DE60100290T2 - Synchronisierungsschaltung zum Multiplexen/Demultiplexen optischer Signale - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die optische Kommunikationstechnik, und insbesondere Knoten für optische Kommunikationsnetze, die die Bereitstellung von optischen Signalen unterstützen.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Ein typisches optisches Kommunikationsnetz, das der SONET-Norm für synchrone optische Netze entspricht, umfaßt eine Gruppe von Knoten, die durch Glasfaserkabel miteinander verbunden sind. Wenn das optische Kommunikationsnetz auf Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) basiert, kann jede Glasfaser mehrere verschiedene optische Signale gleichzeitig übertragen, wobei jedes verschiedene optische Signal auf einer anderen Wellenlänge übertragen wird. Allgemein können die verschiedenen optischen Signale, die über eine einzelne Glasfaser übertragen werden, verschiedene Datenübertragungsgeschwindigkeiten aufweisen. Einige optische Signale können zum Beispiel OC3-Signale mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 155 Megabit/Sekunde (Mb/s) sein, während andere optische Signale OC12-Signale mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 622 Mb/s sein können und wieder andere OC48-Signale mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 2,5 Gigabit/Sekunde (Gb/s).
  • In konventionellen auf SONET basierenden optischen Kommunikationsnetzen ist jeder Knoten mit einem Schaltsystem konfiguriert, das zur Bereitstellung von optischen Signalen zur Kommunikation mit anderen Knoten über ihre jeweiligen optischen Verbindungen vorgesehen ist. Allgemein bezieht sich die Bereitstellung von optischen Signalen mindestens auf (1) das Hinzufügen eines neuen optischen Signals zur Kommunikation, (2) das Löschen eines vorhandenen optischen (d. h. Live-) Signals, (3) das Erhöhen der Datenübertragungsgeschwindigkeit eines vorhandenen optischen Signals („Upgrade" genannt), oder (4) das Herabsetzen der Datenübertragungsgeschwindigkeit eines vorhandenen optischen Signals („Downgrade" genannt). In konventionellen Knoten für auf SONET basierende optische Kommunikationsnetze werden für verschiedene optische Signalübertragungsgeschwindigkeiten verschiedene Platinen vorgesehen. Ein bestimmter Knoten kann zum Beispiel eine oder mehrere Platinen aufweisen, die vorgesehen sind, um nur OC3-Signale zu handhaben, eine oder mehrere Platinen, die vorgesehen sind, um nur OC12-Signale zu handhaben, und eine oder mehrere zusätzliche Platinen, die vorgesehen sind, um nur OC48-Signale zu handhaben.
  • Ein typischer Knoten für ein auf SONET basierendes optisches DWDM-Kommunikationsnetz, das zum Beispiel 40 verschiedene Wellenlängen pro Faser verwendet, kann mit einer unterschiedlichen Anzahl von OC3-, OC12- und OC48-Platinen konfiguriert werden, die zusammengenommen bis zu 40 verschiedene Customer-Signale bereitstellen können, um über eine bestimmte Glasfaser mit einem anderen Knoten zu kommunizieren. Theoretisch ist jede DWDM-Wellenlänge in der Lage, das Signal mit der höchsten Bandbreite (z. B. OC48) zu unterstützen. In diesem Beispiel werden die Wellenlängen, die den optischen OC3- oder OC12-Signalen zugewiesen werden, hinsichtlich ihrer verfügbaren Bandbreite nicht voll ausgenutzt. Ein Knoten, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt, wird in US-A-5 757 793 offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erfindungsgemäßer Knoten wird in Anspruch 1 dar gelegt, wobei bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen dargelegt werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltsystem für Knoten in optischen Kommunikationsnetzen, wie z. B. auf SONET basierende optische DWDM-Kommunikationsnetze, die eine effizientere Ausnutzung der verfügbaren Datenbandbreite ermöglichen. D. h., gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist eine einzige Platine für einen Knoten in der Lage, mehrere verschiedene ausgehende Customer-Signale (z. B. OC3/OC12-Signale) in ein einziges ausgehendes optisches Signal mit optimaler Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. ein optisches OC48-Signal) zu packen, um es auf einer bestimmten Wellenlänge über eine Glasfaser zu einem anderen Knoten zu übertragen. Die Platine ist auch in der Lage, mehrere verschiedene eingehende Customer-Signale aus einem einzigen eingehenden optischen Signal mit optimaler Übertragungsgeschwindigkeit zu entpacken, die über die gleiche oder eine andere Glasfaser vom anderen Knoten empfangen werden. Diese verschiedenen ausgehenden und eingehenden Customer-Signale können außerdem unterschiedliche Datenübertragungsgeschwindigkeiten aufweisen (d. h., sowohl OC3- als auch OC12-Signale werden in ein einziges optisches OC48-Signal gepackt).
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein optisches DWDM-Kommunikationsnetz, das 40 verschiedene Wellenlängen pro Glasfaser verwendet, wobei jede Wellenlänge ein anderes optisches OC48-Signal unterstützen kann, ist jede Platine in jedem Knoten des Netzes zum Beispiel in der Lage, (1) bis zu acht verschiedene ausgehende OC3/OC12-Customer-Signale in ein einziges ausgehendes optisches OC48-Signal zu packen, das auf einer der 40 DWDM-Wellenlängen übertragen wird, und (2) bis zu acht verschiedene eingehende OC3/OC12-Customer-Signale aus einem einzigen eingehenden optischen OC48-Signal zu entpacken, das auf der gleichen DWDM-Wellenlänge übertragen wird. Jeder Knoten kann mit 40 solcher Platinen für jedes Paar ausgehender und eingehender Glasfasern (oder für jede Glasfaser bei bidirektionaler Kommunikation mit einer Faser) konfiguriert werden, wobei jede Platine ein anderes Paar ausgehender und eingehender zusammengesetzter optischer OC48-Signale handhabt, die jeweils auf einer der 40 DWDM-Wellenlängen gesendet werden. Solch eine Ausführungsform ist daher in der Lage, bis zu 320 verschiedene Paare ausgehender und eingehender Customer-Signale pro Glasfaserpaar zu unterstützen, im Gegensatz zum Stand der Technik, der nur auf 40 verschiedene Paare von Customer-Signalen je Glasfaserpaar beschränkt ist.
  • In bestimmten Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der optischen Netzwerke, die DWDM oder die Zeitmultiplex-Technologie (TDM) und SONET/SDH (Synchronous Digital Hierarchy) zum Multiplexen und Demultiplexen gemischter optischer OC3/OC12-Signale in/aus einem optischen DWDM-OC48-Signal verwenden, um die effektive Ausnutzung der Netzwerkkapazität zu erhöhen. Die Erfindung spricht das Komplexitätsproblem der Offline- und Inline-Bereitstellung zum Hinzufügen/Löschen/Upgraden/Downgraden von gemischten Signalen an, während sie die Betriebsunterbrechung der Live-Signale gleichzeitig verringert. Die Erfindung dient der Vereinfachung der obigen Bereitstellung durch eine auf Algorithmus basierende, automatische Zuweisung der STS3-Zeitschlitze in OC48-Datenübertragungsblöcken auf die bereitgestellten gemischten Signale und durch automatische Übertragung und Anwendung der Anschlußnummer auf die STS3-Zeitschlitzabbildung sowohl in multiplexierenden als auch in demultiplexierenden Knoten.
  • Dem Stand der Technik entsprechend erfordert das Multiplexen und Demultiplexen von optischen OC3/OC12-Signalen die manuelle Abbildung der STS3-Zeitschlitze auf die Signale. Es findet keine Übertragung der Abbildung zwischen multiplexierenden und demultiplexierenden Knoten statt. Der Nachteil des Stands der Technik ist, daß jedes Hinzufügen/Löschen/Upgraden/Downgraden eines OC3/OC12-Signals erfordert, daß die vorhandene Zeitschlitzzuweisungsabbildung abgerufen wird und die STS3-Zeitschlitze sowohl in multiplexierenden als auch in demultiplexierenden Knoten manuell neu zugewiesen werden. Bei einem Upgrade von OC3 auf OC12 oder beim Hinzufügen eines neuen OC12-Signals kann die Bereitstellung eine Neuabbildung der vorhandenen Signale auf neue STS3-Zeitschlitze erfordern, was dazu führen kann, daß diese Signale aufgrund der fehlenden Synchronisation zwischen dem multiplexierenden und demultiplexierenden Knoten relativ lange Zeit ausbleiben. Die manuelle Abbildung der STS3-Zeitschlitze ist relativ zeitraubend und anfällig für Dateneingabefehler. Sie kann in Anwendungen akzeptabel sein, bei denen die Signale nur einmal während ihrer gesamten Lebensdauer bereitgestellt werden. In TDM/DWDM-Netzen jedoch ist der Netzwerkbetreiber daran interessiert, die im Netz multiplexierten OC3/OC12-Signale häufig neu bereitzustellen, um wechselnde Bitratenanforderungen und wechselnde Signaleigentümer zu ermöglichen.
  • In einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein erster Knoten für ein optisches Kommunikationsnetz, wobei der erste Knoten ein Schaltsystem aufweist, umfassend (a) eine erste Gruppe aus einem oder mehreren Empfängern, die konfiguriert sind, um ein eingehendes Customer-Datensignal und einen Customer-Takt aus jedem des einen oder der mehreren eingehenden elektrischen Customer-Signale zu erzeugen; (b) eine erste Takt-und-Datenwiedergewinnungsschaltung (CDR), die konfiguriert ist, um ein erstes eingehendes Datensignal und einen ersten Eingangstakt aus einem eingehenden elektrischen Signal zu erzeugen, das ein drittes Datenübertragungsblockformat mit einer dritten Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist; (c) einen lokalen Taktgeber, der konfiguriert ist, um einen lokalen Takt zu erzeu gen; (d) Multiplexierschaltungen, die konfiguriert sind, um das oder die eingehenden Customer-Datensignale zu einem ausgehenden Datensignal zu kombinieren, das das dritte Datenübertragungsblockformat aufweist; (e) Demultiplexierschaltungen, die konfiguriert sind, um das erste eingehende Datensignal in ein oder mehrere ausgehende Customer-Datensignale aufzuspalten; (f) eine Gruppe aus einem oder mehreren Sendern, die konfiguriert sind, um jedes ausgehende Customer-Datensignal als ein ausgehendes elektrisches Customer-Datensignal zu senden; und (g) Synchronisierschaltungen, die konfiguriert sind, um einen Multiplexiertakt für die Multiplexierschaltungen und einen Demultiplexiertakt für die Demultiplexierschaltungen aus dem oder den Customer-Takten, dem ersten Eingangstakt und dem lokalen Takt zu wählen.
  • Die vorliegende Erfindung erlaubt die leicht durchführbare, schnelle, dateneingabe- und übertragungsfehlerfreie, automatische Offline- und Inline-Bereitstellung der SONET/SDH-Punkt-zu-Punkt-Konfiguration der multiplexierenden und demultiplexierenden Knoten in TDM- oder DWDM-Netzwerken.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung, die Ansprüche im Anhang und die beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht, wobei:
  • 1 einen Teil eines optischen Kommunikationsnetzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, der eine Add/Drop-Konfiguration aufweist;
  • 2 einen Teil eines optischen Kommunikationsnetzes gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, der eine Add/Continue-Konfiguration aufweist;
  • 3 ein codeunabhängiges Diagramm eines konventionellen OC48-Datenübertragungsblockformats zeigt;
  • 4 ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung zeigt, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implementiert wird, um ein vorhandenes OC3- oder OC12-Abwärtssignal zu löschen;
  • 5 ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung zeigt, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implemeniert wird, um ein neues OC3-Abwärtssignal hinzuzufügen;
  • 6 ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung zeigt, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implementiert wird, um ein neues OC12-Abwärtssignal hinzuzufügen;
  • 7 ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung zeigt, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implementiert wird, um ein vorhandenes OC3-Abwärtssignal in ein neues OC12-Abwärtssignal umzuwandeln;
  • 8 ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung zeigt, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implementiert wird, um ein vorhandenes OC12-Abwärtssignal in ein neues OC3-Abwärtssignal umzuwandeln;
  • 9 ein Flußdiagramm der Neuabbildungsverarbeitung zeigt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung implementiert wird, um eine neue Abbildung für ein OC48-Datenübertragungsblockformat zu ermitteln, wenn ein neues OC12-Signal zu einer bestehenden (d. h. alten) Abbildung hinzugefügt werden muß;
  • 10 die Verarbeitung zeigt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung implementiert wird, um eine Sequenz von Abbildungsänderungen durch zuführen, damit ein OC48-Datenübertragungsblockformat von einer alten Abbildung auf eine neue Abbildung neu abgebildet wird, um einen Vierer für ein neues OC12-Signal verfügbar zu machen;
  • 11 ein Flußdiagramm von Teil 1 des Abbildungsvorgangs im multiplexierenden Knoten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ein Flußdiagramm des Abbildungsvorgangs im demultiplexierenden Knoten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 ein Flußdiagramm von Teil 2 des Abbildungsvorgangs im multiplexierenden Knoten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 ein Blockdiagramm einer Schnittstellenschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die die Bereitstellungsverarbeitung durchführt;
  • 15 ein Blockdiagramm der Multiplexier/Demultiplexier-Synchronisierschaltung für die Mux/Demux-Platine des Knotens 1 von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ein Zustandsübergangsdiagramm zeigt, das den Schutz eines Multiplexiertakts der Priorität 3 durch einen Sicherungstakt der Priorität 2 modelliert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 17 und 18 Zustandsübergangsdiagramme zeigen, die den Schutz eines Multiplexiertakts der Priorität 3 und eines Sicherungstakts der Priorität 2 durch einen Sicherungstakt der Priorität 1 zeigen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt einen Teil eines optischen Kommunikationsnetzes 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 1 zwei Knoten des Netzes 100 – Knoten 1 102 und Knoten 2 104 – die durch vier unidirektionale Glasfasern 106, 108, 110 und 112 miteinander verbunden sind. Allgemein kann das Netz 100 eine beliebige Zahl von Knoten aufweisen, die in jeder möglichen Topologie miteinander verbunden sind. Zudem können die Knoten 1 und 2 durch zusätzliche Glasfasern miteinander verbunden sein.
  • Nur zu Erläuterungszwecken wird Knoten 1 als vorgeschalteter Knoten bezeichnet, und Knoten 2 als nachgeschalteter Knoten. Daher werden die unidirektionalen Glasfasern 106 und 108 verwendet, um optische Signale von Knoten 1 zum Knoten 2 zu übertragen, während die unidirektionalen Glasfasern 110 und 112 verwendet werden, um optische Signale von Knoten 2 zum Knoten 1 zu übertragen. Die Kommunikation zwischen Knoten 1 und 2 ist mit einem „1 + 1" Fehlerschutz konfiguriert, so daß die Glasfaser 106 (willkürlich) als Arbeitsglasfaser gelten kann, während die Glasfaser 108 die physikalisch getrennte Schutzglasfaser ist, die für Übertragungen vom Knoten 1 zum Knoten 2 gewählt wird, wenn ein Fehler in der Glasfaser 106 erkannt wird (z. B. durchtrennte Glasfaser). Dementsprechend kann die Glasfaser 110 (willkürlich) als Arbeitsglasfaser gelten, während die Glasfaser 112 die physikalisch getrennte Schutzglasfaser ist, die für Übertragungen vom Knoten 2 zum Knoten 1 gewählt wird, wenn ein Fehler in der Glasfaser 110 erkannt wird.
  • Wie in 1 angezeigt, empfängt der Knoten 1 bis zu acht verschiedene eingehende Signale 114 von seinen lokalen Customern, wobei diese eingehenden Customer-Signale eine beliebige Kombination aus OC3- und OC12-Signalen sein können. Knoten 1 kombiniert (d. h. multi plexiert und konvertiert) diese eingehenden Customer-Signale zu zwei Kopien eines einzigen optischen OC48-Signals, die sowohl von der Arbeitsglasfaser als auch von der Schutzglasfaser 106 und 108 zum Knoten 2 übertragen werden. Knoten 2 empfängt die zwei Kopien des optischen OC48-Signals von den Glasfasern 106 und 108, wählt eine der Kopien (d. h. standardmäßig die Kopie von der Arbeitsglasfaser 106), und trennt (d. h. konvertiert und demultiplexiert) das gewählte optische OC48-Signal auf, um bis zu acht entsprechende ausgehende OC3- und OC12-Signale 116 an seine lokalen Customer bereitzustellen.
  • Analog dazu empfängt Knoten 2 bis zu acht verschiedene eingehende Signale 118 von seinen lokalen Customern, wobei diese eingehenden Customer-Signale eine beliebige Kombination aus OC3- und OC12-Signalen sein können, und kombiniert (d. h. multiplexiert und konvertiert) diese eingehenden Customer-Signale zu zwei Kopien eines einzigen optischen OC48-Signals, die sowohl von der Arbeitsglasfaser als auch von der Schutzglasfaser 110 und 112 zum Knoten 1 übertragen werden. Knoten 1 empfängt die zwei Kopien des optischen OC48-Signals von den Glasfasern 110 und 112, wählt eine der Kopien (d. h. standardmäßig die Kopie von der Arbeitsglasfaser 110), und trennt (d. h. konvertiert und demultiplexiert) das gewählte optische OC48-Signal auf, um bis zu acht entsprechende ausgehende OC3- und OC12-Signale 120 an seine lokalen Customer bereitzustellen.
  • Um diese Funktionalität zu erfüllen, ist der Knoten 1 mit einem Multiplexer (Mux) 122 konfiguriert, der bis zu acht verschiedene elektrische OC3/OC12-Signale (die den verschiedenen eingehenden Customer-Signalen entsprechen, die von den Customern des Knotens 1 empfangen werden) in ein elektrisches OC48-Signal umwandelt, mit einem elektrisch-optischen Wandler (z. B. Laser) 124, der das elektrische OC48-Signal in ein optisches OC48-Signal umwandelt, und mit einem Leistungsteiler 126, der zwei Kopien dieses optischen OC48-Signals erzeugt, um sie jeweils über die Glasfasern 106 und 108 zu übertragen. Zudem ist der Knoten 1 mit zwei optisch-elektrischen Wandlern (z. B. Fotodioden) 128 konfiguriert, welche die zwei optischen OC48-Signale, die jeweils von den Glasfasern 110 und 112 empfangen werden, in zwei elektrische OC48-Signale umwandeln, mit einem Selektor 130, der das „bessere" der zwei elektrischen OC48-Signale auswählt (z. B. auf der Basis bestimmter Fehlererkennungs- und Fehlerschutzkriterien), und mit einem Demultiplexer (Demux) 132, der das gewählte elektrische OC48-Signal in bis zu acht verschiedene elektrische OC3/OC12-Signale auftrennt, die den verschiedenen ausgehenden Customer-Signalen entsprechen, die an die Customer des Knotens 1 gesendet werden.
  • Dementsprechend ist der Knoten 2 mit einem Mux 134, einem elektrisch-optischen Wandler 136, einem Teiler 138, zwei optisch-elektrischen Wandlern 140, einem Selektor 142 und einem Demux 144 konfiguriert, die den jeweiligen Komponenten von Knoten 1 entsprechen, um den Knoten 2 mit einer analogen Funktionalität zu versehen.
  • In jedem Knoten sind der Mux, Teiler, Selektor und Demux vorzugsweise alle auf einer einzigen elektronischen Platine implementiert, wobei jeder Knoten mit einer beliebigen Anzahl vergleichbarer Platinen konfiguriert sein kann, die jeweils konfiguriert sind, um ein Paar optischer OC48-Signale (die bis zu 8 verschiedenen ausgehenden OC3/OC12-Customer-Signalen entsprechen) zu erzeugen, die auf einer bestimmten Wellenlänge über ein Glasfaserpaar übertragen werden, und um ein Paar optischer OC48-Signale zu empfangen (die bis zu 8 verschiedenen eingehenden OC3/OC12-Customer-Signalen entsprechen), die bei einer bestimmten (typischerweise derselben, aber möglicherweise einer anderen) Wellenlänge über ein Glasfaserpaar übertragen werden. Bei einem optischen DWDM-Kommunikationsnetz, das bis zu 40 verschiedene Wellenlängen pro Glasfaser unterstützt, kann jeder Knoten mit bis zu 40 verschiedenen Platinen für jeden Satz aus vier unidirektionalen Glasfasern (d. h. Glasfasern zum vorgeschalteten/nachgeschalteten Knoten, Arbeits-/Schutzfasern) zur Verbindung mit einem anderen Knoten konfiguriert werden, wobei jede Platine eine andere Gruppe ausgehender und eingehender optischer OC48-Signale handhabt, die jeweils auf einer der 40 DWDM-Wellenlängen übertragen werden.
  • Jeder Knoten kann außerdem mit einer ähnlichen Gruppe aus 40 Platinen für jeden zusätzlichen Satz aus vier unidirektionalen Glasfasern konfiguriert werden, der diesen Knoten mit dem gleichen oder einem weiteren Knoten im optischen Kommunikationsnetz verbindet.
  • Auch wenn die Konfiguration in 1 zeigt, daß die Signalteilung (z. B. durch den Teiler 126 in Knoten 1) optisch durchgeführt wird, versteht es sich für den Fachmann, daß die Signalteilung auch elektrisch vorgenommen werden kann, vor der elektrisch-optischen Umwandlung, wobei dann vor den zwei elektrisch-optischen Wandlern ein Stromteiler angeordnet wird. In diesem Fall kann der Schritt der elektrisch-optischen Umwandlung auch mit einem 1 + 1 Fehlerschutz vor Fehlern geschützt sein. Entsprechende andere Implementierungen sind theoretisch auch für die optisch-elektrischen Wandler und den Selektor möglich, obwohl die konventionelle Fehlererkennungsverarbeitung typischerweise elektrisch implementiert wird.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit unidirektionalen Glasfasern beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß die vorliegende Erfindung auch mit bidirektionalen Glasfasern implementiert werden kann, wobei jede bidirektionale Glasfaser dann beide Übertragungsrichtungen gleichzeitig unterstützen kann. In diesem Fall können die Glasfasern 106 und 110 zu einer einzigen bidirektionalen Arbeitsfaser kombiniert werden, und die Glasfasern 108 und 112 können zu einer einzigen bidirektionalen Schutzfaser kombiniert werden.
  • Je nach Implementierung kann jedes der eingehenden und ausgehenden Customer-Signale entweder als optisches Signal oder als elektrisches Signal zwischen dem jeweiligen Knoten und dem Customer übertragen werden. Wenn ein bestimmter Customer zum Beispiel optische Signale zum und vom Knoten 1 sendet und empfängt, wird der Knoten 1 mit (1) einem optisch-elektrischen Wandler (in 1 nicht dargestellt) konfiguriert, um das eingehende optische Customer-Signal in ein elektrisches Customer-Signal (d. h. eines der acht eingehenden Customer-Signale 114) umzuwandeln, und (2) mit einem elektrisch-optischen Wandler (in 1 nicht dargestellt), um ein elektrisches Customer-Signal (d. h. eines der acht ausgehenden Customer-Signale 120) in das entsprechende ausgehende optische Customer-Signal umzuwandeln.
  • Der vorliegenden Erfindung gemäß unterstützt jeder Knoten in einem optischen Kommunikationsnetz die automatische Bereitstellung von optischen Signalen, wobei die Bereitstellung folgendes umfaßt: (1) Das Hinzufügen eines neuen optischen Signals, (2) das Löschen eines vorhandenen optischen Signals, (3) das Upgraden eines vorhandenen optischen Signals, und (4) das Downgraden eines vorhandenen optischen Signals. Im Zusammenhang mit der spezifischen Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, bedeutet diese Bereitstellung, daß jeder der Knoten 1 und 2 in der Lage ist, (1) ein oder mehrere neue OC3- oder OC12-Signale in den entsprechenden OC48-Signalen hinzuzufügen, (2) ein oder mehrere vorhandene OC3- oder OC12-Signale aus den entsprechenden OC48-Signalen zu entfernen, (3) ein oder mehrere vorhandene OC3-Signale in OC12-Signale umzuwandeln, und (4) ein oder mehrere OC12-Signale in OC3-Signale umzuwandeln.
  • Diese verschiedenen Bereitstellungsarten unterliegen natürlich gewissen Einschränkungen, zu denen die Zahl der Eingabe-/Ausgabeanschlüsse in jedem Knoten (d. h., bei der in 1 gezeigten Implementierung nicht mehr als insgesamt acht OC3/OC12-Signale gleichzeitig) sowie die Eigenkapazität eines OC48-Signals gehören. Zusammengenommen beschränken diese zwei Einschränkungen die Kombination aus OC3/OC12-Signalen zu einem einzigen OC48-Signal auf die folgenden Szenarien:
    • (A) Kein OC12-Signal und bis zu acht OC3-Signale;
    • (B) ein OC12-Signal und bis zu sieben OC3-Signale;
    • (C) zwei OC12-Signale und bis zu sechs OC3-Signale;
    • (D) drei OC12-Signale und bis zu vier OC3-Signale; und
    • (E) vier OC12-Signale.
  • Die Szenarien (A), (B) und (C) werden durch die spezifische Zahl der verfügbaren E/A-Anschlüsse (d. h. acht) beschränkt, während die Szenarien (D) und (E) durch die begrenzte Kapazität von OC48-Signalen beschränkt werden. Für den Fachmann versteht es sich, daß es theoretisch sogar möglich ist, bis zu sechzehn verschiedene OC3-Signale in ein einziges OC48-Signal zu packen. Die Begrenzung auf acht OC3-Signale im Szenario (A) zum Beispiel ist eher durch die beschränkte Anzahl der E/A-Anschlüsse (d. h. acht) als durch die Eigenkapazität von OC48-Signalen bedingt. In einer anderen Implementierung mit sechzehn E/A-Anschlüssen könnte Szenario (A) bis zu sechzehn OC3-Signale unterstützen, Szenario (B) könnte bis zu zwölf OC3-Signale zusätzlich zum einen OC12-Signal unterstützen, und Szenario (C) könnte bis zu acht OC3-Signale zusätzlich zu den zwei OC12-Signalen unterstützen.
  • Die in 1 gezeigte Konfiguration wird „Add/Drop-Konfiguration" genannt, da jede Platine in dieser Konfiguration sowohl das „Adding" (Empfangen) eingehender Customer-Signale von den lokalen Customern des entsprechenden Knotens als auch das „Dropping" (Senden) ausgehender Customer-Signale zu den lokalen Customern des entsprechenden Knotens unterstützt. Eine andere Art der Konfiguration, die von der vorliegenden Erfindung unterstützt wird, ist die „Drop/Continue-Konfiguration", bei der mindestens eine der Platinen in der Lage ist, ein oder mehrere ausgehende Customer-Signale zu den lokalen Customern des entsprechenden Knotens zu senden, während sie als Leitung dient, um ein oder mehrere andere Customer-Signale von einem vorgeschalteten Knoten zu einem nachgeschalteten Knoten durchzuleiten. Es ist anzumerken, daß in einer Drop/Continue-Konfiguration eine Kopie jedes gesendeten Signals zusammen mit den „ungesendeten" Signalen an den nachgeschalteten Knoten übertragen wird.
  • 2 zeigt einen Teil eines optischen Kommunikationsnetzes, der gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Drop/Continue-Konfiguration aufweist. Insbesondere zeigt 2 drei Knoten – den vorgeschalteten Knoten 1 202, den zwischengeschalteten Knoten 2 204, und den nachgeschalteten Knoten 3 206. Allgemein kombiniert der vorgeschaltete Knoten 1 bis zu acht verschiedene eingehende OC3/OC12-Customer-Signale 208 zu einem einzigen optischen OC48-Signal, das über die Glasfaser 210 zum zwischengeschalteten Knoten 2 übertragen wird. Der Knoten 2 sendet Kopien von null, einem oder mehreren (und bis zu allen acht) der OC3/OC12-Signale 212 als ausgehende Customer-Signale an seine lokalen Customer, während er alle OC3/OC12-Signale als einziges OC48-Signal über die Glasfaser 214 zum nachgeschalteten Knoten 3 weiterleitet, der null, ein oder mehrere der OC3/OC12-Signale 216 als ausgehende Customer-Signale zu seinen lokalen Customern sendet.
  • Um diese Funktionalität zu unterstützen, weist der Knoten 2 (A) einen optisch-elektrischen Wandler 218, (B) eine Platine mit einem Demux 220, einem Cross-Connect 222 und einem Mux 224, und (C) einen elektrisch-optischen Wandler 226 auf. Der optisch-elektrische Wandler 218 wandelt das optische OC48-Signal, das vom Knoten 1 über die Glasfaser 210 empfangen wird, in ein elektrisches OC48-Signal um. Der Demux 220 trennt das OC48-Signal in seine konstituierenden OC3/OC12-Signale auf und sendet Kopien von null, einem oder mehreren OC3/OC12-Signalen 212 an lokale Customer des Knotens 2. Der Cross-Connect 222 leitet alle OC3/OC12-Signale vom Demux 220 zum Mux 224 weiter, der diese OC3/OC12-Signale zu einem zweiten elektrischen OC48-Signal kombiniert. Der elektrisch-optische Wandler 226 wandelt dann das zweite elektrische OC48-Signal in das optische OC48-Signal um, das über die Glasfaser 214 zum Knoten 3 übertragen wird.
  • Dementsprechend weist Knoten 1 einen Mux 228 und einen elektrisch-optischen Wandler 230 auf, und Knoten 3 weist einen optisch-elektrischen Wandler 232 und einen Demux 234 auf, deren Funktionalität analog zu der der entsprechenden Komponenten des Knotens 2 ist.
  • Der Einfachheit halber wird die Konfiguration von 2 ohne jeden Fehlerschutz dargestellt, obwohl ein solcher Fehlerschutz wie z. B. der in 1 gezeigte 1 + 1 Fehlerschutz implementiert werden kann. Außerdem würden die Knoten 1, 2 und 3 typischerweise mit entsprechenden „reziproken" Komponentengruppen konfiguriert sein, um entsprechende Übertragungen in die Gegenrichtung zu erlauben. Mit anderen Worten, Knoten 3 würde eine Mux-Platine aufweisen, die der in 2 für Knoten 1 gezeigten entspricht, Knoten 1 würde eine Demux-Platine aufweisen, die der in 2 für Knoten 3 gezeigten entspricht, und Knoten 2 würde eine Mux/Demux-Platine aufweisen, die konfiguriert ist, um (A) null, ein oder mehrere elektrische OC3/OC12-Signale aus einem elektrischen OC48-Signal zu senden, das einem eingehenden optischen OC48-Signal entspricht, das von der Mux-Platine des Knotens 3 empfangen wird, und (B) die elektrischen OC3/OC12-Signale zu einem elektrischen OC48-Signal zu kombinieren, es umzuwandeln und als ausgehendes optisches OC48-Signal zu übertragen, das an die Demux-Platine des Knotens 1 gesendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Konfigurationen anwendbar, einschließlich Add/Drop/Continue-Konfigurationen, bei denen der zwischengeschaltete Knoten mindestens eine Platine aufweist, die das Empfangen (Adding) und Senden (Dropping) eines oder mehrerer Customer-Signale von und zu den lokalen Customern des entsprechenden Knotens sowie das Durchleiten (Continuation) von einem oder mehreren anderen Signalen zwischen zwei anderen Knoten (d. h. einem vorgeschalteten Knoten und einem nachgeschalteten Knoten) unterstützt.
  • Wie in der Add/Drop-Konfiguration von 1 unterstützt der vorliegenden Erfindung gemäß jede der Platinen, die in der Drop/Continue-Konfiguration von 2 gezeigt werden, oder in jeder anderen geeigneten Konfiguration, vorzugsweise alle vier Arten der Bereitstellung von optischen Signalen (d. h. Hinzufügen, Löschen, Upgrade und Downgrade). Die folgende Beschreibung beschreibt die Signalbereitstellungsverarbeitung, die in der Add/Drop-Konfiguration von 1 implementiert wird. Die gleiche oder entsprechende Verarbeitung wird für andere Konfigurationen implementiert, einschließlich der Drop/Continue-Konfiguration von 2. Es ist anzumerken, daß in der Drop/Continue-Konfiguration von 2 die erfindungsgemäße automatische Signalbereitstellung vorzugsweise nur für den vorgeschalteten „Add"-Knoten 1 und den nachgeschalteten „Drop"-Knoten 3 durchgeführt wird, und nicht für den zwischengeschalteten „Drop/Continue"-Knoten 2, der für Abbildungsmeldungen zwischen dem vorgeschalteten und dem nachgeschalteten Knoten transparent ist.
  • ÜBERSICHT DER BEREITSTELLUNGSPROZEDUREN
  • 3 zeigt ein codeunabhängiges Diagramm eines konventionellen OC48-Datenübertragungsblocks, der aus einem OC48-Header besteht, auf den 16 STS3-Zeitschlitze folgen. Laut SONET-Protokoll kann ein OC3-Signal innerhalb eines OC48-Signals an jedem der sechzehn verschiedenen STS3-Zeitschlitze des OC48-Datenübertragungsblockformats angeordnet werden. Theoretisch kann ein OC12-Signal an allen vier aufeinanderfolgenden STS3-Zeitschlitzen im OC48-Datenübertragungsblockformat innerhalb eines OC48-Signals angeordnet werden. In dieser Beschreibung bezieht sich der Begriff „Vierer" auf vier aufeinanderfolgende STS3-Zeitschlitze im OC48-Datenübertragungsblock. Da vier aufeinanderfolgende STS3-Zeitschlitze in einem Vierer enthalten sind und sechzehn STS3-Zeitschlitze in einem OC48-Datenübertragungsblock, sind für einen Vierer in einem OC48-Datenübertragungsblock dreizehn verschiedene Positionen möglich, wobei zum Beispiel der 1. Vierer am 1. STS3-Zeitschlitz beginnt und am 4. STS3-Zeitschlitz endet, und der 13. Vierer am 13. STS3-Zeitschlitz beginnt und am 16. STS3-Zeitschlitz endet.
  • Je nach der vorhandenen Mischung aus OC3- und OC12-Signalen und den Zeitschlitzen, die ihnen innerhalb des OC48-Datenübertragungsblocks aktuell zugewiesen sind, kann die Bereitstellung eines neuen OC12-Signals oder die Umwandlung eines vorhandenen OC3-Signals in ein schnelleres OC12-Signal erfordern, daß ein oder mehrere vorhandene OC3/OC12-Signale zuerst im Inneren des OC48-Datenübertragungsblocks verschoben (d. h. aus alten Zeitschlitzen in neue Zeitschlitze umgestellt) werden, damit das neue OC12-Signal aufgenommen werden kann. Die erfindungsgemäßen Knoten sind konfiguriert, um diese Funktionalität als Teil ihrer automatischen Bereitstellungsfähigkeiten zu unterstützen.
  • 4 zeigt ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung, die von den Knoten 1 und 2 in 1 implementiert wird, um ein vorhandenes OC3- oder OC12-Signal für ein bestimmtes Paar von Platinen in Knoten 1 und 2 zu löschen. Knoten 1 empfängt eine Anforderung von einem seiner lokalen Customer, ein vorhandenes OC3/OC12-Signal zu löschen (Schritt 402 in 4).
  • Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Bereitstellungsverarbeitung kein Customer-Signal löschen, wenn dieses Signal zur Wiedergewinnung des Takts verwendet wird, der aktuell in diesem Knoten als Arbeitstakt für das Multiplexen gewählt ist. Wenn das zu löschende Signal die aktuelle Multiplexiertaktquelle ist (Schritt 404), dann wird die Anforderung abgewiesen und die Bereitstellungsverarbeitung wird mit einem Fehler abgebrochen (Schritt 406). Andernfalls ist das zu löschende Signal nicht die aktuelle Multiplexiertaktquelle und die Bereitstellungsverarbeitung geht zu Schritt 408 über.
  • In Schritt 408 konfiguriert der Knoten 1 den Mux der entsprechenden Platine so, daß er die vorhandenen OC3/OC12-Signale nicht mehr in das entsprechende OC48-Signal packt. Überdies (d. h. gleichzeitig oder kurz danach oder kurz davor) informiert der Knoten 1 den Knoten 2 über die Löschung des vorhandenen OC3/OC12-Signals (Schritt 410), worauf der Knoten 2 dann den Demux seiner entsprechenden Platine „dekonfiguriert", damit er dieses Signal nicht mehr berücksichtigt (Schritt 412).
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Signalisierung zwischen Knoten 1 und Knoten 2 (z. B. Schritt 410 in 4) durch eine optische Signalisierung innerhalb des Bands implementiert, die ausgewählte Header-Felder im OC48-Datenübertragungsblock verwendet (z. B. ein dedizierter Datenübertragungskanal, der im neu abgebildeten Transport Overhead (TOH) des OC48-Signals definiert ist), obwohl in anderen Ausführungsformen eine optische oder elektrische Signalisierung außerhalb des Bands verwendet werden kann. Jeder Befehl stützt sich außerdem vorzugsweise auf Vollduplex-Quittungsbetrieb mit drei Meldungen, wobei ein Sendeknoten eine Originalbefehlsmeldung (Meldung Nr. 1) an einen Empfangsknoten sendet, der Empfangsknoten die empfangene Befehlsmeldung (Meldung Nr. 2) an den Sende knoten zurücksendet, der dann die zurückgesendete Befehlsmeldung mit seiner Originalbefehlsmeldung vergleicht. Wenn die Originalbefehlsmeldung mit der zurückgesandten Befehlsmeldung übereinstimmt, dann sendet der Sendeknoten eine Bestätigungsmeldung (Meldung Nr. 3), die dem Empfangsknoten gestattet, die zuvor empfangene Befehlsmeldung auszuführen.
  • 5 zeigt ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung, die von den Knoten 1 und 2 in 1 durchgeführt wird, um ein neues OC3-Signal für ein bestimmtes Paar von Platinen in den Knoten 1 und 2 hinzuzufügen. Knoten 1 empfängt eine Anforderung von einem seiner lokalen Customer, ein neues OC3-Signal hinzuzufügen (Schritt 502 in 5). Wenn Knoten 1 feststellt, daß (1) auf der entsprechenden Platine kein E/A-Anschluß verfügbar ist (Schritt 504) oder (2) im entsprechenden OC48-Signal keine Bandbreite verfügbar ist (Schritt 506), dann wird die Anforderung abgewiesen und die Bereitstellungsverarbeitung mit einem Fehler abgebrochen (Schritt 508). Andernfalls wählt der Knoten 1 einen verfügbaren STS3-Zeitschlitz für das neue OC3-Signal im OC48-Datenübertragungsblock (Schritt 510) und konfiguriert den Mux der entsprechenden Platine so, daß er das neue OC3-Signal in das entsprechende OC48-Signal einfügt (Schritt 512). Außerdem informiert der Knoten 1 den Knoten 2 über den für das neue OC3-Signal gewählten Zeitschlitz (Schritt 514), worauf Knoten 2 den Demux seiner entsprechenden Platine für das neue OC3-Signal konfiguriert (Schritt 516).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sucht Knoten 1 in Schritt 510 nach dem isoliertesten leeren STS3-Zeitschlitz, um das neue OC3-Signal darauf abzubilden. Der „isolierteste Zeitschlitz" bedeutet einen Zeitschlitz, dessen Abstand (Zahl der belegten STS3-Zeitschlitze) zum nächsten leeren STS3-Zeitschlitz nach links und rechts maximal ist. Der Grund dieses Suchkriteriums ist es, die Wahrscheinlichkeit einer späteren Neuverschiebung dieses OC3-Signals zu verringern, wenn für ein neues oder umgewandeltes OC12-Signal Platz gemacht werden muß.
  • 6 zeigt ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung, die von den Knoten 1 und 2 in 1 durchgeführt wird, um ein neues OC12-Signal für ein bestimmtes Paar von Platinen in den Knoten 1 und 2 hinzuzufügen. Knoten 1 empfängt eine Anforderung von einem seiner lokalen Customer, ein neues OC12-Signal hinzuzufügen (Schritt 602 in 6). Wenn Knoten 1 feststellt, daß (1) auf der entsprechenden Platine kein E/A-Anschluß verfügbar ist (Schritt 604) oder (2) im entsprechenden OC48-Signal keine Bandbreite verfügbar ist (Schritt 606), dann wird die Anforderung abgewiesen und die Bereitstellungsverarbeitung mit einem Fehler abgebrochen (Schritt 608).
  • Andernfalls prüft der Knoten 1, ob im OC48-Datenübertragungsblock ein Vierer (d. h. eine Gruppe aus vier aufeinanderfolgenden STS3-Zeitschlitzen) für das neue OC12-Signal verfügbar ist (Schritt 610). Ein Vierer ist verfügbar, wenn alle vier entsprechenden STS3-Zeitschlitze verfügbar sind. Wenn ein Vierer verfügbar ist, dann geht die Bereitstellungsverarbeitung direkt zu Schritt 618 über.
  • Wenn aber kein Vierer verfügbar ist, dann führt Knoten 1 geeignete Vorgänge durch, um einen Vierer verfügbar zu machen. Diese Vorgänge beinhalten das Verschieben eines oder mehrerer vorhandener OC3/OC12-Signale zu anderen Positionen innerhalb des OC48-Datenübertragungsblocks, um die alte OC48-Abbildung in eine neue OC48-Abbildung umzuwandeln, wobei eine Abbildung sich auf die Beziehung zwischen jedem OC3/OC12-Eingangsanschluß und der Position des entsprechenden OC3/OC12-Signals im OC48-Datenübertragungsblock bezieht. Dieser Vorgang des Verfügbarmachens eines Vierers umfaßt drei Schritte 612, 614 und 616.
  • In Schritt 612 wird ein Neuabbildungsalgorithmus (unten in der Beschreibung zu 9 beschrieben) ausgeführt, um eine bevorzugte neue Abbildung für den OC48-Datenübertragungsblock mit neuen Positionen für eines oder mehrere der vorhandenen OC3/OC12-Signale im OC48-Datenübertragungsblock zu ermitteln, die einen Vierer für ein neues OC12-Signal verfügbar machen würde.
  • Schritt 614 erzeugt eine Folge von Abbildungsänderungen (z. B. das Verschieben eines oder mehrerer vorhandener OC3/OC12-Signale zu neuen Positionen im OC48-Datenübertragungsblock), die den OC48-Datenübertragungsblock von der alten Abbildung auf die neue Abbildung umkonfigurieren, die in der ersten Phase ermittelt wurde. Dieser Schritt wird unten nach der Beschreibung zu 9 und vor der Beschreibung zu 10 ausführlicher erläutert.
  • Schritt 616 führt die in Schritt 614 erzeugte Sequenz von Abbildungsänderungen aus. Diese Verarbeitung wird weiter unten in der Beschreibung zu 10 beschrieben.
  • Bei Abschluß der Schritte 612–616 ist der OC48-Datenübertragungsblock der neuen Abbildung entsprechend mit einem leeren Vierer konfiguriert, der für das neue OC12-Signal verfügbar ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt 618 über.
  • In Schritt 618 wählt der Knoten 1 den Vierer für das neue OC12-Signal und konfiguriert dann seinen Mux für das neue OC12-Signal (Schritt 620). Außerdem informiert der Knoten 1 den Knoten 2 über den für das neue OC12-Signal gewählten Vierer (Schritt 622), worauf der Knoten 2 den Demux seiner entsprechenden Platine für ein neues OC12-Signal konfiguriert (Schritt 624).
  • 7 zeigt ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung, die von den Knoten 1 und 2 in 1 durchgeführt wird, um ein vorhandenes OC3-Signal in ein neues, schnelleres OC12-Signal für ein bestimmtes Paar von Platinen in den Knoten 1 und 2 umzuwandeln. Knoten 1 empfängt eine Anforderung von einem seiner lokalen Customer, ein vorhandenes OC3-Signal upzugraden (Schritt 702 in 7). Wenn Knoten 1 feststellt, daß keine Bandbreite im entsprechenden OC48-Signal vorhanden ist (Schritt 704), oder wenn das vorhandene OC3-Signal die aktuelle Multiplexiertaktquelle ist (Schritt 706), dann wird die Anforderung abgewiesen und die Bereitstellungsverarbeitung wird mit einem Fehler abgebrochen (Schritt 708). Für das Upgrade ist dann genügend Bandbreite verfügbar, wenn insgesamt mindestens drei verfügbare STS3-Zeitschlitze irgendwo im OC48-Datenübertragungsblock verfügbar sind. Die Bereitstellungsverarbeitung von 7 braucht nicht zu prüfen, ob ein Anschluß verfügbar ist, da angenommen wird, daß für das neue OC12-Signal der gleiche Anschluß wie für das vorhandene OC3-Signal verwendet wird.
  • Wenn Bandbreite für das Upgrade verfügbar ist und das vorhandene OC3-Signal nicht die aktuelle Multiplexiertaktquelle ist, dann wird das vorhandene OC3-Signal gelöscht (Schritt 710), z. B. mit dem Bereitstellungsverfahren von 4, und das neue OC12-Signal wird dann hinzugefügt (Schritt 712), z. B. mit der Bereitstellungsverarbeitung von 6.
  • 8 zeigt ein Flußdiagramm der Bereitstellungsverarbeitung, die von den Knoten 1 und 2 in 1 durchgeführt wird, um ein vorhandenes OC12-Signal in ein neues langsameres OC3-Signal für ein bestimmtes Paar von Platinen in den Knoten 1 und 2 umzuwandeln. Der Knoten 1 empfängt eine Anforderung von einem seiner lokalen Customer, ein vorhandenes OC12-Signal downzugraden (Schritt 802 in 8). Wenn das vorhandene OC12-Signal die aktuelle Multiplexiertaktquelle ist (Schritt 804), dann wird die Anforderung abgewiesen und die Bereitstellungsverarbeitung wird mit einem Fehler abgebrochen (Schritt 806). Andernfalls wird das vor handene OC12-Signal gelöscht (Schritt 808), z. B. mit dem Bereitstellungsverfahren von 4, und das neue OC3-Signal wird dann hinzugefügt (Schritt 810), z. B. mit der Bereitstellungsverarbeitung von 5.
  • 4–8 zeigen die Verarbeitung, die an den vier verschiedenen Bereitstellungsarten für Signale beteiligt sind, die vom Knoten 1 zum Knoten 2 in 1 übertragen werden. Für den Fachmann versteht es sich, daß die Knoten 1 und 2 in der Lage sind, eine entsprechende Verarbeitung zu implementieren, um die vier verschiedenen Bereitstellungsarten für Signale durchzuführen, die vom Knoten 2 zum Knoten 1 übertragen werden. Ferner versteht es sich, daß allgemein für jede Bereitstellung eines Signals eine reziproke Bereitstellungsverarbeitung implementiert wird (simultan oder konsekutiv), um die ähnliche Bereitstellung eines entsprechenden Signals durchzuführen.
  • Die erfindungsgemäße Bereitstellungsverarbeitung bietet eine komplette fehlerfreie Lösung für die automatische Offline- oder Inline-Bereitstellung zum Hinzufügen/Löschen/Upgrade/Downgrade von OC3/OC12-Signalen in einer bidirektionalen Übertragung in einem TDM- oder DWDM-Netz an. Um die Bereitstellung durch den Benutzer im multiplexierenden Knoten von der Bereitstellung im demultiplexierenden Knoten unabhängig zu machen, werden gemäß bestimmten Ausführungsformen dieser Erfindung vorzugsweise zwei Bereitstellungsbefehle ausgeführt: Einer im multiplexierenden Knoten und ein anderer (identischer) im demultiplexierenden Knoten. Die Ausführung zweier identischer Befehle erlaubt die Erkennung von Benutzerdateneingabefehlern. Jeder Befehl gibt die Anschlußnummer und die Bitrate des bereitgestellten Signals an. Vor Ausführung der Bereitstellungsverarbeitung sollten die optischen OC48-Signale in beide Richtungen aktiv sein und keine ausstehenden Alarme aufweisen.
  • 9 zeigt ein Flußdiagramm der Neuabbildungsverarbeitung von Schritt 612 in 6, die implementiert wird, um eine neue Abbildung für den OC48-Datenübertragungsblock zu bestimmen, wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer vorhandenen (d. h. alten) Abbildung ein neues OC12-Signal hinzugefügt werden muß. Die Verarbeitung von 9 basiert auf einer Reihe von Betriebseinschränkungen. Eine dieser Einschränkungen ist, daß, wenn ein OC3/OC12-Signal verschoben werden muß, es zu einer hinteren Position im OC48-Datenübertragungsblock (d. h. zu STS3-Zeitschlitzen mit höheren Nummern) verschoben wird. Eine andere Einschränkung ist, daß, wenn ein OC3-Signal verschoben werden muß, es zu dem leeren STS3-Zeitschlitz im OC48-Datenübertragungsblock verschoben wird, der am isoliertesten ist. In einigen Implementierungen können OC3-Signale nur zu STS3-Zeitschlitzen verschoben werden, die weiter hinten im OC48-Datenübertragungsblock liegen, obwohl diese Einschränkung in anderen Implementierungen gelockert sein kann. Eine weitere Einschränkung ist, daß die Neuabbildungsverarbeitung eine Abbildung wählt, bei der eine minimale Zahl von Signalen verschoben werden muß, um Auswirkungen auf vorhandene Customer zu minimieren. Die Neuabbildungsverarbeitung weist die zusätzliche Einschränkung auf, daß die Verschiebung eines Signals, das als Taktquelle zum Multiplexen verwendet wird, nicht zulässig ist. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eines oder mehrere dieser Funktionsprinzipien gelockert werden oder durch andere Kriterien ersetzt werden. Statt die Zahl der verschobenen Signale zu minimieren, kann die Neuabbildungsverarbeitung zum Beispiel einfach eine neue Abbildung auf der Basis des ersten verfügbaren Vierers wählen. Es ist anzumerken, daß die Neuabbildungsverarbeitung von 9 keine vorhandenen Signale verschiebt; sie ermittelt nur eine bevorzugte Neuabbildung für den OC48-Datenübertragungsblock, die einen verfügbaren Vierer für das neue OC12-Signal aufweist.
  • Die Neuabbildungsverarbeitung von 9 implementiert einen Zeitschlitzabbildungsalgorithmus, um eine optimale Abbildung „Anschlußnummer/STS3-Zeitschlitz" für das neue OC48-Signal zu ermitteln, wobei „optimal" bedeutet, daß eine minimale Zahl von Live- (d. h. vorhandenen) Signalen in der neuen Abbildung auf andere STS3-Zeitschlitze neu abgebildet werden müssen. Eine Neuabbildung kann erforderlich sein, um vier aufeinanderfolgende STS3-Zeitschlitze (d. h. einen Vierer) frei zu machen, damit ein neues OC12-Signal hingefügt oder ein vorhandenes OC3-Signal in ein schnelleres OC12-Signal umgewandelt werden kann.
  • Die Neuabbildungsverarbeitung von 9 verwendet ein Gleitfenster, das einem Vierer (d. h. vier aufeinanderfolgenden STS3-Zeitschlitzen) entspricht. Die Neuabbildungsverarbeitung verschiebt das Gleitfenster iterativ einen STS3-Zeitschlitz auf einmal, vom ersten Vierer (der dem 1. bis 4. STS3-Zeitschlitz in 3 entspricht) bis zum dreizehnten Vierer (der dem 13. bis 16. STS3-Zeitschlitz in 3 entspricht). Bei jeder Position des Gleitfensters ermittelt die Neuabbildungsverarbeitung, ob der entsprechende Vierer ein Kandidat für den Vierer ist, der für das neue OC12-Signal benutzt werden soll. Wenn ein vorhandenes OC12-Signal bereits im entsprechenden Vierer angeordnet ist, wird dieser Vierer als Kandidat für das neue OC12-Signal verworfen, da es unsinnig wäre, ein vorhandenes OC12-Signal aus einem Vierer zu verschieben, um ein neues OC12-Signal im gleichen Vierer anzuordnen. Wenn der entsprechende Vierer bereits leer ist, dann ist er dementsprechend ein genau so guter Kandidat für das neue OC12-Signal wie jeder andere Vierer, da keine vorhandenen Signale verschoben werden müssen, um das neue OC12-Signal hinzuzufügen. Dieser Fall wird im wesentlichen durch Schritt 610 in 6 behandelt.
  • Wenn der aktuelle Vierer kein vollständiges OC12-Signal enthält und nicht leer ist, dann ermittelt die Neuab bildungsverarbeitung, wohin die OC3-Signale verschoben werden sollen, die im aktuellen Vierer vorhanden sind, und/oder die OC12-Signale, die sich mit dem aktuellen Vierer überschneiden, um diesen Vierer verfügbar zu machen. Um die OC3/OC12-Signale aus dem aktuellen Vierer zu verschieben, kann es zuerst erforderlich sein, ein oder mehrere OC3/OC12-Signale, die sich außerhalb des aktuellen Vierers befinden, zu verschieben. Diese Fälle werden von der Neuabbildungsverarbeitung in 9 behandelt.
  • Bei jeder Iteration ermittelt die Neuabbildungsverarbeitung, ob der aktuelle Vierer als bis jetzt bester Vierer beibehalten werden soll (d. h. basierend auf der Minimierung der Gesamtzahl der Signale, die verschoben werden müssen, um den aktuellen Vierer für ein neues OC12-Signal verfügbar zu machen). Am Ende der 13. Iteration (d. h., wenn alle 13 Vierer geprüft wurden), hat die Neuabbildungsverarbeitung von 9 einen optimalen Vierer ermittelt, der für das neue OC12-Signal verfügbar gemacht werden kann, sowie eine neue Abbildung für die vorhandenen OC3/OC12-Signale, die diesen optimalen Vierer leer läßt.
  • In 9 sind die STS3-Zeitschlitze von STS3_1 bis STS3_16 durchnumeriert, wobei STS3_1 dem ersten STS3-Zeitschlitz relativ zur aktuellen Position des Gleitfensters entspricht. Wenn das Gleitfenster am 1. STS3-Zeitschlitz angeordnet ist, entspricht STS3_1 dem 1. STS3-Zeitschlitz, und STS3_16 entspricht dem 16. STS3-Zeitschlitz. Wenn jedoch das Gleitfenster am 2. STS3-Zeitschlitz angeordnet ist, entspricht STS3_1 dem 2. STS3-Zeitschlitz, und STS3_15 entspricht dem 16. STS3-Zeitschlitz, und STS3_16 hat keine Bedeutung.
  • In 9 bedeutet „Verschieben" die Verarbeitung, die ausgeführt wird, um den isoliertesten leeren STS3-Zeitschlitz weiter hinten im OC48-Datenübertragungsblock zu finden, in den ein vorhandenes OC3-Signal verschoben werden kann. Ein Aussprung zu „pr" bedeutet, daß mindestens eine der spezifizierten Leistungsanforderungen (z. B. Verschiebung von mehr als der zulässigen Zahl von OC3/OC12-Signalen, Verschiebung von Signalen, die laut Benutzer nicht verschoben werden dürfen, oder der Versuch, die aktuelle Multiplexiertaktquelle zu verschieben) nicht erfüllt wurde.
  • Insbesondere startet die Neuabbildungsverarbeitung von 9 bei Schritt 901. Bei Schritt 902 wird die Einschränkung, daß kein OC3/OC12-Signal verschoben werden darf, das die aktuelle Multiplexiertaktquelle ist, als standardmäßige Leistungsanforderung (pr) gesetzt. Wenn das System einem Benutzer gestattet, weitere Leistungsanforderungen hinzuzufügen (Schritt 903), dann fügt der Benutzer optional zusätzliche Leistungsanforderungen hinzu (z. B. eine Höchstzahl von Signalen, die von der Neuabbildungsverarbeitung verschoben werden können, und/oder welche spezifischen Signale nicht verschoben werden können)(Schritt 904).
  • Das Gleitfenster wird dann so angeordnet, daß der erste Vierer (d. h. der 1. bis 4. STS3-Zeitschlitz in 3) gewählt wird (Schritt 905), und ein Sprungindikator K wird auf 3 gesetzt (Schritt 906). Der Sprungindikator K wird verwendet, um bei der Programmverzweigung, die am Ende des Flußdiagramms auftritt (d. h. nach den Schritten 940, 952 und 961) das Sprungziel zu bestimmen.
  • Wenn STS3_1 nicht leer ist (Schritt 907), dann ermittelt die Neuabbildungsverarbeitung, ob das in STS3_1 vorhandene Signal ein OC3-Signal ist (statt zu einem OC12-Signal gehört) (Schritt 908). Wenn dies der Fall ist, führt die Neuabbildungsverarbeitung die Verarbeitung „Verschieben" aus, um einen leeren STS3-Zeitschlitz zu finden, in den das in STS3_1 vorhandene OC3-Signal verschoben werden kann (Schritt 909), und die Neuabbildungsverarbeitung springt zum Verarbeitungsknoten Nr. 2, um STS3_2 zu prüfen. Wenn das Signal in STS3_1 kein OC3-Signal ist (Schritt 908), dann ist es ein OC12-Signal, das den aktuellen Vierer (d. h. STS3_1 bis STS3_4) belegt. Wenn der aktuelle Vierer bereits ein OC12-Signal enthält, wäre es sinnlos, dieses vorhandene OC12-Signal zu verschieben, weshalb der aktuelle Vierer nicht als Kandidat für das neue OC12-Signal gewählt wird. In diesem Fall springt die Neuabbildungsverarbeitung zum Verarbeitungsknoten Nr. 6, um den zuvor (d. h., in einer vorherigen Iteration) gewählten Vierer beizubehalten (Schritt 922), bevor die nächste Iteration geprüft wird (Schritt 924).
  • Es ist anzumerken, daß die Neuabbildungsverarbeitung in Schritt 908 (und allen vergleichbaren Schritten von 9, bei denen ermittelt wird, ob ein bestimmtes vorhandenes Signal in einem bestimmten STS3-Zeitschlitz ein OC3-Signal ist) ermittelt, ob die Verschiebung dieses vorhandenen Signals gegen eine der Leistungsanforderungen (pr) verstößt oder nicht. Wenn ja, dann springt die Verarbeitung unabhängig davon, ob das vorhandene Signal ein OC3-Signal ist oder nicht, von einem „pr-Quellknoten" (z. B. Knoten 910) zu einem „pr-Zielknoten" 923, um in Schritt 924 den nächsten Vierer (falls vorhanden) im OC48-Datenübertragungsblock zu prüfen.
  • Die Neuabbildungsverarbeitung führt die Verarbeitung für andere STS3-Zeitschlitze analog zu den Schritten 907–909 durch, um (1) zu ermitteln, ob der STS3-Zeitschlitz leer ist, (2) wenn nicht, zu ermitteln, ob das vorhandene Signal ein OC3-Signal ist, und (3) wenn dies der Fall ist, das vorhandene OC3-Signal in einen anderen STS3-Zeitschlitz zu verschieben.
  • Das heißt, wenn die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_2 verschiebt (Schritt 911, 912 und 913), dann springt die Neuabbildungsverarbeitung zum Verarbeitungsknoten Nr. 3, um STS3_3 zu prüfen. Wenn das in STS3_2 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 911 und 912), dann wurde das erste OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 929 über, um STS3_6 zu prüfen. Wenn STS3_2 leer ist (Schritt 911), dann geht die Verarbeitung zu Schritt 914 über, um STS3_3 zu prüfen.
  • Wenn die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_3 verschiebt (Schritt 914, 915 und 916), dann springt die Neuabbildungsverarbeitung zum Verarbeitungsknoten Nr. 4, um STS3_4 zu prüfen. Wenn das in STS3_3 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 914 und 915), dann wurde das erste OC12-Signal gefunden, der Sprungindikator K wird auf 4 gesetzt (Schritt 927), und die Verarbeitung geht zu Schritt 933 über, um STS3_7 zu prüfen. Wenn STS3_3 leer ist (Schritt 914), dann geht die Verarbeitung zu Schritt 917 über, um STS3_4 zu prüfen.
  • Wenn die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_4 verschiebt (Schritt 917, 918 und 919), dann springt die Neuabbildungsverarbeitung zum Verarbeitungsknoten Nr. 5 und zu Schritt 920. Wenn das in STS3_4 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 917 und 918), dann wurde das erste OC12-Signal gefunden, der Sprungindikator K wird auf 5 gesetzt (Schritt 928), und die Verarbeitung geht zu Schritt 937 über, um STS3_8 zu prüfen. Wenn STS3_4 leer ist (Schritt 917), dann geht die Verarbeitung zu Schritt 920 über.
  • Wenn in Schritt 920 die Zahl der Signale, die für den aktuellen Vierer verschoben wurden, kleiner ist als die Zahl der Signale, die für den bisher besten Vierer verschoben wurden, dann wird der aktuelle Vierer als der bisher beste Vierer gewählt (Schritt 921). Andernfalls wird der zuvor gewählte beste Vierer beibehalten (Schritt 922). Wenn alle 13 möglichen Vierer im OC48-Datenübertragungsblock geprüft wurden (Schritt 924), dann bricht die Neuabbildungsverarbeitung in beiden Fällen mit dem beibehaltenen besten Vierer ab, der als Vierer für das neue oder upgegradete OC12-Signal zu wählen ist (zusammen mit einer neuen Abbildung für die vorhandenen OC3/OC12-Signale)(Schritt 925). Andernfalls wurden noch nicht alle 13 Vierer geprüft (Schritt 924), das Gleitfenster wird um einen STS3-Zeitschlitz verschoben (Schritt 926), und die Verarbeitung kehrt zu Schritt 906 zurück, um den neuen Vierer zu prüfen.
  • Wenn STS3_6 leer ist (Schritt 929) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_6 verschiebt (Schritt 929, 930 und 931), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_2 bis STS3_5) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_3 bis STS3_6) (Schritt 932) und geht dann zu Schritt 933 über, um STS3_7 zu prüfen. Wenn das in STS3_6 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 929 und 930), dann wurde das zweite OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 941 über, um STS3_10 zu prüfen.
  • Wenn STS3_7 leer ist (Schritt 933) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_7 verschiebt (Schritt 933, 934 und 935), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_3 bis STS3_6) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_4 bis STS3_7) (Schritt 936) und geht dann zu Schritt 937 über, um STS3_8 zu prüfen. Wenn das in STS3_7 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 933 und 934), dann wurde das zweite OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 945 über, um STS3_11 zu prüfen.
  • Wenn STS3_8 leer ist (Schritt 937) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_8 verschiebt (Schritt 937, 938 und 939), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_4 bis STS3_7) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_5 bis STS3_8) (Schritt 940) und springt dann, je nachdem, welchen Wert der Sprung indikator K hat, zum Verarbeitungsknoten Nr. 3, Nr. 4 oder Nr.5. Wenn das in STS3_8 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 937 und 938), dann wurde das zweite OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 949 über, um STS3_12 zu prüfen.
  • Wenn STS3_10 leer ist (Schritt 941) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_10 verschiebt (Schritt 941, 942 und 943), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_6 bis STS3_9) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_7 bis STS3_10), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_2 bis STS3_5) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_3 bis STS3_6)(Schritt 944), und geht dann zu Schritt 945 über, um STS3_11 zu prüfen. Wenn das in STS3_10 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 941 und 942), dann wurde das dritte OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 953 über, um STS3_14 zu prüfen.
  • Wenn STS3_11 leer ist (Schritt 945) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_11 verschiebt (Schritt 945, 946 und 947), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_7 bis STS3_10) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_8 bis STS3_11), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_3 bis STS3_6) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_4 bis STS3_7)(Schritt 948), und geht dann zu Schritt 949 über, um STS3_12 zu prüfen. Wenn das in STS3_11 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 945 und 946), dann wurde das dritte OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 956 über, um STS3_15 zu prüfen.
  • Wenn STS3_12 leer ist (Schritt 949) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_12 verschiebt (Schritt 949, 950 und 951), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_8 bis STS3_11) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_9 bis STS3_12), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_4 bis STS3_7) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_5 bis STS3_8)(Schritt 952), und springt dann, je nachdem, welchen Wert der Sprungindikator K aufweist, zum Verarbeitungsknoten Nr. 3, Nr. 4 oder Nr. 5. Wenn das in STS3_12 vorhandene Signal kein OC3-Signal ist (Schritt 949 und 950), dann wurde das dritte OC12-Signal gefunden und die Verarbeitung geht zu Schritt 959 über, um STS3_16 zu prüfen.
  • Wenn STS3_14 leer ist (Schritt 953) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_14 verschiebt (Schritt 953 und 954), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das dritte OC12-Signal (d. h. in STS3_10 bis STS3_13) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_11 bis STS3_14), verschiebt dann das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_6 bis STS3_9) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_7 bis STS3_10), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_2 bis STS3_5) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_3 bis STS3_6)(Schritt 955), und geht dann zu Schritt 956 über, um STS3_15 zu prüfen.
  • Wenn STS3_15 leer ist (Schritt 956) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_15 verschiebt (Schritt 956 und 957), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das dritte OC12-Signal (d. h. in STS3_11 bis STS3_14) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_12 bis STS3_15), verschiebt dann das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_7 bis STS3_10) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_8 bis STS3_11), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_3 bis STS3_6) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_4 bis STS3_7)(Schritt 958), und geht dann zu Schritt 959 über, um STS3_16 zu prüfen.
  • Wenn STS3_16 leer ist (Schritt 959) oder die Neuabbildungsverarbeitung ein vorhandenes OC3-Signal aus STS3_16 verschiebt (Schritt 959 und 960), dann verschiebt die Neuabbildungsverarbeitung das dritte OC12-Signal (d. h. in STS3_12 bis STS3_15) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_13 bis STS3_16), verschiebt dann das zweite OC12-Signal (d. h. in STS3_8 bis STS3_11) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_9 bis STS3_12), verschiebt dann das erste OC12-Signal (d. h. in STS3_4 bis STS3_7) um einen STS3-Zeitschlitz nach hinten (d. h. nach STS3_5 bis STS3_8)(Schritt 961), und springt dann zum Verarbeitungsknoten Nr. 3, Nr. 4 oder Nr. 5, je nachdem, welchen Wert der Sprungindikator K aufweist.
  • Da nur 16 STS3-Zeitschlitze vorhanden sind, wird für Positionen des Gleitfensters, die hinter dem 1. STS3-Zeitschlitz liegen, die Neuabbildungsverarbeitung von 9 beendet, wenn das Ende des OC48-Datenübertragungsblocks erreicht ist. Wenn das Gleitfenster zum Beispiel am 2. bis 5. STS3-Zeitschlitz angeordnet ist, ist STS_16 ohne Bedeutung und die Neuabbildungsverarbeitung wird abgebrochen, bevor die Schritte 959–961 erreicht werden.
  • Wie bereits beschrieben, ermittelt die Neuabbildungsverarbeitung von 9 (d. h. Schritt 612 von 6) eine optimale Neuabbildung für die vorhandenen OC3/OC12-Signale, die einen verfügbaren Vierer für ein neues OC12-Signal aufweist. Schritt 614 von 6 erzeugt eine Sequenz von Abbildungsänderungen, um den OC48-Datenübertragungsblock von der alten Abbildung auf die neue Abbildung abzubilden, die in Schritt 612 ermittelt wurde. Je nach Implementierung kann der Vorgang der Erzeugung der Sequenz von Abbildungsänderungen von Schritt 614 auf einer Sequenz von „simulierten" Verschiebungen basieren oder nicht, die in Schritt 612 zur Ermittlung der neuen Abbildung erzeugt wurden.
  • Allgemein wird sich die neue Abbildung von der alten Abbildung darin unterscheiden, daß eines oder mehrere der vorhandenen OC3/OC12-Signale zu neuen Positionen verschoben wurden, um im OC48-Datenübertragungsblock einen leeren Vierer bereitzustellen. Es ist eine Anzahl verschiedener Algorithmen zur Erzeugung einer Sequenz von Abbildungsänderungen vorhanden, um einen OC48-Datenübertragungsblock von einer alten Abbildung auf eine neue Abbildung neu abzubilden. Einige dieser Algorithmen können auf einem oder mehreren der folgenden Prinzipien basieren.
  • Wann immer möglich, wird, um Auswirkungen auf vorhandene Customer zu minimieren, jede Verschiebung eines vorhandenen OC3/OC12-Signals von einer alten Position zu einer neuen Position im OC48-Datenübertragungsblock mit einer Überbrückungs- und Umschalttechnik implementiert, bei der die Übertragung des zu verschiebenden Signals an der neuen Position initiiert wird, während die Übertragung des Signals an der alten Position beibehalten wird, wodurch das Signal sowohl an der alten als auch an der neuen Position im OC48-Datenübertragungsblock doppelt abgebildet wird, wonach die Übertragung an der alten Position dann beendet wird. Dies wird mit Hilfe der Multi-Casting-Fähigkeit des multiplexierenden Knotens erreicht, die die Abbildung eines Signals auf mehrere STS3-Zeitschlitze erlaubt, wodurch zwei Kopien desselben Signals in verschiedenen STS3-Zeitschlitzen gesendet werden.
  • Dieses Double-Casting setzt voraus, daß die alte und die neue Position sich nicht überschneiden (d. h., daß die alte und die neue Position keine gemeinsamen STS3-Zeitschlitze aufweisen). Auch wenn diese Bedingung notwendigerweise immer erfüllt wird, wenn OC3-Signale verschoben werden, gibt es bestimmte Abbildungen, bei denen ein OC12-Signal nicht durch Überbrückung und Umschaltung verschoben werden kann. Wenn zum Beispiel das aktuelle OC48-Datenübertragungsblockformat drei OC12-Signale enthält – A, B und C genannt – die in drei Vierern angeordnet sind, die jeweils im 3., 7. und 11. STS3-Zeitschlitz beginnen, dann kann keine Überbrückung und Umschaltung zum Verschieben jedes der Signale A, B und C durchgeführt werden, um einen Vierer verfügbar zu machen und ein viertes OC12-Signal D hinzuzufügen, da keine zwei Vierer für das Double-Casting verfügbar sind. In diesem Fall muß mindestens eines der vorhandenen OC12-Signale an seiner alten Position gelöscht werden, bevor es an seiner neuen Position übertragen werden kann. Wenn zum Beispiel das Signal C gelöscht werden kann, kann das Signal B dann an den zwei Vierern doppelt abgebildet werden, die am 7. und 13. STS3-Zeitschlitz beginnen, um das Signal B zu dem Vierer zu verschieben, der am 13. STS3-Zeitschlitz beginnt, das Signal A kann dann an den zwei Vierern doppelt abgebildet werden, die am 3. und 9. STS3-Zeitschlitz beginnen, um das Signal A zu dem Vierer zu verschieben, der am 13. STS3-Zeitschlitz beginnt, und das Signal C kann dann wieder hinzugefügt werden, entweder in dem Vierer, der am 1. STS3-Zeitschlitz beginnt, oder in dem Vierer, der am 4. STS3-Zeitschlitz beginnt. In beiden Fällen ist der andere verbleibende Vierer für das Hinzufügen des neuen OC12-Signals D verfügbar. Die Verarbeitung von Schritt 614 erkennt Situationen, in denen keine Überbrückung und Umschaltung möglich ist, und erzeugt dann eine geeignete Sequenz von Abbildungsänderungen, um in Schritt 616 die gewünschte neue Abbildung zu erhalten. Wenn eine Überbrückung und Umschaltung für alle Signalverschiebungen aus Leistungsgründen notwendig ist, kann diese Anforderung während des Neuabbildungsalgorithmus von 9 berücksichtigt werden, um die Wahl einer neuen Abbildung zu vermeiden, bei der Signalverschiebungen nicht durch Überbrückung und Umschaltung implementiert werden können.
  • Da der Neuabbildungsalgorithmus von 9 so ausgelegt ist, daß er eine Abbildung wählt, bei der die Zahl der verschobenen Signale minimal ist, wird jedes vorhandene OC3-Signal, das verschoben werden soll, in einen STS3-Zeitschlitz verschoben, der in der alten Abbildung be reits leer war. Die Sequenz der Abbildungsänderungen kann daher allgemein mit allen OC3-Signalverschiebungen beginnen, falls vorhanden, und dann mit allen OC12-Signalabbildungsänderungen abschließen, falls vorhanden, wobei diese OC12-Signalabbildungsänderungen entweder Signalverschiebungen mit einer Abbildung oder, wie oben erläutert, das Löschen und Hinzufügen von Signalen mit zwei Abbildungen sein können, wenn keine Überbrückung und Umschaltung implementiert werden kann.
  • 10 zeigt die Verarbeitung, die in Schritt 616 von 6 implementiert wird, um eine Sequenz von Abbildungsänderungen auszuführen, die in Schritt 614 erzeugt wurde, um den OC48-Datenübertragungsblock von der alten Abbildung auf die neue Abbildung abzubilden, die in Schritt 612 ermittelt wurde, um einen Vierer für ein neues OC12-Signal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügbar zu machen. Die Verarbeitung von 10 wird auch implementiert, um ein neues OC3-Signal in einem verfügbaren STS3-Zeitschlitz hinzuzufügen, um ein neues OC12-Signal in einen verfügbaren Vierer einzufügen, oder um ein vorhandenes OC3/OC12-Signal zu löschen. Die Verarbeitung von 10 koordiniert die Ausführung des Verschiebens, Hinzufügens und/oder Löschens von Signalen zwischen dem multiplexierenden Knoten und dem demultiplexierenden Knoten. Die Verarbeitung von 10 führt eine bestimmte Sequenz von Abbildungsänderungen aus, die dem Verschieben, Hinzufügen und/oder Löschen von Signalen entsprechen, jeweils eine Änderung auf einmal, von der ersten bis zur letzten Abbildungsänderung in der Sequenz.
  • In 10 zeigt „TO" eine Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten an, wann immer die Abbildungsmeldung oder die Abbildungsmeldung „Ausführen" oder die Bestätigungsmeldung aufgrund von Übertragungsfehlern nicht erkannt wird (keine Meldung). Wenn der demultiplexierende Knoten einen Paritätsfehler in der empfangenen Meldung erkennt, sendet er die empfangene Meldung nicht zum multiplexierenden Knoten zurück, was zu einer Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten führt, die durch das Symbol „TO" angezeigt wird (Paritätsfehler). „TE" zeigt die Erkennung eines Übertragungsfehlers an, wenn die Information in der Abbildung, die vom multiplexierenden Knoten gesendet und vom demultiplexierenden Knoten empfangen wird, miteinander verglichen wird. „UE" zeigt die Erkennung eines Benutzerdateneingabefehlers im multiplexierenden Knoten oder im demultiplexierenden Knoten an, wenn die identische Bereitstellung in beiden Knoten geprüft wird. Diese wird durchgeführt, nachdem die fehlerfreie Übertragung der Abbildung bestätigt wurde.
  • Das heißt, für die aktuelle Abbildungsänderung in der Sequenz sendet der multiplexierende Knoten eine geeignete Abbildungsmeldung (d. h. eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen", „Löschen" oder „Verschieben") an den demultiplexierenden Knoten und startet einen Mux-Zeitüberwachungszähler (Schritt 1002 in 10). Eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" gibt die Anschlußnummer und den (die) STS3-Zeitschlitz(e) für ein neues OC3/OC12-Signal an, das im OC48-Datenübertragungsblock hinzugefügt werden soll. Eine Abbildungsmeldung „Löschen" gibt die Anschlußnummer und den STS3-Zeitschlitz für ein vorhandenes OC3/OC12-Signal an, das aus dem OC48-Datenübertragungsblock gelöscht werden soll. Eine Abbildungsmeldung „Verschieben" gibt die Anschlußnummer und den (die) neuen STS3-Zeitschlitz(e) für ein vorhandenes OC3/OC12-Signal an, das zu einer neuen Position im OC48-Datenübertragungsblock verschoben werden soll.
  • Der demultiplexierende Knoten empfängt die Abbildungsmeldung vom multiplexierenden Knoten, überprüft die empfangene Abbildungsmeldung auf Paritätsfehler, sendet die Abbildungsmeldung zum multiplexierenden Knoten zurück, wenn kein Paritätsfehler vorliegt, und startet seinen eigenen Demux-Zeitüberwachungszähler (Schritt 1004). Der demultiplexierende Knoten startet ebenfalls seinen eigenen Zeitüberwachungszähler. Wenn der demultiplexierende Knoten einen Paritätsfehler erkennt, wird ein Übertragungsfehler (TE) erkannt und der demultiplexierende Knoten macht nichts (d. h., er sendet die Abbildungsmeldung nicht zum multiplexierenden Knoten zurück), was schließlich zu einer Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten führt. Übertragungsfehler können erst auf dem Weg vom Mux zum Demux auftreten, und dann, wenn die Meldung zwecks Vergleich vom Demux zum Mux zurückgesendet wird, um gerade Paritätsfehler zu erkennen. Die ungerade Paritätsprüfung im Demux erkennt den ersten Fehler, doch wenn beide Fehler sich gegenseitig aufheben, führt der Vergleich der gesendeten mit der empfangenen Meldung im Multiplexer nicht zur Erkennung der Tatsache, daß die vom Demultiplexer empfangenen Daten fehlerhaft sind. Um dies zu vermeiden, wird die Meldung nicht zurückgesandt, wenn im Demultiplexer ein Paritätsfehler erkannt wird, um die Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten zu bewirken und dadurch die Neuübertragung zu erzwingen.
  • Der multiplexierende Knoten empfängt die Abbildungsmeldung, die vom demultiplexierenden Knoten zurückgesandt wird, vergleicht die zurückgesandte Abbildungsmeldung mit der Originalabbildungsmeldung, die von ihm an den demultiplexierenden Knoten gesendet wurde, führt, wenn sie übereinstimmen, Teil 1 des Abbildungsvorgangs im multiplexierenden Knoten auf der Basis der Originalabbildungsmeldung durch und sendet die Abbildungsmeldung „Ausführen" an den demultiplexierenden Knoten (Schritt 1006). Teil 1 des Mux-Abbildungsvorgangs wird weiter unten in Verbindung mit 11 beschrieben. Wenn die zurückgesandte Abbildungsmeldung nicht mit der Originalabbildungsmeldung übereinstimmt, wird ein Übertragungsfehler (TE) erkannt. Wenn der Mux-Zeitüberwachungszähler abläuft, bevor der multiplexierende Knoten eine zurückgesandte Abbildungsmeldung empfangen hat, wird eine Zeitüberschreitung (TO) erkannt. In beiden Fällen wird ein Fehlerzähler inkrementiert, und die Verarbeitung geht zu Schritt 1008 über.
  • Wenn der Fehlerzähler einen spezifizierten Schwellwert N (z. B. 10) übersteigt (Schritt 1008), wird ein Alarmzustand im multiplexierenden Knoten signalisiert, der besagt, daß die aktuelle Abbildungsänderung fehlgeschlagen ist (Schritt 1010). Es ist anzumerken, daß der Fehler aufgetreten sein kann, nachdem eine oder mehrere Abbildungsänderungen erfolgreich implementiert wurden, bei denen einige OC3/OC12-Signale bereits neu abgebildet (d. h. verschoben, hinzugefügt oder gelöscht) worden sein können (Kommentar 1012), als die Verarbeitung von 10 mit einem Fehler abgebrochen wurde (Schritt 1014). Wenn der Fehlerzähler den spezifizierten Schwellwert nicht übersteigt, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1002 zurück, wo der multiplexierende Knoten die vorherige Abbildungsmeldung an den demultiplexierenden Knoten neu überträgt, um dieselbe Abbildungsänderung erneut zu versuchen.
  • Wenn keine Zeitüberschreitung oder kein Übertragungsfehler aufgetreten ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1016 über, wo der multiplexierende Knoten eine Abbildungsmeldung „Ausführen" an den demultiplexierenden Knoten überträgt und seinen Mux-Zeitüberwachungszähler neu startet.
  • Der demultiplexierende Knoten empfängt die Abbildungsmeldung „Ausführen" vom multiplexierenden Knoten, führt die Verarbeitung durch, um den demultiplexierenden Knoten auf der Basis der Originalabbildungsmeldung abzubilden, und sendet eine Bestätigungsmeldung an den multiplexierenden Knoten zurück (Schritt 1018). Der demultiplexierende Knoten vergleicht die empfangene Anschlußnummer und die empfangene Zahl der aufeinanderfolgenden STS3-Zeitschlitze (1 oder 4) mit der Anschlußnummer und der Bitrate des im demultiplexierenden Knoten bereitgestellten Signals. Wenn sie nicht übereinstimmen, sendet der demultiplexierende Knoten eine negative Bestätigungsmeldung an den multiplexierenden Knoten zurück, um einen Benutzerdateneingabefehler anzuzeigen, und wenn es sich um den Verschiebungsbefehl handelt, macht der demultiplexierende Knoten das Double-Casting rückgängig. Wenn sie übereinstimmen, führt der demultiplexierende Knoten den STS3-Abbildungsbefehl Hinzufügen/Löschen/Verschieben auf der Basis der Anschlußnummer, der Zahl der aufeinanderfolgenden Zeitschlitze und der STS3-Nummerinformation durch, die in der Meldung empfangen wurde. Je nach Implementierung sendet der demultiplexierende Knoten, wenn er in der vom multiplexierenden Knoten empfangenen Abbildungsmeldung „Ausführen" einen Paritätsfehler erkennt, keine Bestätigungsmeldung an den multiplexierenden Knoten zurück, was eine Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten zur Folge hat, und, je nachdem, wie viele Zeitüberschreitungen aufgetreten sind, die Neuübertragung der Abbildungsmeldung „Ausführen". Der Demux-Abbildungsvorgang wird weiter unten in Verbindung mit 12 beschrieben.
  • Der multiplexierende Knoten empfängt die Bestätigungsmeldung vom demultiplexierenden Knoten und implementiert Teil 2 des Mux-Abbildungsvorgangs (Schritt 1020). Teil 2 des Mux-Abbildungsvorgangs wird weiter unten in der Beschreibung zu 13 beschrieben. Wenn der Mux-Zeitüberwachungszähler abläuft, bevor der multiplexierende Knoten eine Bestätigungsmeldung vom demultiplexierenden Knoten empfängt, dann wird im Mux eine Zeitüberschreitung (TO) erkannt. In diesem Fall wird ein Fehlerzähler inkrementiert und mit einem spezifizierten Zeitüberschreitungsschwellwert N (z. B. 10) verglichen (Schritt 1022). Wenn der Fehlerzähler den spezifizierten Zeitüberschreitungsschwellwert N übersteigt, wird am multiplexierenden Knoten ein Alarmzustand signalisiert, der anzeigt, daß eine Abbildungsänderung fehlgeschlagen ist (Schritt 1024). Wie beim Fehlerzustand von Schritt 1010 kann der Fehler aufgetreten sein, nachdem eine oder mehrere Abbildungsänderungen erfolgreich implementiert wurden, wobei einige OC3/OC12-Signale in diesem Fall bereits neu abgebildet (d. h. verschoben, hinzugefügt oder gelöscht) worden sein können (Kommentar 1012), wenn die Verarbeitung von 10 mit einem Fehler abgebrochen wird (Schritt 1014). Wenn der Fehlerzähler den spezifizierten Schwellwert nicht übersteigt, dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1016 zurück, wo der multiplexierende Knoten die vorherige Abbildungsmeldung „Ausführen" neu an den Demultiplexer überträgt und erneut versucht, die gleiche Abbildungsänderung abzuschließen.
  • Wenn die vom multiplexierenden Knoten empfangene Bestätigungsmeldung eine negative Bestätigungsmeldung ist, die besagt, daß im demultiplexierenden Knoten ein Benutzerdateneingabefehler erkannt wurde, dann wird am MUX ein Benutzerdateneingabefehler (UE) erkannt und ein entsprechender Alarmzustand signalisiert (Schritt 1026), bevor die Verarbeitung der Sequenz von Abbildungsänderungen abgebrochen wird (Schritt 1014).
  • Wenn keine Zeitüberschreitung oder keine Benutzerdateneingabefehler erkannt werden, geht die Verarbeitung zu Schritt 1028 über. Wenn die letzte Abbildungsmeldung in der Sequenz von Abbildungsänderungen bereits verarbeitet wurde, wird die Verarbeitung beendet (Schritt 1030). Andernfalls kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1002 zurück, um die nächste Abbildungsmeldung in der Sequenz zu übertragen. Das Senden einer neuen Abbildungsmeldung und ihre Ausführung im multiplexierenden und demultiplexierenden Knoten wird fortgesetzt, bis die Verarbeitung von 10 die Implementierung der neuen Abbildung abgeschlossen hat, die mit der Neuabbildungsverarbeitung von 9 berechnet wurde. Eine Unfähigkeit, zwischen der Nichterkennung der falsch übertragenen Abbildungsmeldung „Ausführen" und der Bestätigungsmeldung zu unterscheiden, würde es unmöglich machen, allein auf der Basis der Zeitüberschreitung im multiplexierenden Knoten zu entscheiden, ob der demultiplexierende Knoten die Umschaltung der verschobenen OC3/OC12-Signale ausgeführt hat oder nicht. Um einen Ausfall des verschobenen vorhandenen Signals zu vermeiden, wird das Double-Casting vom multiplexierenden Knoten nicht rückgängig gemacht. Statt dessen gibt die fehlgeschlagene Verarbeitung eine geeignete Alarmmeldung an den Benutzer aus, die den Zustand anzeigt. Um die Wahrscheinlichkeit der Nichterkennung beider Meldungen zu minimieren, werden sie mit einer starken Fehlererkennungs- und -korrekturfähigkeit versehen.
  • Die vom Mux und Demux übertragenen Abbildungsmeldungen verwenden das folgende gemeinsame Meldungsformat. Jede Meldung ist vier Byte lang, wobei Byte 1 ein Meldungstypanzeiger ist, Byte 2 ein erstes Datenbyte ist, Byte 3 ein zweites Datenbyte ist, und Byte 4 ein bitweises Paritätsbyte für die Bytes 1, 2 und 3 ist. Wenn keine Meldungen gesendet werden, wird das Freikanalbyte „00000000" in den Übertragungskanal eingefügt.
  • Die definierten Werte für den Meldungstypanzeiger (Byte 1) sind wie folgt (wobei „x" ein undefiniertes Bit darstellt, das 0 oder 1 sein kann):
    • – „11000xxx" – Abbildungsmeldung „Hinzufügen"
    • – „11101xxx" – Abbildungsmeldung „Löschen"
    • – „11111xxx" – Abbildungsmeldung „Verschieben"
    • – „11110xxx" – Abbildungsmeldung „Ausführen"
    • – „11011xx1" – Positive Bestätigung der Ausführung der Abbildungsmeldungen „Hinzufügen"/„Löschen"/"Verschieben"
    • – „11011xx0" – Negative Bestätigung der Ausführung der Abbildungsmeldungen „Hinzufügen"/„Löschen"/"Verschieben"
  • Bei der Abbildungsmeldung „Ausführen" und der positiven und negativen Bestätigung der Ausführung der Abbildungs meldungen „Hinzufügen"/„Löschen"/„Verschieben" sind die Byte 2 und 3 undefiniert.
  • Bei den Abbildungsmeldungen „Hinzufügen", „Löschen" und „Verschieben" weist das erste Datenbyte (Byte 2) das Format „011Fabcd" auf, wobei F = 1 bedeutet, daß ein OC12-Signal hinzugefügt/gelöscht/verschoben wird, F = 0 bedeutet, daß ein OC3-Signal hinzugefügt/gelöscht/verschoben wird, und „abcd" die Anschlußnummer für das hinzugefügte/gelöschte/verschobene OC3/OC12-Signal angibt.
  • Das zweite Datenbyte (Byte 3) hat das Format „010Fefgh", wobei „F" die gleiche Bedeutung wie im ersten Datenbyte hat und „efgh" die STS3-Zeitschlitznummer angibt. Bei der Abbildungsmeldung „Hinzufügen" gibt „efgh" den STS3-Zeitschlitz für ein neues OC3/OC12-Signal an. Bei der Abbildungsmeldung „Verschieben" gibt „efgh" den neuen STS3-Zeitschlitz für das vorhandene OC3/OC12-Signal an, das verschoben werden soll. Bei der Abbildungsmeldung „Löschen" wird „efgh" nicht wirklich benötigt, da der demultiplexierende Knoten in der Lage ist, den STS3-Zeitschlitz für das zu löschende OC3/OC12-Signal aus der Anschlußnummer (d. h., „abcd" in Byte 2) abzuleiten.
  • 11 zeigt ein Flußdiagramm von Teil 1 des Abbildungsvorgangs im multiplexierenden Knoten auf der Basis der Originalabbildungsmeldung, der Schritt 1006 von 10 entspricht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Teil 1 entspricht der Einleitung des Double-Casting zur Überbrückung und Umschaltung eines vorhandenen OC3/OC12-Signals zu einer neuen Position innerhalb des OC48-Datenübertragungsblocks.
  • Das heißt, die Verarbeitung von 11 startet bei Schritt 1102 (nachdem der multiplexierende Knoten eine zurückgesandte Abbildungsmeldung empfangen hat, die mit seiner Originalabbildungsmeldung übereinstimmt) mit der Originalabbildungsmeldung, die den Anschluß angibt (d. h. „abcd" in Byte 2 der Abbildungsmeldung) und, je nach Typ der Abbildungsmeldung, den STS3-Zeitschlitz (d. h. „efgh" in Byte 3 der Abbildungsmeldung)(Kommentar 1104). Wenn die Abbildungsmeldung keine Abbildungsmeldung „Verschieben" ist (Schritt 1106), dann ist sie eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" oder „Löschen", wobei dann kein Double-Casting erforderlich ist und die Verarbeitung von Teil 1 beendet wird (Schritt 1118). Wenn die Abbildungsmeldung eine Abbildungsmeldung „Verschieben" ist, dann wird die Verarbeitung in Schritt 1108 fortgesetzt, wo ermittelt wird, ob das zu verschiebende Signal ein OC3-Signal oder ein OC12-Signal ist.
  • Wenn das zu verschiebende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1108), dann wird der spezifizierte Anschluß von seinem aktuellen („alten") STS3-Zeitschlitz auf den spezifizierten neuen STS3-Zeitschlitz neu abgebildet (Kommentar 1110), und das Double-Casting wird begonnen, indem der Anschluß auf den neuen STS3-Zeitschlitz abgebildet wird, während die Abbildung des Anschlusses auf den alten STS3-Zeitschlitz beibehalten wird (Schritt 1112), bevor Teil 1 bei Schritt 1118 beendet wird.
  • Andernfalls ist das zu verschiebende Signal ein OC12-Signal (Schritt 1108), der spezifizierte Anschluß muß auf den neuen Vierer abgebildet werden, der am spezifizierten STS3-Zeitschlitz beginnt (Kommentar 1114), und das Double-Casting wird begonnen, indem der Anschluß auf den neuen Vierer abgebildet wird, während die Abbildung des Anschlusses auf den alten Vierer beibehalten wird (Schritt 1116), bevor Teil 1 bei Schritt 1118 beendet wird.
  • 12 zeigt ein Flußdiagramm des Abbildungsvorgangs im demultiplexierenden Knoten auf der Basis einer empfangenen Abbildungsmeldung, entsprechend Schritt 1018 von 10, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verarbeitung von 12 startet bei Schritt 1202, nachdem der demultiplexierende Knoten eine Abbildungsmeldung „Ausführen" vom multiplexierenden Knoten empfangen hat. Die Verarbeitung von 12 basiert auf der Information, die in der zuvor empfangenen Originalabbildungsmeldung enthalten war und die den Anschluß und, je nach Typ der Abbildungsmeldung, den STS3-Zeitschlitz angibt (Kommentar 1204). Es ist anzumerken, daß die Neuübertragung der Abbildungsmeldung „Ausführen" durch den multiplexierenden Knoten keine mehrfache Ausführung derselben Originalabbildungsmeldung durch den demultiplexierenden Knoten zur Folge haben sollte (Kommentar 1206).
  • Wenn die Originalabbildungsmeldung eine Abbildungsmeldung „Löschen" ist (Schritt 1208), dann hat der demultiplexierende Knoten die OC3/OC12-Ausgabe zu löschen (Kommentar 1210). Wenn das zu löschende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1212), der demultiplexierende Knoten aber zuvor keinen unabhängigen Befehl empfangen hat, ein OC3-Signal am selben Anschluß zu löschen (Schritt 1214), dann wird ein Benutzerdateneingabefehler erkannt (Kommentar 1216), und die Verarbeitung von 12 wird abgebrochen, ohne daß das Signal gelöscht wird (Schritt 1244). Wenn jedoch das zu löschende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1212) und der demultiplexierende Knoten zuvor einen unabhängigen Befehl empfangen hat, ein OC3-Signal am selben Anschluß zu löschen (Schritt 1214), dann wird die Abbildung für den spezifizierten Anschluß gelöscht (Schritt 1218), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird.
  • Wenn dementsprechend das zu löschende Signal ein OC12-Signal ist (Schritt 1212), der demultiplexierende Knoten aber zuvor keinen unabhängigen Befehl empfangen hat, ein OC12-Signal am selben Anschluß zu löschen (Schritt 1220), dann wird ein Benutzerdateneingabefehler erkannt (Kommentar 1216), und die Verarbeitung von 12 wird abgebrochen, ohne daß das Signal gelöscht wird (Schritt 1244). Wenn jedoch das zu löschende Signal ein OC12-Signal ist (Schritt 1212) und der demultiplexierende Knoten zuvor einen unabhängigen Befehl empfangen hat, ein OC12-Signal am selben Anschluß zu löschen (Schritt 1220), dann wird die Abbildung für den spezifizierten Anschluß gelöscht (Schritt 1222), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird.
  • Wenn die Originalabbildungsmeldung keine Abbildungsmeldung „Löschen" ist (Schritt 1208), dann ist sie eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" oder eine Abbildungsmeldung „Verschieben" (Kommentar 1224). Es ist anzumerken, daß eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" jede vorhandene Abbildung für den spezifizierten Anschluß löscht (Kommentar 1226). Wenn die Originalabbildungsmeldung eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" ist (Schritt 1228), geht die Verarbeitung zu Schritt 1230 über, um zu ermitteln, ob das hinzuzufügende Signal ein OC3-Signal oder ein OC12-Signal ist.
  • Wenn das hinzuzufügende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1230), der demultiplexierende Knoten aber zuvor keinen unabhängigen Befehl empfangen hat, am selben Anschluß ein OC3-Signal hinzuzufügen oder ein OC12-Signal in ein langsameres OC3-Signal umzuwandeln (Schritt 1232), dann wird ein Benutzerdateneingabefehler erkannt (Kommentar 1234), und die Verarbeitung von 12 wird abgebrochen, ohne daß das Signal hinzugefügt wird (Schritt 1244). Wenn jedoch das hinzuzufügende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1230) und der demultiplexierende Knoten zuvor einen unabhängigen Befehl empfangen hat, am selben Anschluß ein OC3-Signal hinzuzufügen oder ein OC12-Signal in ein langsameres OC3-Signal umzuwandeln (Schritt 1232), dann wird der spezifizierte Anschluß auf den spezifizierten STS3-Zeitschlitz abgebildet (Schritt 1236), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird.
  • Wenn dementsprechend das hinzuzufügende Signal ein OC12-Signal ist (Schritt 1230), der demultiplexierende Knoten aber zuvor keinen unabhängigen Befehl empfangen hat, am selben Anschluß ein OC12-Signal hinzuzufügen oder ein OC3-Signal in ein schnelleres OC12-Signal umzuwandeln (Schritt 1238), dann wird ein Benutzerdateneingabefehler erkannt (Kommentar 1234), und die Verarbeitung von 12 wird abgebrochen, ohne daß das Signal hinzugefügt wird (Schritt 1244). Wenn jedoch das hinzuzufügende Signal ein OC12-Signal ist (Schritt 1230) und der demultiplexierende Knoten zuvor einen unabhängigen Befehl empfangen hat, am selben Anschluß ein OC12-Signal hinzufügen oder ein OC3-Signal in ein schnelleres OC12-Signal umzuwandeln (Schritt 1238), dann wird der spezifizierte Anschluß auf den am spezifizierten STS3-Zeitschlitz beginnenden Vierer abgebildet (Schritt 1240), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird.
  • Wenn die Originalabbildungsmeldung keine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" ist (Schritt 1228), dann ist sie eine Abbildungsmeldung „Verschieben", und die Verarbeitung wird in Schritt 1242 fortgesetzt, wo ermittelt wird, ob das zu verschiebende Signal ein OC3-Signal oder ein OC12-Signal ist. Wenn das zu verschiebende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1242), dann wird der Anschluß auf den spezifizierten neuen STS3-Zeitschlitz abgebildet (Schritt 1236), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird. Wenn das zu verschiebende Signal ein OC12-Signal ist (Schritt 1242), dann wird der Anschluß auf den Vierer abgebildet, der beim spezifizierten neuen STS3-Zeitschlitz beginnt (Schritt 1240), bevor die Verarbeitung bei Schritt 1244 beendet wird.
  • 13 zeigt ein Flußdiagramm von Teil 2 des Abbildungsvorgangs im multiplexierenden Knoten auf der Basis der Originalabbildungsmeldung, entsprechend Schritt 1020 von 10, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Teil 2 entspricht dem Abschluß der Überbrückung und Umschaltung eines vorhandenen OC3/OC12-Signals auf eine neue Position innerhalb des OC48-Datenübertragungsblocks.
  • Das heißt, die Verarbeitung von 13 beginnt bei Schritt 1302, nachdem der multiplexierende Knoten vom demultiplexierenden Knoten eine Bestätigungsmeldung empfangen hat. Wenn der multiplexierende Knoten eine negative Bestätigungsmeldung empfangen hat (Schritt 1304), dann hat der demultiplexierende Knoten während der Verarbeitung von 12 einen Benutzerdateneingabefehler erkannt (Kommentar 1306), wobei der multiplexierende Knoten dann gegebenenfalls die neue Abbildung löscht, die während Teil 1 der Verarbeitung von 11 erzeugt wurde, die der Einleitung des Double-Casting entspricht (Schritt 1308), und dann zum Knoten „UE" in 10 springt (Schritt 1310).
  • Andernfalls, wenn der multiplexierende Knoten eine positive Bestätigungsmeldung empfangen hat (Schritt 1304), dann gibt die Originalabbildungsmeldung die Anschlußnummer und, je nach Typ der Abbildungsmeldung, den STS3-Zeitschlitz an (Kommentar 1312), und die Verarbeitung wird in Schritt 1314 fortgesetzt. Wenn die Abbildungsmeldung eine Abbildungsmeldung „Verschieben" ist (Schritt 1314) und das zu verschiebende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1316), wird der Anschluß auf den spezifizierten neuen STS3-Zeitschlitz abgebildet (Schritt 1318). Es ist anzumerken, daß der Anschluß in diesem Fall bereits abgebildet wurde, um das OC3-Signal aufgrund von Teil 1 in 11 sowohl auf den alten als auch auf den neuen STS3-Zeitschlitz doppelt abzubilden. Wenn die Abbildung des Anschlusses auf den alten STS3-Zeitschlitz gelöscht wird (Schritt 1320), bleibt die Abbildung des Anschlusses auf den neuen STS3-Zeitschlitz daher übrig (Kommentar 1322), wenn die Verarbeitung von 13 beendet wird (Schritt 1342).
  • Wenn das zu verschiebende Signal aber ein OC12-Signal ist (Schritt 1316), dann wird der Anschluß auf einen neuen Vierer abgebildet, der am spezifizierten STS3-Zeitschlitz beginnt (Kommentar 1324). Es ist anzumerken, daß der Anschluß in diesem Fall bereits abgebildet wurde, um das OC12-Signal aufgrund von Teil 1 in 11 sowohl auf den alten als auch auf den neuen Vierer doppelt abzubilden. Wenn die Abbildung des Anschlusses auf den alten Vierer gelöscht wird (Schritt 1326), bleibt die Abbildung des Anschlusses auf den neuen Vierer daher bestehen (Kommentar 1328), wenn die Verarbeitung von 13 beendet wird (Schritt 1342).
  • Wenn die Abbildungsmeldung, statt eine Abbildungsmeldung „Verschieben" (Schritt 1314) zu sein, eine Abbildungsmeldung „Hinzufügen" (Schritt 1330) ist, dann wird jede vorhandene Abbildung für den spezifizierten Anschluß gelöscht (Kommentar 1332). Wenn das hinzuzufügende Signal ein OC3-Signal ist (Schritt 1334), wird der spezifizierte Anschluß auf den spezifizierten STS3-Zeitschlitz abgebildet (Schritt 1336), bevor die Verarbeitung von 13 bei Schritt 1342 beendet wird. Wenn das hinzuzufügende Signal aber ein OC12-Signal ist (Schritt 1334), wird der spezifizierte Anschluß auf den Vierer abgebildet, der am spezifizierten STS3-Zeitschlitz beginnt (Schritt 1338), bevor die Verarbeitung von 13 bei Schritt 1342 beendet wird.
  • Andernfalls ist die Abbildungsmeldung eine Abbildungsmeldung „Löschen" (Schritt 1330), und die Abbildung des spezifizierten Anschlusses wird gelöscht (Schritt 1340), bevor die Verarbeitung von 13 bei Schritt 1342 beendet wird.
  • 14 zeigt ein Blockdiagramm einer Schnittstellenschaltung 1400, die die Bereitstellungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt. Die Schnittstellenschaltung 1400 ist vorzugsweise in einer freiprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA) implementiert. Nach dem Konfigurations- und Initialisierungsvorgang wird die Schnittstellenschaltung 1400 als ein Gerät mit drei Anschlüssen (d. h., mit den Anschlüssen A, B und C) betrieben. Die Anschlüsse A und B sind unidirektionale Schnittstellen zum/vom SONET/SDH-Mux/Demux-Gerät, das zum Beispiel in 1 gezeigt wird. Jeder der Anschlüsse A und B umfaßt einen unidirektionalen 4-Bit-Datenbus, einen 20,736-MHz-Multiplexier- und Demultiplexiertakt, einen 8-KHz-Start-of-Frame-Impuls (SOF) und einen TOH-Stellenschreibimpuls. Der Anschluß C ist ein bidirektionaler E/A-Anschluß, der die Schnittstellenschaltung 1400 mit dem Platinencontroller (nicht dargestellt) verbindet, der das Senden einer Meldung initiiert, indem er die Meldung in die Schnittstellenschaltung 1400 schreibt. Wenn er von einer Schnittstellenschaltung unterbrochen wird, die den Eingang einer empfangenen Meldung erkennt, liest der Platinencontroller die Meldung von dieser Schnittstellenschaltung aus.
  • Die Merkmale und Optionen der Schnittstellenschaltung 1400 umfassen:
    • – Serielle Takt- und Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle zum TOH des OC48-SONET/SDH-Signals am Ausgang des SONET/SDH-Multiplexers und am Eingang des SONET/SDH-Demultiplexers.
    • – Einfügung/Extraktion von n Informationsbyte in/aus dem TOH des multiplexierten/demultiplexierten OC48-Signals zur Offline- und Inline-Bereitstellung, um OC48-SONET/SDH-Signale mit gemischter Übertragungsgeschwindigkeit hinzu zu fügen/zu löschen/upzugraden/downzugraden.
    • – Schnittstelle zur Extraktion von TOH-Meldungen (TME) aus dem demultiplexierten OC48-Signal.
    • – Schnittstelle zur Einfügung von TOH-Meldungen (TMI) in das multiplexierte OC48-Signal.
    • – Programmierbare TME- und TMI-Meldungslänge.
    • – Programmierbare TME- und TMI-Anordnung der Meldung im OC48-TOH.
    • – Überwachung und Verarbeitung der Meldungen „Hinzufügen"/„Löschen"/„Upgraden"/„Downgraden".
    • – Parallele, bidirektionale asynchrone/synchrone Schnittstelle zum Platinencontroller.
    • – Erzeugung eines Interrupts zum Platinencontroller bei Erkennung einer gültigen Meldung.
    • – Gesamte Lese-/Schreibfunktionalität von/zum Platinencontroller.
    • – Tristate-fähige Ausgänge für In-Circuit-Test (ICT) und Net-Sharing.
  • 15 zeigt ein Blockdiagramm der Mux/Demux-Schaltung 1500 für die Mux/Demux-Platine von Knoten 1 in 1, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung 1500 empfängt bis zu acht eingehende OC3/OC12-Customer-Signale 114 und erzeugt ein entsprechendes OC48-Ausgabesignal, um es zu teilen, umzuwandeln und über die Glasfasern 106 und 108 zum Knoten 2 zu senden. Außerdem empfängt die Schaltung 1500 die zwei Kopien des OC48-Signals (in 15 als OC48-Eingabe #1 und OC48-Eingabe #2 bezeichnet), das vom Knoten 2 über die Glasfasern 110 und 112 empfangen wird, und erzeugt (bis zu) acht entsprechende ausgehende OC3/OC12-Customer-Signale 120. Überdies empfängt die Schaltung 1500 verschiedene Status- und Steuersignale vom Platinencontroller (nicht gezeigt), der den Betrieb der Schaltung 1500 steuert. In der Mitte der Schaltung 1500 ist die integrierte Schaltung 1502 angeordnet, die die Multiplexier- und Demultiplexiervorgänge durchführt.
  • Um diese Aufgaben zu erfüllen, erzeugt die Schaltung 1500 bis zu 11 verschiedene Taktsignale: Einen Takt von jedem der bis zu acht verschiedenen eingehenden OC3/OC12-Customer-Signale 114, einen Takt von jeder Kopie des OC48-Signals, und einen lokalen Takt (z. B. einen Stratum-3-Takt). Die Schaltung 1500 kann konfiguriert werden, um entweder in der Add/Drop-Konfiguration von 1 oder in der Drop/Continue-Konfiguration von 2 verwendet zu werden. Wenn sie konfiguriert ist, um in einer Add/Drop-Konfiguration verwendet zu werden, wählt und verwendet die Schaltung 1500 eines der 11 verschiedenen Taktsignale zum Multiplexen, während das Demultiplexen auf einem Takt basiert, der aus den zwei OC48-Takten und dem lokalen Takt gewählt wird. Wenn sie kon figuriert ist, um in einer Drop/Continue-Konfiguration verwendet zu werden, gibt es keine eingehenden Customer-Signale. Daher basieren sowohl das Multiplexen als auch das Demultiplexen auf demselben Takt, der aus den zwei OC48-Takten und dem lokalen Takt gewählt wird.
  • Das heißt, die Sende-Empfangs-Schaltung 1504 mit einer geeigneten Takt-und-Datenwiedergewinnungsschaltung (CDR) gewinnt bis zu acht verschiedene Customer-Signaltakte 1506 aus den bis zu acht verschiedenen eingehenden OC3/OC12-Customer-Signalen 114 wieder. Customer-Signaltakte, die aus OC3-Signalen erzeugt werden, weisen eine Taktrate von 155 MHz auf, während Customer-Signaltakte, die aus OC12-Signalen erzeugt werden, eine Taktrate von 622 MHz aufweisen. Ein Steuersignal MSEL[1:8] vom Platinencontroller gibt an, an welchem der acht Eingabeanschlüsse der Sende-Empfangs-Schaltung 1504 eingehende Customer-Signale vorliegen.
  • Die bis zu acht Customer-Signaltakte 1506 werden in den UND-Block 1508 eingegeben, der eine logische „UND"-Operation zwischen jedem Customer-Signaltakt 1506 und einem entsprechenden Alarmsteuersignal 1510 vornimmt, das angibt, ob der entsprechende Takt gültig ist. Das heißt, jedes der acht Alarmsteuersignale 1510 weist einen logischen Wert von „1" auf, wenn der entsprechende Customer-Signaltakt 1506 gültig ist, und einen logischen Wert von „0", wenn für dieses Customer-Signal ein Signalverlust(LOS)-, ein Taktverlust(LOC)-, ein Out of Frame (OOF)- oder ein Loss-of-Frame(LOF)-Zustand vorliegt. Einer der ersten vier Customer-Signaltakte aus dem UND-Block 1508 wird beim Mux M3 auf der Basis des Steuersignals CSEL[3:4] gewählt, während einer der letzten vier Customer-Signaltakte beim Mux M4 auf der Basis des Steuersignals CSEL[5:6] gewählt wird.
  • Diese zwei gewählten Customer-Signaltakte werden dann in den Mux M5 eingegeben, zusammen mit einem Regelkreistakt 1512 (weiter unten beschrieben). Auf der Basis des Steuersignals CSEL[1:2] wählt der Mux M5 einen dieser drei Takte. Je nachdem, ob die eingehenden Customer-Signale OC3- oder OC12-Signale sind, und abhängig davon, welche Takte von Mux M3, M4 und M5 gewählt wurden, kann der vom Mux M5 gewählte Takt eine Taktrate von 155 MHz oder 622 MHz aufweisen. Nach Aktivierung durch das Steuersignal DIV4 dividiert der Divisor DIV4 den Takt vom Mux M5 durch vier, und der Mux M6 wählt auf der Basis des Steuersignals ENOC12 entweder den Takt, der direkt vom Mux M5 empfangen wird, oder den dividierten Takt vom Divisor DIV4. Das heißt, wenn der vom Mux M5 gewählte Takt eine Taktrate von 155 MHz aufweist, dann wählt der Mux M6 den Takt, der direkt vom Mux M5 empfangen wird. Wenn der vom Mux M5 gewählte Takt eine Taktrate von 622 MHz aufweist, dann wählt der Mux M6 den dividierten Takt vom Divisor DIV4. In beiden Fällen weist der Takt vom Mux M6 eine Taktrate von 155 MHz auf.
  • Der 155-MHz-Takt vom Mux M6 wird in den Mux M8 eingegeben, zusammen mit einem lokalen 155-MHz-Takt vom lokalen Taktgeber 1514. Mux M8 wählt einen dieser beiden Takte auf der Basis eines Steuersignals 1516, das vom Flip-Flop FF1 erzeugt wird. Der Takt vom Mux M8 wird in den Taktverlust (LOC)-Detektor 1518 eingegeben, der den Takt vom Mux M8 überwacht, um einen Taktverlustzustand zu erkennen. Der LOC-Detektor 1518 erzeugt ein LOC-Signal 1520, das zum Flip-Flop FF1 rückgeführt wird. Außerdem wird das LOC-Signal 1520 als GPIO(53) zum Platinencontroller geleitet und ist Teil der Universal-Eingabe/Ausgabe (GPIO). Auch das Steuersignal 1516 wird zum Flip-Flop FF1 rückgeführt. Wann immer der LOC-Detektor 1518 einen LOC-Zustand erkannt, erreicht das LOC-Signal 1520 einen hohen Pegel, was bewirkt, daß der Flip-Flop FF1 das Steuersignal 1516 umschaltet, wodurch die vom Mux M8 getroffene Wahl von einer Eingabe auf die andere wechselt. Auch das Steuersignal 1516 wird als Teil der GPIO zum Platinencontroller geleitet, d. h. als GPIO(54). Der Flip-Flop FF1 empfängt auch die Voreinstellungs- und Löschsignale MXSEL0 bzw. MXSEL1 vom Platinencontroller.
  • Der vom Mux M8 gewählte 155-MHz-Takt wird auch in den Mux-Phasenregelkreis (PLL) 1522 eingegeben, der den 155-MHz-Takt mit vier multipliziert, um einen 622-MHz-Takt 1524 zu erzeugen, der in die Mux/Demux-Schaltung 1502 eingegeben wird, um als Multiplexiertakt zum Multiplexen der aus der Sender-Empfangs-Schaltung 1504 wiedergewonnenen eingehenden Customer-Datensignale 1526 verwendet zu werden. Die sich ergebenden multiplexierten Datensignale werden am Mux-Datenausgang der Mux/Demux-Schaltung 1502 als 16 parallele 155-Mb/s-Datensignale ausgegeben.
  • In der Zwischenzeit wird ein OC48-Eingabesignal #1 in die CDR-Schaltung 1528 eingegeben, die 16 parallele 155-Mb/s-Datensignale 1530 und einen einzigen 155-MHZ-Takt (CDRCLK1) 1532 wiedergewinnt. Dementsprechend wird ein OC48-Eingabesignal #2 in die CDR-Schaltung 1534 eingegeben, die 16 parallele 155-Mb/s-Datensignale 1536 und einen einzigen 155-MHZ-Takt (CDRCLK2) 1538 wiedergewinnt. Die zwei Datensignalsätze werden in den Datenmultiplexer 1540 eingegeben, der einen der zwei Sätze auf der Basis des Steuersignals SEL_DATA als die Dateneingabe zum Demultiplexen durch die Mux/Demux-Schaltung 1502 wählt.
  • Die zwei 155-MHz-Takte 1532 und 1538 werden in den Taktmultiplexer 1542 eingegeben, der einen der zwei Takte auf der Basis des Steuersignals SEL_DATA wählt. Die Multiplexer 1540 und 1542 sind Bestandteil der Fehlerschutzschaltung für die Schaltung 1500. Der vom Mux 1542 gewählte Takt wird in den Mux 1544 eingegeben, der auch den lokalen 155-MHz-Takt vom lokalen Taktgeber 1514 empfängt. Auf der Basis der Steuersignale SEL_CLK wählt der Mux 1544 einen der zwei Takte als Takt 1512. Abgesehen davon, daß er als Regelkreistakt in den Mux M5 eingegeben wird (wie oben beschrieben), wird der Takt 1512 in die Mux/Demux-Schaltung 1502 eingegeben, um als Systemtakt verwendet zu werden. Der Takt 1512 wird auch in den Demux-PLL 1546 eingegeben, der den 155-MHz-Takt 1512 mit vier multipliziert, um einen 622-MHz-Takt zu erzeugen.
  • Der 622-MHz-Takt vom Demux-PLL 1546 wird in den Mux M7 eingegeben, zusammen mit dem 622-MHz-Takt 1524 vom Mux-PLL 1522. Auf der Basis des Steuersignals DAN_DMUX wählt der Mux M7 einen der zwei Takte zur Verwendung durch die Mux/Demux-Schaltung 1502 als Demultiplexiertakt zum Demultiplexen der 16 parallelen 155-Mb/s-Datensignale vom Datenmultiplexer 1540. Wenn die Schaltung 1500 zur Verwendung in einer Add/Drop-Konfiguration konfiguriert ist, wird Mux M7 durch das Steuersignal DAN_DMUX so konfiguriert, daß er den Takt stets vom Demux-PLL 1546 wählt. Andernfalls, wenn die Schaltung 1500 zur Verwendung in einer Drop/Continue-Konfiguration konfiguriert ist, wird Mux M7 durch das Steuersignal DAN_DMUX so konfiguriert, daß er den Takt 1524 stets vom Mux-PLL 1522 wählt. In beiden Fällen werden die demultiplexierten Datensignale, die von der Mux/Demux-Schaltung 1502 erzeugt werden, am OC3/OC12-Daten-E/A-Anschluß der Mux/Demux-Schaltung 1502 als acht 155/622-Mb/s-Datensignale ausgegeben und als Teil der bidirektionalen Signale 1526 zur Sende-Empfangs-Schaltung 1504 geleitet, um als ausgehende OC3/OC12-Customer-Signale an die entsprechende Customer übertragen zu werden.
  • Die CDRCLK1- und CDRCLK2-Takte 1532 und 1538 werden auch in den Mux M1 eingegeben, der einen der zwei 155-MHz-Takte auf der Basis des Steuersignals SEL_MXCLK wählt. Der Takt von Mux M1 wird in den Mux M2 eingegeben, zusammen mit dem 155-MHz-Multiplexiertakt von der Mux/Demux-Schaltung 1502. Dieser Multiplexiertakt ist der gleiche Takt, der vom Mux-PLL 1522 in die Mux/Demux-Schaltung 1502 eingegeben wird. Auf der Basis des Steuersignals SEL_TXCLK wählt der Mux M2 einen der zwei 155-MHz-Takte, der vom Sender 1548 verwendet wird, um die 16 parallelen 155-Mb/s-Datensignale, die von der Mux/Demux-Schaltung 1502 erzeugt wurden, als ein einziges OC48-Ausgabesignal zu senden.
  • Die Schaltung 1500 stellt eine zuverlässige, leistungsfähige Lösung zum Takten von Platinen bereit, die in der Add/Drop- und in der Drop/Continue-Konfiguration von 1 und 2 für das bidirektionale Multiplexen und Demultiplexen von gemischten OC3/OC12-Signalen in einem DWDM-Netz ausgelegt sind.
  • In der bidirektionalen Add/Drop-Konfiguration von 1 sind zwei Platinen in zwei Knoten vorgesehen und insgesamt vier Multiplexier- und Demultiplexierzeitbereiche werden mit vom Benutzer oder vom System gewählten Taktquellen getaktet, um bidirektionale Übertragungen zu gewährleisten. Wie oben im Zusammenhang mit 1 beschrieben, wird jedes multiplexierte OC48-Signal von einem Knoten in zwei optische Signale geteilt und durch physikalisch getrennte Wege geleitet. Die zwei optischen Signale werden vom Demux des anderen Knotens empfangen. Der Demux wählt eine der Eingaben zum Demultiplexieren.
  • Um SONET/SDH-Zeigeranpassungen im Demux zu minimieren, werden die zwei Demux-Zeitbereiche mit dem Takt getaktet, der aus der aktuell gewählten OC48-Eingabe (wie vom Steuersignal SEL_DATA spezifiziert) wiedergewonnen wird. Die Taktquelle für den Demux-Zeitbereich wird nicht vom Benutzer gewählt. Auf einen Schutzschalter von der gewählten zur zweiten OC48-Eingabe folgt ein automatischer Taktquellenumschalter auf den Takt, der aus dieser Eingabe wiedergewonnen wurde. Wenn ein Ausfall beider OC48-Eingaben erkannt wird (wie durch das Steuersignal SEL_CLK spezifiziert), wird die Demuxtaktquelle auf den lokalen Takt vom Taktgeber 1514 umgeschaltet.
  • Multiplexiertaktquellen werden vom Benutzer gewählt. Der Benutzer weist jeder Taktquelle eine Priorität zu, die höchste Priorität (P3) für den Multiplexiertakt, die zweite Priorität (P2) für seinen Sicherungstakt, und die dritte Priorität (P1) für den Sicherungstakt des Sicherungstakts. Allen übrigen Taktquellen wird die niedrigste Priorität (P0) zugewiesen, die ihre Verwendung als Multiplexiertaktquelle sperrt. Die Schutzumschaltung vom Multiplexiertakt zum Sicherungstakt P2 und die vom Sicherungstakt P2 zum Sicherungstakt P1 ist umkehrbar. Das bedeutet, daß der gleiche Takt wie vor dem Ausfall gewählt wird (d. h., der Multiplexiertakt oder der Sicherungstakt P2), sobald der ausgefallene Takt wiederhergestellt ist. In einer Implementierung wird der lokale Takt stets als Multiplexiertakt oder als Sicherungstakt P2 für den Multiplexiertakt gewählt.
  • Ein Ausfall des Multiplexiertakts wird hardwaremäßig vom lokalen Taktverlust(LOC)-Detektor 1518 erkannt, der selbstständig hardwaremäßig auf den Sicherungstakt umschaltet. Ein Schutzschalter auf den gültigen Sicherungstakt P2 ist ein schneller Hardwareschalter, da er vom lokalen LOC-Detektor 1518 implementiert wird. Ein Schutzschalter auf den gültigen Sicherungstakt P1 bei Ausfall des Sicherungstakts P2 ist ein langsamerer Softwareschalter, der vom Fernplatinencontroller implementiert wird. Die hohe Zuverlässigkeit des lokalen Taktgebers 1514 minimiert die Wahrscheinlichkeit des langsameren Schutzschalters.
  • Jeder Takt ist in einem der folgenden zwei Zustände: „gültig" oder „ungültig". Die OC3/OC12-Eingabetakte werden bei Erkennung eines OOF-, LOF-, LOC-, LOS- oder Leitungsfehler(LAIS)-Zustands ungültig gemacht. Wenn ein Eingabetakt als Multiplexiertakt gewählt ist, wird er ungültig gemacht und auf den Sicherungstakt umgeschaltet, nach Erkennung eines „Holdover"-Zustands des Synchronisationsbytes S1, der anzeigt, daß das Signal, aus dem der Takt gewonnen wird, mit einem ungenauen Takt getaktet wird. Der OC48-Eingabetakt wird ungültig gemacht, wenn der OOF/LOF/LOC/LOS-Zustand erkannt wird. Der lokale Takt wird ungültig gemacht, wenn an seinem Ausgang der LOC-Zustand erkannt wird. Der Benutzer fragt den Zustand des Synchronisationsbytes S1 der eingehenden OC3/OC12-Signale ab, um Signale mit hoher Genauigkeit zu erkennen, und verwendet sie, falls vorhanden, als vorrangige Taktquellen. Wenn die S1-Byte von mehr als einem Eingabesignal anzeigen, daß die Signale die Taktquelle an den Drop-Sites der Customer ist, verlieren die Signale mit gleichem Stratum-Level, die nicht zum Multiplexen verwendet werden, ihre Stratum-Level-Verfolgbarkeit. Ihre S1-Byte werden auf den Zustand „nicht verwenden" geändert. Die S1-Byte der Signale mit niedrigerem Stratum-Level, die nicht zum Multiplexen verwendet werden, werden nicht geändert; sie behalten ihre Stratum-Level-Verfolgbarkeit bei.
  • Im Vierzeitbereichssystem werden die zwei Demultiplexiertakte aus der OC48-Eingabe gewonnen. Da diese Takte von den Multiplexiertakten abgeleitet werden, verbleiben zwei unabhängige Taktquellen, die für die zwei Multiplexierzeitbereiche gewählt werden. In den Datenanwendungen mit Eingabetakten mit weniger als Stratum-3-Genauigkeit wird der lokale Stratum-3-Takt als Multiplexiertakt gewählt und der OC48-Eingabetakt als sein Sicherungstakt. In dieser Konfiguration wird ein ausgefallener lokaler Takt auf den OC48-Eingabetakt umgeschaltet, wodurch im Vierzeitbereichssystem nur eine unabhängige Taktquelle übrig bleibt. Ein Ausfall des zweiten lokalen Takts und eine Umschaltung auf seinen OC48-Sicherungstakt oder eine manuelle Umschaltung auf den OC48-Eingabetakt ergibt ein Vierzeitbereichssystem ohne unabhängige Taktquelle. Dies ist ein unstabiler Zustand, der „Taktschleife" genannt wird und der ohne unabhängige Taktquelle eine Abweichung des gemeinsamen Takts zur Folge hat. Zum Schutz gegen solche Taktschleifenprobleme wird jedesmal, wenn ein OC48-Eingabetakt als Multiplexiertakt gewählt wird, eine Meldung an den anderen Knoten gesendet, die den OC48-Eingabetakt ungültig macht, damit er in diesem Knoten nicht als Multiplexiertakt gewählt wird.
  • Die unidirektionale Drop/Continue-Anwendung von 2 erfordert einen Zeitbereich für das Multiplexen und das Demultiplexen. Dies wird erreicht, indem die Multiplexiertaktquelle als Taktquelle sowohl für das Multiplexen als auch für das Demultiplexen gewählt wird. Alle Merkmale der Taktquelle entsprechen denen der Multiplexiertaktquelle, die oben für die Add/Drop-Konfiguration von 1 beschrieben wurde.
  • Im Betrieb identifiziert der Platinencontroller den Multiplexiertakt der Priorität P3 und seinen Sicherungstakt der Priorität P2 und wählt ihn mit den Multiplexern M3 und M4, da einer von diesen einer der Takte sein muß, die von der Sende-Empfangs-Schaltung 1504 aus den OC3/OC12-Eingaben oder dem OC48-Eingabetakt wiedergewonnen werden, die aus der CDR-Schaltung 1528 oder CDR-Schaltung 1534 gewonnen werden. Als nächstes wird der gewählte Takt auf eine 155-MHz-Rate vereinheitlicht und in den Mux M8 eingegeben. Wenn der lokale Takt als Multiplexiertakt gewählt wird, dann schaltet der Platinencontroller den Mux M8 um, damit er als Multiplexiertakt gewählt wird. Wenn nicht, dann sollte der lokale Takt als Sicherungstakt der Priorität P2 gewählt werden, und der Platinencontroller wählt die vereinheitlichte Ausgabe vom Mux M6 als Multiplexiertakt. Der Mux-PLL 1522 multipliziert die Ausgabe vom Mux M8 auf die 622-MHz-Rate, die von der Mux/Demux-Schaltung 1502 benötigt wird.
  • Der LOC-Detektor 1518 erkennt einen LOC-Zustand und schaltet einen automatischen Hardwareschalter auf den zweiten Eingang des Mux M8 um. Der Mux M8 kann auch durch einen Softwareschalter vom Platinencontroller umgeschaltet werden. Ein erkannter LOC-Zustand erzeugt einen Interrupt zum Platinencontroller (d. h., GPIO(53)), um einen neuen Sicherungstakt zu wählen, damit der ausgefallene Takt ersetzt wird. Wenn der ausgefallene Takt nicht der lokale Takt ist, dann ist der Platinen controller in der Lage, einen neuen Sicherungstakt mit einem Softwareschalter an den Multiplexern M3 und M4 zu wählen, um bei einem erneuten Ausfall des Multiplexiertakts einen anderen Hardwareschalter am Mux M8 zuzulassen. Wenn der ausgefallene Takt der lokale Takt ist, dann ist der Platinencontroller nicht in der Lage, ihn durch einen neuen Sicherungstakt zu ersetzen. Wenn der neue Multiplexiertakt ausfällt, wird der nachfolgende Hardwareschalter in diesem Fall nicht erfolgreich sein, weshalb ein Softwareschalter vom Platinencontroller auf ihn folgen sollte. Dies führt zu einem langsamen Schutzschalter für den Multiplexiertakt. Eine zweite Schutzebene für den Multiplexiertakt wird erreicht, wenn der Benutzer einen Sicherungstakt der Priorität P1 zuweist. Ohne Sicherungstakt der Priorität P1 löst ein Ausfall des Multiplexiertakts oder des Sicherungstakts der Priorität P2 den Alarm „Kein Sicherungstakt" aus.
  • 16 zeigt ein Zustandsübergangsdiagramm, das den Schutz des Multiplexiertakts P3 der Priorität 3 durch den Sicherungstakt P2 der Priorität 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung modelliert. In 16 stellt das obere Symbol in jedem Knoten des Diagramms den Multiplexiertakt dar, und das untere Symbol stellt den Sicherungstakt der Priorität 2 dar. Ein ausgefallener Takt wird durch das Präfix „f" angezeigt. In 16 sind Übergangszustände durch gestrichelte Kreise angezeigt.
  • Ausgefallene OC3/OC12-Eingangstakte und OC48-Eingangstakte erfordern keine Wartung. Ein ausgefallener lokaler Takt jedoch erfordert eine Wartung. Wenn der lokale Takt gesichert ist, kann die Wartung planmäßig durchgeführt werden, doch wenn der lokale Takt nicht gesichert ist, sollte die Wartung sofort durchgeführt werden.
  • Im Zustand 1602 von 16 ist der Takt P3 der Multiplexiertakt und der Takt P2 der Sicherheitstakt der Priorität 2. Wenn Takt P2 ausfällt (fP2), dann tritt ein Übergang zum Zustand 1604 auf, der einen Alarm „Kein Sicherungstakt" 1606 zur Folge hat, der den Platinencontroller unterbricht, um den Zustand des ausgefallenen Takts auf „ungültig" zu ändern. Wenn der Takt P2 wiederhergestellt ist, tritt ein Übergang vom Zustand 1604 zurück zum Zustand 1602 auf.
  • Wenn im Zustand 1602 der Takt P3 ausfällt (fP3), wird der Fehler hardwaremäßig erkannt (d. h. vom LOC-Detektor 1518 von 15), wobei in diesem Fall ein Hardwareschalter S2 (der fP3 mit P2 vertauscht) implementiert wird (d. h. durch den Flip-Flop FF1 und den Mux M8 von 15), um den Sicherungstakt P2 als Multiplexiertakt zu wählen, was den Übergang vom Zustand 1602 über den Übergangszustand 1608 zum Zustand 1610 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Sicherungstakt" 1612 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1610 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann wird dieser Zustand softwaremäßig erkannt (d. h. vom Platinencontroller), und ein Softwareschalter S2 (der P2 mit P3 vertauscht) wird implementiert (d. h., durch die Steuersignale MXSEL0 und MXSEL1, die in den Flip-Flop FF1 von 15 eingegeben werden), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1610 über den Übergangszustand 1614 zurück zum Ausgangszustand 1602 zur Folge hat. Dies ist ein Beispiel für einen rückstellbaren Schalter, der gewährleistet, daß zum Multiplexen der gültige Takt mit der höchsten Priorität gewählt wird, während der gültige Takt mit der nächsthöchsten Priorität als sein Sicherungstakt gewählt wird.
  • Wenn im Zustand 1610 der Takt P2 ausfällt, dann wird ein Hardwareschalter S2 (der fP2 mit fP3 vertauscht) implementiert, um den ausgefallenen Takt fP3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1610 über den Übergangszustand 1616 zum Zustand 1618 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Takt" 1620 (Platinen fehler) erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1618 der Takt P2 wiederhergestellt wird, dann wird ein Softwareschalter S2 (der fP3 mit P3 vertauscht) implementiert, um den wiederhergestellten Takt P2 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1618 über den Übergangszustand 1622 zurück zum Zustand 1610 zur Folge hat, wo erneut ein Alarm „Kein Sicherungstakt" 1612 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1618 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann tritt ein Übergang (in 16 nicht dargestellt) vom Zustand 1618 zurück zum Zustand 1604 auf, wo der Alarm 1606 „Kein Sicherungstakt" erneut ausgelöst wird.
  • 16 entspricht einer Situation, in der kein Takt der Priorität 1 zugewiesen wurde, um die Takte der Priorität 3 und der Priorität 2 zu sichern. In diesem Fall liegt kein Schutz vor, wenn die Takte der Priorität 3 und der Priorität 2 beide ausfallen.
  • 17 und 18 zeigen Zustandsübergangsdiagramme, die den Schutz des Multiplexiertakts P3 der Priorität 3 und des Sicherungstakts P2 der Priorität 2 durch einen Sicherungstakt P1 der Priorität 1 modellieren, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 17 und 18 liegen die gleichen Zeichnungskonventionen zugrunde wie oben zu 16 beschrieben. Der obere Abschnitt jeder der 17 und 18 gibt ein komplettes Zustandsdiagramm darüber wieder, wie die Zustände durch den nicht ausgefallenen Sicherungstakt der Priorität 1 und alle Übergänge zu den nächsten Zuständen, die dem Ausfall und der Wiederherstellung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 entsprechen, geschützt (d. h. zu einem Übergangszustand gemacht) werden. Der untere Abschnitt jeder der 17 und 18 gibt ein bedingtes „Wiederherstellungszustandsdiagramm" wieder, wenn die ausgefallenen Takte wiederhergestellt wurden, unter der Annahme, daß während des Widerherstellungsvorgangs kein weiterer Fehler aufgetreten ist. Wenn ein Fehler auftritt, wird ein Alarm „Platinenfehler" ausgegeben (nicht gezeigt).
  • Eine Zuweisung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 aktiviert eine zweite Schutzebene für den Fall, daß entweder der Sicherungstakt P2 der Priorität 2 oder der Multiplexiertakt P3 oder beide ausfallen. Dem Hardwaredesign von 15 entsprechend wird der lokale Takt stets als Multiplexiertakt oder als Sicherungstakt der Priorität 2 gewählt. Dies ergibt zwei Fälle: (1) Wenn der lokale Takt als Multiplexiertakt P3 gewählt ist, und (2) wenn der lokale Takt als Sicherungstakt P2 der Priorität 2 gewählt ist. Wenn der lokale Takt als Multiplexiertakt der Priorität 3 gewählt ist, macht die Zuweisung eines gültigen Sicherungstakts der Priorität 1 die Zustände 1618 (fP3, fP2) und 1604 (P3, fP2) von 16 zu Übergangszuständen, wodurch die entsprechenden Alarmzustände 1620 und 1604 „Kein Takt" und „Kein Sicherungstakt" entfallen. Wenn der lokale Takt als Sicherungstakt der Priorität 2 gewählt ist, macht die Zuweisung eines gültigen Sicherungstakts der Priorität 1 den Zustand 1610 (P2, fP3) zu einem Übergangszustand, wodurch der entsprechende Alarmzustand 1612 „Kein Sicherungstakt" entfällt.
  • Der zusätzliche Schutz wird durch einen Softwareschalter S1 (der durch die Mux M3, M4 und M5 in 15 implementiert wird) erreicht, der vom Platinencontroller gesteuert wird. Bei einer Betätigung vertauscht der Software-/Hardwareschalter S2 das obere Symbol mit dem darunter liegenden, und der Softwareschalter S1 vertauscht das obere Symbol mit dem oder den zwei unteren Symbol(en). Wenn der Softwareschalter S1 ein ausgefallenes Taktsymbol in der obersten Position mit einem guten Taktsymbol in der untersten Position vertauscht, entspricht dies dem langsamen Schutzschalter für den ausgefallenen Multiplexiertakt. Aufgrund der hohen Zuverlässigkeit des lokalen Takts ist die Wahrschein lichkeit dieses Ereignisses gering.
  • Dem Hardwaredesign von 15 entsprechend weist jeder Zustand in 17 an den zwei oberen Positionen ein gutes (P3) oder ein ausgefallenes (fP3) Symbol auf, das die Wahl des lokalen Takts als bevorzugter Multiplexiertakt reflektiert. Dementsprechend weist jeder Zustand in 18 dem Hardwaredesign von 15 entsprechend an den zwei oberen Positionen ein gutes (P2) oder ein ausgefallenes (fP2) Symbol auf, das die Wahl des lokalen Takts als Sicherungstakt der Priorität 2 reflektiert. In 17 und 18 ist die planmäßige Wartung zur Wiederherstellung eines ausgefallenen lokalen Takts durch Strichlinien angezeigt.
  • D. h., wenn, Bezug nehmend auf 17, die Zuweisung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 angenommen wird, wird der Nicht-Übergangszustand 1618 von 16 zum Übergangszustand 1702, der softwaremäßig erkannt wird (d. h. vom Platinencontroller), wobei dann ein Softwareschalter S1 (der fP2 mit P1 vertauscht) implementiert wird, um den Takt P1 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, gefolgt von einem Softwareschalter S2 (der fP3 mit P1 vertauscht), um den Takt P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Übergangszustand 1702 über den Übergangszustand 1704 zum Zustand 1706 zur Folge hat, wo der Alarm „Kein Sicherungstakt" 1708 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1706 der Takt P1 ausfällt, dann wird ein Hardwareschalter S2 implementiert (der fP1 mit fP3 vertauscht), um den ausgefallenen Takt fP3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1706 über den Übergangszustand 1710 zum Zustand 1712 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Takt" (Platinenfehler) 1714 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1712 der Takt P1 wiederhergestellt wird, dann wird ein Softwareschalter S2 implementiert (der fP3 mit P1 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1712 über den Übergangszustand 1716 zurück zum Zustand 1706 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1706 der Takt P2 wiederhergestellt wird, dann wird ein rückstellbarer Softwareschalter S1 implementiert (der P1 mit P2 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P2 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1706 über den Übergangszustand 1718 zu einem Zustand 1720 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Sicherungstakt" 1722 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1720 der Takt P3 wiederhergestellt wird, wird ein rückstellbarer Softwareschalter S2 implementiert (der P2 mit P3 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1720 über den Übergangszustand 1724 zum Zustand 1726 zur Folge hat, der dem Zustand 1602 von 16 mit einem zugewiesenen Sicherungstakt P1 der Priorität 1 entspricht.
  • Wenn im Zustand 1706 der Takt P3 wiederhergestellt wird, wird ein rückstellbarer Softwareschalter S2 implementiert (der P1 mit P3 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1706 über den Übergangszustand 1728 zum Zustand 1730 zur Folge hat.
  • Wenn dementsprechend die Zuweisung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 angenommen wird, wird der Nicht-Übergangszustand 1604 von 16 zum Übergangszustand 1732, der softwaremäßig erkannt wird (d. h. vom Platinencontroller), wobei dann ein Softwareschalter S1 (der fP2 mit P1 vertauscht) implementiert wird, um den Takt P1 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was einen Übergang vom Übergangszustand 1732 zum Zustand 1730 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1730 der Takt P3 ausfällt, dann wird ein Hardwareschalter S2 implementiert (der fP3 mit P1 vertauscht), um den Takt P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1730 über den Übergangszustand 1734 zum Zustand 1706 zur Folge hat, wo der Alarm „Kein Sicherungstakt" 1708 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1730 der Takt P1 ausfällt, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1730 zum Zustand 1736 auf, wo der Alarm „Kein Sicherungstakt" 1708 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1736 der Takt P2 wiederhergestellt wird, dann wird ein Softwareschalter S1 implementiert (der fP1 mit P2 vertauscht), um den Takt P2 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1736 über den Übergangszustand 1738 zum Zustand 1726 zur Folge hat. Der Übergang vom Übergangszustand 1738 zum Zustand 1726 wird vom Platinencontroller durchgeführt, der den ausgefallenen Sicherungstakt fP1 durch einen anderen gültigen Sicherungstakt P1 ersetzt. Sobald der Platinencontroller einen neuen Sicherungstakt P1 gewählt hat, wird ein Softwareschalter S1 direkt auf diesen Takt implementiert, was einen direkten Übergang zum Zustand 1726 zur Folge hat, in dem alle Takte gültig sind.
  • Wenn im Zustand 1736 der Takt P1 wiederhergestellt wird, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1736 zurück zum Zustand 1730 auf (nicht in 17 gezeigt).
  • Wenn im Zustand 1736 der Takt P3 ausfällt, dann wird ein Hardwareschalter S2 implementiert (der fP3 mit fP1 vertauscht), um den ausgefallenen Takt fP1 als Multiplexiertakt zu wählen, was einen Übergang vom Zustand 1736 über einen Übergangszustand, der (fP3, fP1, fP2) entspricht, zu einem Zustand zur Folge hat, der (fP1, fP3, fP2) entspricht (auch nicht in 17 gezeigt), was im wesentlichen dem Zustand 1712 gleichkommt, wo ein Alarm „Kein Takt" (Platinenfehler) wie der Alarm 1714 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1730 der Takt P2 wiederhergestellt wird, wird ein rückstellbarer Softwareschalter S1 implementiert (der P1 mit P2 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P2 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1730 über den Übergangszustand 1740 zum Zustand 1726 zur Folge hat.
  • Wenn Bezug nehmend auf 18 die Zuweisung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 angenommen wird, wird der Nicht-Übergangszustand 1610 von 16 zum Übergangszustand 1802, der softwaremäßig erkannt wird (d. h. vom Platinencontroller), wobei dann ein Softwareschalter S1 (der fP3 mit P1 vertauscht) implementiert wird, um den Takt P1 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was die Übergänge vom Übergangszustand 1802 zum Zustand 1804 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1804 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann wird ein rückstellbarer Softwareschalter S1 implementiert (der P1 mit P3 vertauscht), gefolgt von einem rückstellbaren Softwareschalter S2 (der P2 mit P3 vertauscht), um den gewählten wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt und den Takt P2 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1804 über die Übergangszustände 1806 und 1808 zum Zustand 1810 zur Folge hat, der dem Zustand 1602 von 16 entspricht.
  • Wenn im Zustand 1804 der Takt P1 ausfällt, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1804 zum Zustand 1812 auf, wo ein Alarm „Kein Sicherungstakt" 1814 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1812 der Takt P1 wiederhergestellt wird, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1812 zurück zum Zustand 1804 auf.
  • Wenn im Zustand 1812 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann wird ein Softwareschalter S1 implementiert (der fP1 mit P3 vertauscht), gefolgt von einem rückstellbaren Softwareschalter S2 (der P2 mit P3 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt zu wählen und Takt P2 als Sicherungstakt der Priorität 2, was die Übergänge vom Zustand 1812 über die Übergangszustände 1816 und 1818 zum Zustand 1820 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1820 der Takt P1 wiederhergestellt wird, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1820 zum Zustand 1810 auf.
  • Wenn im Zustand 1804 der Takt P2 ausfällt, dann wird ein Softwareschalter implementiert (der fP2 mit P1 vertauscht), um P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1804 über den Übergangszustand 1822 zum Zustand 1824 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Sicherungstakt" 1826 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1824 der Takt P1 ausfällt, dann wird ein Hardwareschalter S2 implementiert (der fP1 mit fP2 vertauscht), um den ausgefallenen Takt fP2 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1824 über den Übergangszustand 1828 zum Zustand 1830 zur Folge hat, wo ein Alarm „Kein Takt" (Platinenfehler) 1832 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1830 der Takt P1 wiederhergestellt wird, dann wird ein Softwareschalter S2 implementiert (der fP2 mit P1 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1830 über den Übergangszustand 1822 zurück zum Zustand 1824 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1824 der Takt P2 wiederhergestellt wird, dann wird ein rückstellbarer Softwareschalter S2 implementiert (der P1 mit P2 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P2 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1824 über den Übergangszustand 1834 zum Zustand 1836 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1836 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann wird ein rückstellbarer Softwareschalter S1 implementiert (der P1 mit P3 vertauscht), gefolgt von einem rückstellbaren Softwareschalter S2 (der P2 mit P3 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt und den Takt P2 als Sicherungstakt der Priorität 2 zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1836 über die Übergangszustände 1838 und 1840 zum Zustand 1810 zur Folge hat.
  • Wenn im Zustand 1824 der Takt P3 wiederhergestellt wird, dann wird ein rückstellbarer Softwareschalter S2 implementiert (der P1 mit P3 vertauscht), um den wiederhergestellten Takt P3 als Multiplexiertakt zu wählen, was die Übergänge vom Zustand 1824 über den Übergangszustand 1842 zum Zustand 1844 zur Folge hat, wo der Alarm „Kein Sicherungstakt" 1826 erzeugt wird.
  • Wenn im Zustand 1844 der Takt P2 wiederhergestellt wird, dann tritt ein Übergang vom Zustand 1844 zum Zustand 1810 auf.
  • Wie zuvor führt die Zuweisung des Sicherungstakts P1 der Priorität 1 dazu, daß der Nicht-Übergangszustand 1618 von 16 zum Übergangszustand 1846 wird, der softwaremäßig erkannt wird (d. h. vom Platinencontroller), wobei dann ein Softwareschalter S1 (der fP3 mit P1 vertauscht) implementiert wird, um den Takt P1 als Multiplexiertakt zu wählen, was den Übergang vom Übergangszustand 1846 zum Zustand 1824 zur Folge hat.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem OC48-Datenübertragungsblock beschrieben, in dem jedes OC12-Signal in einem Vierer (d. h. vier aufeinanderfolgenden STS3-Zeitschlitzen) angeordnet sein muß. In anderen Implementierungen der vorliegenden Erfindung kann dieses Kriterium gelockert werden. Zum Beispiel kann in einigen Implementierungen eine kreisförmige Symmetrie zulässig sein, bei welcher ein OC12-Signal im OC48-Datenübertragungsblock „gewickelt" sein kann. Zum Beispiel kann ein OC12-Signal am 14., 15., 16. und 1. STS3-Zeitschlitz angeordnet sein, am 14. STS3-Zeitschlitz beginnen und am 1. STS3-Zeitschlitz enden. Zudem kann ein OC12-Signal in einigen Implementierungen an vier beliebigen STS3-Zeitschlitzen angeordnet sein, ob sie aufeinanderfolgend sind oder nicht.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit Platinen beschrieben wurde, die bis zu acht verschiedene OC3/OC12-Customer-Signale in beiden Richtungen handhaben können, versteht es sich für den Fachmann, daß in anderen Ausführungsformen bis zu 16 verschiedene OC3-Signale in ein einziges optisches OC48-Signal gepackt werden können.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit Knoten für auf SONET-basierende optische DWDM-Kommunikationsnetze, die OC3-, OC12- und OC48-Signale unterstützen, beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für andere Signalübertragungsgeschwindigkeiten (z. B., OC3-, OC12- und OC48-Signale, die in ein OC192-Signal gepackt werden), für andere Multiplexierverfahren als DWDM einschließlich Zeitmultiplexen (TDM), und/oder für andere Kommunikationsprotokolle als SONET implementiert werden können.
  • Ferner versteht es sich, daß vom Fachmann diverse Änderungen an den Details, Ausrüstungen und Anordnungen der Komponenten, die beschrieben und veranschaulicht wurden, um die Beschaffenheit dieser Erfindung zu erläutern, vorgenommen werden können, ohne daß vom Umfang der Erfindung abgewichen wird, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgedrückt wird.

Claims (10)

  1. Erster Knoten (102) für ein optisches Kommunikationsnetz (100), wobei der erste Knoten ein Schaltsystem (1500) aufweist, umfassend: (a) eine erste Gruppe (1504) aus einem oder mehreren Empfängern; (b) eine erste Takt-und-Datenwiedergewinnungsschaltung (1528), die konfiguriert ist, um ein erstes eingehendes Datensignal (1530) aus einem eingehenden elektrischen Signal (INPUT #1) zu erzeugen, das ein drittes Datenübertragungsblockformat (OC48) bei einer dritten Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist; (c) einen lokalen Taktgeber (1514), der konfiguriert ist, um einen lokalen Takt zu erzeugen; (d) Multiplexierschaltungen (1502), die konfiguriert sind, um das eine oder die mehreren eingehenden Customer-Datensignale (1526) zu einem ausgehenden Datensignal (OUTPUT) zu kombinieren, das das dritte Datenübertragungsblockformat aufweist; (e) Demultiplexierschaltungen (1502), die konfiguriert sind, um das erste eingehende Datensignal (1530) in ein oder mehrere ausgehende Customer-Datensignale (1526) aufzuspalten; und (f) eine Gruppe (1504) aus einem oder mehreren Sendern, die konfiguriert sind, um jedes ausgehende Customer-Datensignal (1526) als ein ausgehendes elektrisches Customer-Signal (120) zu senden; DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS: die erste Gruppe aus einem oder mehreren Empfängern konfiguriert ist, um aus jedem des einen oder der mehreren eingehenden elektrischen Customer-Signale (114) ein Customer-Taktsignal (1506) zu erzeugen; die erste Takt-und-Datenwiedergewinnungsschaltung konfiguriert ist, um aus dem eingehenden elektrischen Signal (INPUT #1) einen ersten Eingangstakt (1532) zu erzeugen; und das Schaltsystem darüber hinaus folgendes umfaßt: (g) Synchronisierschaltungen (1508, M3, M4, M5, DIV4, M6, M8, 1522, 1544, 1546, M7), die konfiguriert sind, um einen Multiplexiertakt (MUX CLOCK) für die Multiplexierschaltungen und einen Demultiplexiertakt (DEMUX CLOCK) für die Demultiplexierschaltungen aus dem einen oder den mehreren Customer-Takten, dem ersten Eingangstakt und dem lokalen Takt zu wählen.
  2. Knoten nach Anspruch 1, wobei die Gruppe aus einem oder mehreren Empfängern konfiguriert ist, um zwei oder mehr eingehende elektrische Customer-Signale (114) zu empfangen, wobei: mindestens ein eingehendes elektrisches Customer-Signal ein erstes Datenübertragungsblockformat (OC3) bei einer ersten Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist; mindestens ein anderes eingehendes elektrisches Customer-Signal ein zweites Datenübertragungsblockformat (OC12) bei einer zweiten Datenübertragungsgeschwindigkeit aufweist, die größer ist als die erste Datenübertragungsgeschwindigkeit; und die dritte Datenübertragungsgeschwindigkeit größer ist als die zweite Datenübertragungsgeschwindigkeit.
  3. Knoten nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend: (h) eine zweite Takt-und-Datenwiedergewinnungsschaltung (1534), die konfiguriert ist, um aus einer zweiten Kopie (INPUT #2) des eingehenden elektrischen Signals, das das dritte Datenübertragungsblockformat aufweist, ein zweites eingehendes Datensignal (1536) und einen zweiten Eingangstakt (1538) zu erzeugen; und (i) Fehlerschutzschaltungen (1540, 1542), um (1) eines des ersten und des zweiten eingehenden Datensignals zur Verarbeitung durch die Demultiplexierschaltungen und (2) einen des ersten und des zweiten Eingangstakts zur Eingabe in die Synchronisierschaltung zu wählen.
  4. Knoten nach Anspruch 1, wobei die Synchronisierschaltung für eine Add/Drop-Konfiguration (102) oder für eine Drop/Continue-Konfiguration (204) konfigurierbar ist, wobei: die Synchronisierungsschaltung in der Add/Drop-Konfiguration konfiguriert wird, um (1) den Multiplexiertakt aus dem einen oder den mehreren Customer-Takten, dem ersten Eingangstakt und dem lokalen Takt und (2) den Demultiplexiertakt aus dem ersten Eingangstakt und dem lokalen Takt zu wählen; und die Synchronisierungsschaltung in der Drop/-Continue-Konfiguration konfiguriert wird, um sowohl den Multiplexiertakt als auch den Demulti plexiertakt aus dem ersten Eingangstakt oder dem lokalen Takt zu wählen.
  5. Knoten nach Anspruch 1, wobei die Synchronisierungsschaltung konfiguriert ist, um eine hardwaremäßige Umschaltung durchzuführen, um nach Erkennung eines Taktverlustzustands eines zuvor gewählten Multiplexiertakts einen Sicherungstakt als neuen Multiplexiertakt zu wählen.
  6. Knoten nach Anspruch 5, wobei die Synchronisierungsschaltung folgendes umfaßt: (a) einen Multiplexer (M8), der konfiguriert ist, um zu empfangen und einen aus dem zuvor gewählten Multiplexiertakt und dem Sicherungstakt zu wählen; (b) einen Taktverlustsensor (1518), der konfiguriert ist, um den zuvor gewählten Multiplexiertakt vom Multiplexer zu empfangen und bei Erkennung des Taktverlustzustands ein Taktverlustsignal (1520) zu erzeugen; und (c) ein Flip-Flop (FF1), der konfiguriert ist, um das Taktverlustsignal zu empfangen und ein Steuersignal für den Multiplexer zu erzeugen, um den Sicherungstakt als den neuen Multiplexiertakt zu wählen, wobei: die Synchronisierungsschaltung die hardwaremäßige Umschaltung unabhängig von jeglicher Verarbeitung außerhalb der Synchronisierungsschaltung durchführt; der Sicherungstakt aus dem einen oder den mehreren Customer-Takten und dem ersten Eingangstakt gewählt wird, wenn der zuvor gewählte Multiplexiertakt der lokale Takt ist; der erste Knoten anhand der Anfangskennsatzinformationen im entsprechenden eingehenden Customer-Datensignal ermittelt, ob der Customer-Takt gültig ist, wenn der Sicherungstakt ein Customer-Takt ist; und der erste Knoten einen anderen Customer-Takt oder den ersten Eingangstakt als Sicherungstakt wählt, wenn der Customer-Takt nicht mehr gültig ist.
  7. Knoten nach Anspruch 1, wobei der erste Knoten automatisch mit einem entsprechenden zweiten Knoten (104) bezüglich ihrer jeweiligen Multiplexiertakte kommuniziert, um Umlaufzeitdauerprobleme zu vermeiden.
  8. Knoten nach Anspruch 7, wobei der erste Knoten seinen ersten Eingangstakt ungültig macht, wenn der erste Knoten informiert wird, daß der Multiplexiertakt des zweiten Knotens der erste Eingangstakt des zweiten Knotens ist.
  9. Knoten nach Anspruch 1, wobei: der erste Knoten aus dem einen oder den mehreren Customer-Takten, dem ersten Eingangstakt und dem lokalen Takt einen Takt höchster Priorität, einen Takt mittlerer Priorität und einen Takt niedrigster Priorität wählt; und wenn (1) der Takt höchster Priorität als Multiplexiertakt gewählt wird, (2) der Takt mittlerer Priorität als erster Sicherungstakt gewählt wird; und (3) der Takt niedrigster Priorität als zweiter Sicherungstakt gewählt wird, dann: (a) wird der Takt mittlerer Priorität als Multiplexiertakt gewählt, wenn im Takt höchster Priorität ein Taktverlustzustand erkannt wird; (b) wird der Takt niedrigster Priorität als erster Sicherungstakt gewählt, wenn im Takt mittlerer Priorität ein Taktverlustzustand erkannt wird; und (c) wird der Takt niedrigster Priorität als Multiplexiertakt gewählt, wenn sowohl im Takt höchster Priorität als auch im Takt mittlerer Priorität ein Taktverlustzustand erkannt wird.
  10. Knoten nach Anspruch 8, wobei: die Wahl des Takts mittlerer Priorität als Multiplexiertakt mit einer hardwaremäßigen Umschaltung implementiert wird, die von jeglicher Verarbeitung außerhalb der Synchronisierungsschaltung unabhängig ist; und die Wahl des Takts niedrigster Priorität als Multiplexiertakt oder als erster Sicherungstakt mit einer softwaremäßigen Umschaltung implementiert wird, wobei die Synchronisierungsschaltung folgendes umfaßt: (a) erste Schaltungen (1516, FF1, M8), die konfiguriert sind, um die hardwaremäßige Umschaltung und eine erste Art softwaremäßiger Umschaltung zu implementieren, die beide den Takt höchster Priorität auf den Takt mittlerer Priorität umschalten; und (b) zweite Schaltungen (M6), die konfiguriert sind, um eine zweite Art softwaremäßiger Umschaltung zu implementieren, die entweder (i) den Takt höchster Priorität auf den Takt niedrigster Priorität oder (ii) den Takt mittlerer Priorität auf den Takt niedrigster Priorität umschaltet.
DE60100290T 2000-09-08 2001-08-14 Synchronisierungsschaltung zum Multiplexen/Demultiplexen optischer Signale Expired - Lifetime DE60100290T2 (de)

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