPS-Ring-Netzwerk von Fig. 4 verwendet wird; und

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des PPS- Ring-Netzwerks, wenn in diesem eine Betriebsstörung vorhanden ist.

Vor einer Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen eines PPS-Ring-Netzwerksystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden zunächst ein PPS-Ringsystem und die Wiederverwendung eines Schutzzweiges in dem PPS-Ring beschrieben.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein PPS-Ring so ausgebildet, daß mehrere Netzwerkelemente NE1 bis NE4 miteinander in einer Ringanordnung verbunden sind, durch einen primären Arbeitszweig sowie einen Schutzzweig, die jeweils zur Übertragung von Signalen ausgebildet sind, beispielsweise in Richtung des Uhrzeigersinns und in Gegenuhrzeigersinnrichtung, unter Verwendung identischer Zeitschlitze. Jedes der Netzwerkelemente NE1 bis NE4 kann ein ADM-Gerät (Add-Drop-Multiplex) sein.

Nunmehr wird angenommen, daß eine Datenübertragung von dem Netzwerkelement NE1 zum Netzwerkelement NE4 erfolgt. Dann empfängt das empfangende Netzwerkelement NE4 normalerweise Daten über den Weg, der sich von NE1 über NE2 und NE3 nach NE4 erstreckt, auf dem Arbeitszweig im Uhrzeigersinn. Wenn eine Verschlechterung infolge einer Betriebsstörung oder dergleichen in dem Arbeitszweig auftritt, wird der empfangende Zweig von dem Arbeitszweig auf den Schutzzweig umgeschaltet, so daß das empfangende Element NE4 Daten über den Weg von NE1 nach NE4 auf dem Schutzzweig im Gegenuhrzeigersinn empfängt. Daher führt das PPS-Ringsystem dauernd eine Signalübertragung über einen Zweig durch, welcher die bessere Qualität aufweist. In diesem Fall muß das sendende Netzwerkelement NE1 dieselben Daten sowohl auf dem Schutzzweig als auch auf dem Arbeitszweig übertragen. Dies bedeutet, daß nur die Hälfte der in dem Ringsystem vorhandenen Zweige tatsächlich verfügbar ist.

Bei einer derartigen Ringanordnung ist es das Wiederverwendungssystem, welches - wie in Fig. 2 gezeigt - den Schutzzweig verwendet, der momentan nicht benutzt wird, und diesen Schutzzweig zur Durchführung einer weiteren Signalübertragung einsetzt, beispielsweise vom Netzwerkelement NE1 zum benachbarten Netzwerkelement NE4. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Selbsteinstellung des Signalzweiges auf die Leitung entsprechend dem wiederverwendeten Schutzzweig unmöglich.

Um die Selbsteinstellung des Arbeitszweiges für zumindest eine Hauptleitung zu ermöglichen, selbst wenn mehr als die Hälfte der Zweige des PPS-Ringes für die Wiederverwendung eingesetzt wird, muß der Schutzzweig, der als Unterleitung verwendet wird, abgeschaltet und erneut dem ursprünglichen Schutzzweig zugeordnet werden, für eine Zweigschutzschaltung, wenn ein als Hauptleitung verwendeter Arbeitszweig sich verschlechtert und der Schutzzweig als zweiter Arbeitszweig verwendet wird.

Die bevorzugten Ausführungsformen eines PPS-Ring- Netzwerksystems gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines derartigen Prinzips werden nachstehend beschrieben.

In Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform des PPS-Ringsystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Ein in Fig. 3 gezeigtes PPS-Ringsystem ist beispielsweise mit vier Netzwerkelementen 11, 12, 13 und 14 versehen, die miteinander in einer Ringkonfiguration verbunden sind. Die Netzwerkelemente 11, 12, 13 und 14 sind mit Querverbindungs- Zweigauswahl-Schalteinheiten 21, 22, 23 bzw. 24 versehen.

Die Zweigauswahl-Schaltgeräte 21, 22, 23 und 24 weisen jeweils einen PPS-Ring-Modus und einen Wiederverwendungsmodus auf. In dem PPS-Ring-Modus wird auf einer Leitung 33 eine erste Querverbindung 29 zur Ausbildung eines PPS-Rings eingestellt, welcher einen Arbeitszweig 30 im Uhrzeigersinn und einen Schutzzweig 32 im Gegenuhrzeigersinn verwendet. Andererseits wird in dem Wiederverwendungsmodus eine zweite Querverbindung 34 für die Wiederverwendung des Schutzzweiges 32 auf dem Abschnitt der Leitung 33 zwischen den Netzwerkelementen 14 und 13 eingestellt.

Weiterhin erfaßt jedes der Zweigauswahl-Umschaltgeräte 21, 22, 23 und 24 eine Betriebsstörung in dem Arbeitszweig 30 in der Leitung 33 und schaltet zum Zeitpunkt des Auftretens einer Betriebsstörung von der zweiten Querverbindung 34 auf die erste Querverbindung 29 um, um so die Einstellung des PPS-Ring-Modus zu erzwingen und auf diese Weise eine Datenübertragung über den Schutzzweig 32 zu ermöglichen. Jedes der Netzwerkelemente wird durch den Overhead übertragener Daten von dieser Betriebsstörung in Kenntnis gesetzt.

In dem PPS-Ringsystem von Fig. 3 wird beispielsweise eine Hauptleitungsinformation unter Verwendung des Weges vom Netzwerkelement 11 zum Netzwerkelement 12 als Arbeitszweig 30 und unter Verwendung des Weges vom Netzwerkelement 11 über die Netzwerkelemente 14, 13 zum Netzwerkelement 12 als Schutzzweig 32 übertragen, und eine Unterleitungsinformation während der Wiederverwendung wird vom Netzwerkelement 14 zum Netzwerkelement 13 unter Verwendung eines Abschnitts des Schutzzweiges 32 übertragen. Die voranstehend erwähnte Overhead-Information wird zwischen sämtlichen Netzwerkelementen übertragen. Im Falle des Auftretens einer Hauptleitungs-Betriebsstörung wird Information, welche das Auftreten der Betriebsstörung anzeigt, an die Netzwerkelemente 11, 12, 13 und 14 durch Overhead-Information geschickt, so daß die Wiederverwendungs-Unterleitung durch die Schaltgeräte 21, 22, 23 und 24 abgetrennt wird, wodurch der Schutzzweig 32 so arbeiten kann, wie er es ursprünglich sollte.

In dem PPS-Ringsystem von Fig. 3 ermöglichen die Schaltgeräte 21, 22, 23 und 24 in den Netzwerkelementen 11, 12, 13 und 14 eine Umschaltung zwischen der ersten Querverbindung für den normalen Schutzzweig und der zweiten Querverbindung für den Betrieb als zweiter Arbeitszweig, und stellen die geeignete Querverbindung im Falle einer Arbeitszweig-Betriebsstörung ein. Dies ermöglicht eine automatische Einstellung des Signalzweiges von dem gestörten Arbeitszweig auf den Schutzzweig, obwohl der Schutzzweig als zweiter Arbeitszweig eingesetzt wurde.

Daher kann das PPS-Ringsystem von Fig. 3 den Schutzzweig als zweiten Arbeitszweig für ein zweites Signal nutzen, wenn der Arbeitszweig normal arbeitet (Wiederverwendungsmodus) und den primären Arbeitszweig unter Verwendung des Schutzzweiges umgehen, wenn ersterer ausfällt, wodurch die Selbsteinstellung des Ringes ermöglicht wird.

Auf diese Weise kann der Ring dadurch wirksam eingesetzt werden, daß zugelassen wird, daß ein Hauptleitungssignal in einen Zweig auf der Grundlage der ersten Querverbindungsinformation fließt, und ein Unterleitungssignal niedriger Priorität auf der Grundlage der zweiten Querverbindungsinformation fließt.

In Fig. 4 ist eine detailliertere, zweite Ausführungsform des PPS-Ringsystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Das PPS-Ring-Netzwerksystem von Fig. 4 ist mit sechs Stationen 51, 52, 53, 54, 55 und 56 versehen, die im wesentlichen auf dieselbe Weise wie in Fig. 3 miteinander in einer Ringanordnung verbunden sind. Jede dieser Stationen 51 bis 56 weist dieselbe Anordnung auf, und ihr jeweiliger Hauptabschnitt ist so aufgebaut, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

Ein Netzwerkelement, welches eine Station bildet, umfaßt einen Detektor 101 für einen Zweig-Overhead (POH), einen Betriebsstörungsdetektor 102, ein erstes Register 103, ein zweites Register 104, einen Selektor 105 und eine Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106. Wie dargestellt, gelangt ein Datensignal 108 durch den POH 101 und die Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106.

Der Betriebsstörungs-Detektor 102 erfaßt jede Betriebsstörung in dem Netzwerk auf der Grundlage eines Zweig-Overhead-Bytes einschließlich Betriebsstörungsinformation, welche von dem Zweig-Overhead-Detektor 101 aus einem Hauptsignal von einer anderen Station auf dem Ring erfaßt wird. Das erste Register 103 enthält eine erste Querverbindungsinformation für den PPS-Ring, während das zweite Register 104 eine zweite Querverbindungsinformation für eine Wiederverwendung enthält. Die zweite Querverbindungsinformation wird in das zweite Register 104 durch eine CPU (Central Processing Unit: Zentrale Bearbeitseinheit) 107 eingegeben, falls erforderlich. Die erste Querverbindungsinformation kann ebenfalls vorher in das erste Register 103 von der CPU 107 eingegeben werden. Der Selektor 105 wählt entweder das erste oder das zweite Register 103 bzw. 104 aus, entsprechend der Leitungsbenutzung, wenn keine Netzwerk-Betriebsstörung in dem Betriebsstörungsdetektor 102 ermittelt wird. Wird eine Netzwerk-Betriebsstörung festgestellt, so wird andererseits der Selektor 105 dazu gezwungen, das erste Register 103 für den PPS-Ring auszuwählen, selbst wenn bislang das zweite Register 104 für die Wiederverwendung ausgewählt worden war. Die Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 führt eine Zeitschlitzzuordnung (TSA) für ein Hauptsignal durch, welches von einer anderen Station über den Zweig-Overhead-Detektor 101 empfangen wurde, für ein Hauptsignal zum oder vom zugeordneten Endgerät der entsprechenden Station, und für ein Hauptsignal zu einer anderen Station auf dem Ring, abhängig von dem Zustand des Selektors 105, wodurch die richtigen Querverbindungen eingerichtet werden.

Die Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 führt bei jedem Zeitschlitz die Vorgänge des Durchlassens, Wegfallenlassens oder Addierens durch. Bei dem Durchlaßvorgang gelangt das Signal bezüglich eines bestimmten Zeitschlitzes des Datensignals 108, welches von einer anderen Station über den Zweig-Overhead-Detektor 101 empfangen wurde, durch die Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 und wird von der Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 an eine andere Station auf dem Ring ausgegeben. Bei dem Wegfallvorgang wird das Signal bezüglich eines bestimmten Zeitschlitzes des Datensignals 108, welches von einer anderen Station über den Zweig-Overhead-Detektor 101 empfangen wurde, aus dem bestimmten Zeitschlitz durch die Zeitschlitz- Zuordnungsvorrichtung 106 herausgezogen und von der Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 an das zugehörige Endgerät der entsprechenden Station ausgegeben. Als Ergebnis des Wegfallvorgangs wird der Zeitschlitz leer, welcher dem herausgezogenen Signal zugeordnet war. Bei dem Addiervorgang wird das von dem zugeordneten Endgerät eingegebene Datensignal 108 dem leeren Zeitschlitz auf dem Datensignal 108 durch die Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 zugeordnet, und von der Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 an eine andere Station auf dem Ring ausgegeben.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein Zweig-Overhead-Byte. In der ersten bis vierten Bitposition ist eine Gültigkeits/Ungültigkeitsinformation angeordnet, welche anzeigt, ob in dem Zweig-Overhead-Byte enthaltene Information gültig oder ungültig ist (beispielsweise könnte "1001" anzeigen, daß die Information gültig ist; andere Werte könnten eine Ungültigkeit anzeigen). In der fünften bis siebten Bitposition wird ein Störindikator angeordnet, welcher den Betriebsstörungszustand des Arbeitszweiges anzeigt (beispielsweise könnte "111" das Auftreten einer Betriebsstörung in dem Arbeitszweig anzeigen; "000" könnte anzeigen, daß der Arbeitszweig normal arbeitet). In der achten Bitposition wird Zweiginformation angeordnet, welche anzeigt, ob der das Overhead-Byte tragende Zweig der Arbeitszweig oder der Schutzzweig ist (beispielsweise könnte "0" den Arbeitszweig bezeichnen; und "1" könnte den Schutzzweig anzeigen).

Nachstehend wird der Betrieb des auf diese Weise aufgebauten PPS-Ringes beschrieben.

Zur Durchführung einer Zweigumschaltung während der Wiederverwendung des Netzwerkelements wird bei jeder der Stationen 51 bis 56 zugelassen, daß sie zwei Stücke an Querverbindungsinformation zur Ausbildung von Ringzweigen aufweist, also eine erste und eine zweite Querverbindungsinformation. Wie voranstehend erläutert, wird die erste Querverbindungsinformation, welche Information für den normalen PPS-Ring-Modus darstellt, zuerst verwendet, um PPS-Ring-Zweige auszubilden. Die zweite Querverbindungsinformation, welche gültige Information nur für den Schutzzweig darstellt, wird zur Ausbildung eines Zweiges zur Wiederverwendung als zweiter Arbeitszweig verwendet.

Ein Zweig-Overhead-Byte, welches verschiedene Informationen trägt, wird auf der Grundlage der ersten Querverbindungsinformation über einen PPS-Ring-Zweig durchgelassen. Es wird darauf hingewiesen, daß ein verfügbares Byte (beispielsweise das G3-Byte) in dem Zweig- Overhead auf der SPE (Synchronous Payload Envelope: Synchron- Nutzlast-Hülle) von SONET/SDH als das Zweig-Overhead-Byte verwendet wird.

Das Zweig-Overhead-Byte wird von dem POH-Detektor 101 und dann von der Zeitschlitz-Zuordnungsvorrichtung 106 empfangen, welche eine Querverbindung durchführt. Eine Umschaltung zwischen der ersten und der zweiten Querverbindungsinformation erfolgt auf der Grundlage der Information, die in dem Overhead-Byte enthalten ist. Das Overhead-Byte wird ausgegeben, durchgelassen oder weggelassen bei dem Signal 108 entsprechend der ersten Querverbindungsinformation, wie voranstehend erläutert wurde. Die Overhead-Byte-Information wird dann in einem Netzwerkelement erzeugt, in welchem ein Signal 108 zugefügt wird.

Die Overhead-Information wird entsprechend der ersten Querverbindungsinformation übertragen. Ob der Arbeitszweig oder der Schutzzweig verwendet werden soll, wird entsprechend dem Zweigzustands-Informationsbit in dem Zweig-Overhead-Byte festgelegt. Handelt es sich um den Arbeitszweig, so wird die erste Querverbindungsinformation fest gewählt. Handelt es sich um den Schutzzweig und wurden sowohl die erste als auch die zweite Querverbindungsinformation eingestellt, dann erfolgt eine Umschaltung.

Die Umschaltung erfolgt auf nachstehende Weise. Der Arbeitszweig wird normal eingestellt, so daß die Hauptleitungs-Sendedaten fließen können, und daraufhin wird der Gegenrichtungs-Schutzzweig in dem ersten Register 103 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt fließen die Hauptleitungs- Sendedaten auch durch den Schutzzweig. Zur wirksamen Nutzung des Schutzzweiges wird daraufhin ein Wiederverwendungszweig in dem zweiten Register 104 auf der Schutzseite eingestellt. Dann wird das Overhead-Byte erfaßt, um den Zustand des Arbeitszweiges zu überwachen. Ist dieser normal, so wird das zweite Register 104 ausgewählt, um einen Zweig einzustellen. Ist er nicht normal, so wird das erste Register 103 ausgewählt, um einen Zweig einzustellen. Auf diese Weise wird das Netzwerk normalerweise in den Wiederverwendungszustand versetzt. Tritt in dem Arbeitszweig eine Betriebsstörung auf, dann tritt das Netzwerk in den PPS-Ring-Zustand ein. In diesem Zustand wird der empfangene Overhead auf der Grundlage eines erkannten Musters in dem Overhead-Byte aktualisiert, wodurch die Gefahr einer anormalen Umschaltung verhindert wird.

Der in Fig. 4 gezeigte Ring mit sechs Stationen wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 4 zeigt den normalen Zustand, in welchem der Schutzzweig als ein Wiederverwendungszweig für eine Unterleitung verwendet wird. Eine Hauptleitung 40 erstreckt sich von der Station 51 über die Station 52 zur Station 53, und eine Unterleitung 42 erstreckt sich von der Station 56 zur Station 55 sowie von der Station 55 zur Station 54. In diesem Fall werden, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Overhead-Byte NW, welches Normal/Arbeitszweig anzeigt, und ein Overhead-Byte NP, welches Normal/Schutzzweig anzeigt, übertragen.

Fig. 7 zeigt den Zustand, bei welchem in dem Arbeitszweig 40 eine Betriebsstörung oder eine Unterbrechung 44 aufgetreten ist. In diesem Fall kann der Schutzzweig nicht länger als der Wiederverwendungs- oder zweite Arbeitszweig 42 eingesetzt werden. Der ursprüngliche Schutzzweig 46 wird dazu verwendet, den ausgefallenen Arbeitszweig zu ersetzen, wodurch eine Rettung des Netzwerks ermöglicht wird.

Es wird angenommen, daß - wie in Fig. 7 gezeigt - die Unterbrechung 44 in dem Arbeitszweig zwischen den Stationen 52 und 53 aufgetreten ist. Dann erstreckt sich die Hauptleitung von der Station 51 über die Stationen 56, 55 und 54 zur Station 53 auf dem Schutzzweig 46, und es ist keine Unterleitung für eine Wiederverwendung verfügbar. In diesem Fall werden das Overhead-Byte NW, welches Normal/Arbeitszweig anzeigt, und das Overhead-Byte AP, welches Anormal/Schutzzweig anzeigt, wie in Fig. 7 gezeigt, übertragen. Auf diese Weise kann die wirksame Nutzung der PPS-Ring-Leitungen erzielt werden.

Wenn daher keine Betriebsstörung auf dem Ring vorliegt, kann das Wiederverwendungssystem verwendet werden, welches doppelt so viele Zweige wirksam nutzt wie der momentane Zustand. Darüber hinaus kann die Hauptleitung auf gewöhnliche Weise eingesetzt werden. Weiterhin ist ein Erkennungsmuster in einem Schaltbefehls-Übertragungs-Overhead-Byte enthalten, wodurch verhindert wird, daß eine falsche Umschaltung erfolgt.

Die PPS-Ring-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Der Ring kann beispielsweise eine unterschiedliche Anzahl an Stationen aufweisen als bei den Ausführungsformen gezeigt wurde. Selbst wenn jedes Netzwerkelement anders angeordnet ist als bei der Anordnung von Fig. 5, muß es so nur angeordnet sein, daß es im wesentlichen dieselbe Einrichtung wie die in Fig. 3 gezeigten Schalteinheiten aufweist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Übertragung von Hauptsignaldaten und Nebensignaldaten zwischen einer Vielzahl von in einer Ringkonfiguration verbundenen Netzwerkelementen (NE1- NE4; 11-14; 51-56), die über einen Arbeitsring zur Übertragung von Daten in einer ersten Richtung und einen Schutzring zum Übertragen von Daten in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung verbunden sind, umfassend die folgenden Schritte:
  • a) Einfügen von Hauptsignaldaten von einem Hauptsignaldaten-sendenden Netzwerkelement (z. B. 11) gleichzeitig in den Arbeitsring (30) in der ersten Richtung und in den Schutzring (32) in der zweiten Richtung;
  • b) Abzweigen der Hauptsignaldaten von einem Hauptsignaldaten-empfangenden Netzwerkelement (z. B. 12) aus dem Arbeitsring (30), wenn keine Betriebsstörung im Arbeitsring vorliegt, oder aus dem Schutzring (32), wenn eine derartige Betriebsstörung im Arbeitsring vorliegt;
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • a) Einfügen von Nebensignaldaten von einem Nebensignaldaten-sendenden Netzwerkelement (z. B. 14) nur in den Schutzring (32), wenn keine Betriebsstörung im Arbeitsring vorliegt; und
  • b) Abzweigen der Nebensignaldaten von einem Nebensignaldaten-empfangenden Netzwerkelement (z. B. 13) aus dem Schutzring (32), wenn keine Betriebsstörung im Arbeitsring vorliegt;
  • c) Erfassen einer Betriebsstörung im Arbeitsring und Einfügen einer Betriebsstörungskennung in die Hauptsignaldaten, die in den Schutzring eingefügt werden;
  • d) Erkennen der Betriebsstörungskennung und Weiterleiten der Hauptsignaldaten auf dem Schutzring (32) in Nebensignaldaten-sendenden bzw. -empfangenden Netzwerkelementen (z. B. 14, 13); und
  • e) wobei Netzwerkelemente, die weder Hauptsignaldaten noch Nebensignaldaten einfügen bzw. abzweigen Daten auf dem Arbeitsring (30) bzw. Schutzring (32) weiterleiten.
2. Netzwerkelement (NE1-NE4; 11-14; 51-56) zum Senden/- Empfangen von Daten an einen/von einem Arbeitsring in einer ersten Richtung und an einen/von einem Schutzring in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung, umfassend:
  • 1. einen ersten Betriebsstörungs-Detektor (102) zum Erfassen einer Betriebsstörung in dem Arbeitsring;
  • 2. eine Verbindungseinheit (21-24, 101-108),
    • 1. die in einem Hauptsignaldateneinfügungs- Verbindungszustand Hauptsignaldaten von einer ersten Verbindungsleitung gleichzeitig sowohl in den Arbeitsring in die erste Richtung als auch in den Schutzring in die zweite Richtung einfügt, wenn keine Betriebsstörung erfasst wird; und
    • 2. die in einem Hauptsignaldatenabzweigungs- Verbindungszustand Hauptsignaldaten in die erste Verbindungsleitung aus dem Arbeitsring, wenn keine Betriebsstörung erfasst wird, oder aus dem Schutzring, wenn eine Betriebsstörung erfasst wird, abzweigt;
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Verbindungseinheit (21-24, 101-108) ferner:
    • 1. in einem Nebensignaldateneinfügungs- Verbindungszustand Nebensignaldaten von einer zweiten Verbindungleitung nur in den Schutzring einfügt;
    • 2. in einem Nebensignaldatenabzweigungs- Verbindungszustand Nebensignaldaten nur aus dem Schutzring in die zweite Verbindungsleitung abzweigt; und
    • 3. in einem Weiterleitungs-Verbindungszustand Daten in dem Arbeitsring bzw. dem Schutzring weiterleitet;
  • b) der erste Betriebsstörungs-Detektor (102) bei Erfassen einer Betriebsstörung in dem Arbeitsring eine Betriebsstörungskennung in die Hauptsignaldaten in dem Schutzring einfügt; und
  • c) ein zweiter Betriebsstörungskennungs-Detektor (101) eine Betriebsstörungskennung in den Hauptsignaldaten in dem Schutzring erfasst; und
  • d) eine Übertragungssteuereinrichtung vorgesehen ist, zum Umschalten der Verbindungseinheit (101-108) in den Weiterleitungs-Verbindungszustand, wenn der zweite Betriebsstörungskennungs-Detektor (101) die Betriebsstörungskennung detektiert.
3. Netzwerkelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinheit (101-108) ein erstes Register (103) und ein zweites Register (104) zum Speichern von Verbindungsinformation umfasst.
4. Netzwerksystem umfassend wenigstens vier Netzwerkelemente nach Anspruch 2 oder 3, die über den Arbeitsring bzw. Schutzring in einer Ringkonfiguration untereinander verbunden sind.
5. Netzwerksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerksystem ein Netzwerk gemäß dem SONET Standard ist.
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