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Die
Erfindung bezieht sich auf Informations-Übertragungsnetzwerksysteme,
die standardisierten Verfahren, wie beispielsweise SDH (Synchronous
Digital Hierarchy = synchrone digitale Hierarchie) und SONET (Synchronous
Optical Network = synchrones optisches Netzwerk) genügen und
ein Knoteneinrichtungen zur Verwendung bei diesen Netzwerksystemen,
und insbesondere auf eine Steuertechnologie zum Umschalten zwischen
Dienstleitungen und Schutzleitungen.
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In
den letzten Jahren wurden viele Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsdiensten
für Informations-Übertragungsnetzwerksysteme
zusammen mit intensiven relevanten technologischen Entwicklungen
vorgeschlagen. Für
die Implementierung von Hochgeschwindigkeitsübertragungsdiensten müssen Multiplexverfahren
standardisiert sein, so dass existierende Niedriggeschwindigkeitsdienste
ebenfalls zusammen in den gleichen Leitungen multiplext werden können, die
für Hochgeschwindigkeitsdienste
verwendet werden. SONET und SDH sind Beispiele derartiger standardisierter
Verfahren. Es sei bemerkt, dass für Amerika SONET die proprietäre Technik
ist, die sich auf SDH bezieht.
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In
vielen Fällen
haben SONET/SDH-basierte Informations-Übertragungsnetzwerksysteme
(hier nachstehend SONET/SDH-Übertragungssysteme) eine
Redundanzkonfiguration, die sowohl Dienst- als auch Schutzleitungen
für ihre
Schnittstelleneinrichtungen und Übertragungspfade
innerhalb der Knoteneinrichtungen aufweisen. Mit dieser Redundanzkonfiguration
kann der Kommunikationspfad, der in der Dienstleitung für Dienstverkehr
eingestellt wurde, auf die Schutzleitung im Fall eines Ausfalls
in der Dienstleitung umgeschaltet werden. Die Dienstzuverlässigkeit
wird dadurch sogar im Fall von Ausfall und Unterbrechungen in den
Leitungen beibehalten.
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Bei
einigen derartigen SONET/SDH-Übertragungssystemen
ist die Schutzleitung während
des Normalbetriebs der Dienstleitung unbelegt. Aus diesem Grund
wird die Verkehrskapazität
des gesamten Netzwerks durch Einstellen eines Kommunikationspfades
in der Schutzleitung angehoben, um einen weiteren Verkehrsfluss
unterzubringen. Dieser Verkehr, der sich in dem Kommunikationspfad
in der Schutzleitung bewegt, umfasst Teilzeitverkehr (part-time
traffic; hier nachstehend P/T-Verkehr) und den durch die ITU-T-Empfehlungen
festgelegten zusätzlichen
Verkehr. In dem P/T-Verkehr beförderte
Information wird gehandhabt, so dass ihre Übertragung vorübergehend
verworfen werden kann. Dies ist so, weil der Kommunikationspfad
für den
in der Dienstleitung eingestellte Dienstverkehr sofort auf die Schutzleitung
durch Freigeben der Schutzleitung im Fall eines Ausfalls in der
Dienstleitung umgeschaltet werden kann.
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Diese
Umschaltfunktion für
Dienst/Schutzleitungen für
den Fall eines Systemausfalls wird bei SDH als APS (Automatic Protection
Switching) bezeichnet. Die Einzelheiten von APS wurden in der ITU-T-Empfehlung
G.841 (letzte Revision Oktober/1998) beschrieben. Wie bei dieser
Empfehlung beschrieben ist, schaltet jeder Knoten auf dem Netzwerk
im Fall eines Ausfalls automatisch zwischen den Dienst- und Schutzleitungen
durch Überschreiben
von Bytes K1, K2 (hier nachstehend K-Byte), die in dem Overhead
jedes SDH-Übertragungsframes definiert
sind, und Austauschen dieser überschriebenen
Signale um, um das Auftreten eines Ausfalls zu erkennen.
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Während des
Umschaltens der Dienst/Schutzleitungen im Falle eines Problems in dem
in der Dienstübertragungsleitung
eingestellten Kommunikationspfad wird der Kommunikationspfad auf
die Schutzleitung umgeschaltet, um Information in dem Dienstverkehr
zu sichern. Bei diesem Umschaltvorgang sollten Fehlerverbindungen
(sogenannte Fehlverbindung) des Dienstverkehrs verhindert werden.
Im Falle einer Fehlverbindung kann die in dem Dienstverkehr beförderte Information
zu einem unerwünschten
Teilnehmer abgeleitet werden, was ernste Datensicherheitsprobleme
verursacht.
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Daher
macht es die ITU-T G.841 Empfehlung zu einer Regel, ein vorbestimmtes
Signal, genannt AU-AIS (Administrative Unit-Alarm Indication Signal
= Verwaltungseinheit-Alarmmeldesignal), am Ausgang zu Gruppen niedrigerer
Ordnung, der der Ausgang des existierenden P/T-Verkehrspfads in der Schutzleitung ist,
vor dem Umschalten des Verkehrs auf die Schutzleitung einzufügen. Dann
können
die mit diesem Kommunikationspfad verbundenen Teilnehmer nicht die
gelieferte Information interpretieren, und schließlich wird
der P/T-Verkehrspfad beendet. Da der Dienstverkehr-Kommunikationspfad
nämlich geändert wird,
nachdem der P/T-Verkehrspfad bei SONET/SDH-Übertragungssystemen
beendet wurde, wird sichergestellt, dass die Information in dem Dienstverkehr
nicht zu den Zielen des P/T-Verkehrspfads geleitet wird. Es sei
bemerkt, dass "AU-AIS" ein Name ist, der
bei den SDH-Standards verwendet wird.
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Andererseits
hat die obige Empfehlung keine auf die Schutzleitung angewendete
Regel aufgezeigt, die keinen P/T-Verkehrskommunikationspfad aufweist.
Es ist jedoch möglich,
dass die Schutzleitung mit Multiplex- und Kommunikationseinheiten verbunden
ist (hier nachstehend Terminals unterer Ebene), die auf Seiten der
unteren Ebene in jedem Knoten existieren, wobei im Wesentlichen Kommunikationspfade
mit derartigen Terminals unterer Ebene gebildet werden. Wenn dann
der Dienstverkehr-Kommunikationspfad
auf eine Schutzleitung umgeschaltet wird, die keinen P/T-Verkehrspfad
aufweist, kann eine Fehlverbindung zu einen Teilnehmer hergestellt werden,
der im Wesentlichen auf dem aufgebauten Kommunikationspfad existiert,
und die Information in dem Dienstverkehr kann zu diesem Teilnehmer
abgeleitet werden.
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Es
ist daher die Aufgabe dieser Erfindung, ein Informations-Übertragungsnetzwerksystem
und ein zugehöriges
Verkehrssteuerverfahren sowie Knoteneinrichtungen bereitzustellen,
die sicherstellen, dass eine Fehlverbindung des Dienstverkehrs-Kommunikationspfads
während
des Umschaltens von Dienst/Schutzleitungen verhindert und die Ableitung bzw.
Leck von Information in dem Dienstverkehr zu einem unerwünschten
Teilnehmer eliminiert und dadurch eine hohe Zuverlässigkeit
gegen Ausfall und Leitungsunterbrechungen bereitstellt.
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Erfindungsgemäß wird ein
Informationsübertragungs-Netzwerksystem bereitgestellt,
mit: einer Mehrzahl von Knoteneinheiten mit jeweils mindestens einem
Terminal unterer Ebene und Dienstübertragungsleitungen und Schutzübertragungsleitungen,
die die Knoteneinheiten untereinander verbinden, wobei die Knoteneinheiten
umfassen: ein Normalbetriebsmittel, um Information in dem Hauptverkehr
durch Einstellen eines Hauptverkehrkommunikationspfades in den Dienstübertragungsleitungen zu übertragen,
und das Information in dem Subverkehr durch Einstellen eines Subverkehrskommunikationspfades,
falls notwendig, in den Schutzübertragungsleitungen überträgt; ein
Ausfallerfassungsmittel, um einen Ausfall in den Dienstübertragungsleitungen
zu erfassen, und ein Sicherungs-Betriebsmittel,
um ein vorbestimmtes Signal, wenn ein Ausfall durch das Erfassungsmittel
erfasst wurde, bei jedem Ausgang zu Terminals unterer Ebene einzufügen, die mit
den Schutzübertragungsleitungen
verbunden sind, und das dann den in den ausgefallenen Dienstübertragungsleitungen
eingestellten Hauptverkehrskommunikationspfad auf die Schutzübertragungsleitungen
umschaltet.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verkehrssteuerverfahren zur Verwendung bei Netzwerksystemen bereitgestellt,
die eine Mehrzahl von Knoteneinheiten mit mindestens einem Terminal
unterer Ebene und Dienstübertragungsleitungen
und Schutzübertragungsleitungen,
die die Knoteneinheiten untereinander verbinden, aufweisen, mit:
einem Schritt des Erfassens eines Ausfalls in den Dienstübertragungsleitungen;
einem Schritt des Normalbetriebs, der, wenn kein Ausfall bei dem
Ausfallerfassungsschritt erfasst wird, Information in dem Hauptverkehr
durch Einstellen eines Hauptverkehrskommunikationspfades in den
Dienstübertragungsleitungen
und Information in dem Subverkehr durch Einstellen eines Subverkehrskommunikationspfades,
falls notwendig, in den Schutzübertragungsleitungen überträgt; einem Schritt
eines Sicherungsvorgangs, der, wenn ein Ausfall bei dem Ausfallerfassungsschritt
erfasst wird, ein vorbestimmtes Signal am Ausgang zu Terminals unterer
Ebene eingefügt
wird, die mit den Schutzübertragungsleitungen
verbunden sind; und einem Schritt des Umschaltens des Hauptverkehrskommunikationspfades,
der in den ausgefallenen Dienstübertragungsleitungen
eingestellt ist, auf die Schutzübertragungsleitungen,
nachdem das vorbestimmte Signal eingefügt wurde.
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Erfindungsgemäß werden
Knoteneinheiten für
Informationsübertragungs-Netzwerksysteme
bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Knoteneinheiten aufweisen,
die mindestens jeweils ein Terminal unterer Ebene aufnehmen, wobei
die Knoteneinheiten durch Dienstübertragungsleitungen
und Schutzübertragungsleitungen
verbunden sind, die während
normaler Vorgänge
Hauptverkehrsinformation durch einen in den Dienstübertragungsleitungen
eingestellten Hauptverkehrskommunikationspfad und Subverkehrsinformation
durch einen, falls notwendig, in den Schutzübertragungsleitungen eingestellten
Subverkehrskommunikationspfad befördern, wobei die Knoteneinheit
umfasst: eine Austauscheinheit für übertragene
Information, die Information durch einen vorbestimmten Kommunikationspfad
selektiv zwischen den Dienstübertragungsleitungen
und den Schutzübertragungsleitungen
empfängt
und sendet; mindestens eine Schnittstelleneinheit für die Terminals
unterer Ebene, die jeweils in dem mindestens einen Terminal unterer
Ebene angebracht ist und Information zwischen den entsprechenden
Terminals unterer Ebene und der Austauscheinheit für übertragene
Information überträgt und empfängt; und
eine Steuereinheit, die die Dienstübertragungsleitungen und Schutzübertragungsleitungen
auf Ausfall überwacht und
bei der Erfassung eines Ausfalls in den Dienstübertragungsleitungen den mit
den Schutzübertragungsleitungen
verbundenen Kommunikationspfad beendet, indem die Schnittstelleneinheit
für Terminals
unterer Ebene dazu gebracht wird, vorbestimmte Signale zu Terminals
unterer Ebene zu senden, und dann die Austauscheinheiten für übertragene
Information dazu bringt, den Hauptverkehrskommunikationspfad auf
die Schutzübertragungsleitungen umzuschalten.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung ebenfalls eine
Unter-Kombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
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Die
Erfindung kann vollständiger
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden
werden, in denen zeigen:
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1 eine
Systemkonfiguration, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystems
darstellt;
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2 ein
Funktionsblockdiagramm, das Hauptteile von Knoten A-F darstellt,
die bei einem erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystem
benutzt werden;
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3 ein
Diagramm, welches das Frameformat für Signale darstellt, die in
dem erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystem laufen;
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4 ein
Diagramm, welches das Signalmuster des UNEQ-Signals zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystem
darstellt;
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5 ein
Diagramm, welches das Signalmuster des AU-AIS-Signals zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystem
darstellt;
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6 ein
Ablaufdiagramm, das die Vorgänge
der Hauptsteuereinheit bei jedem der Knoten A-F bei dem erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystem
darstellt;
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7 ein
Beispiel des stabilen Zustands des erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystems;
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8 ein
Diagramm, das den Wiederherstellungszustand darstellt, der durch
die Verkehrssteuerverfahren des Stands der Technik und der Erfindung
gebildet wird, wenn ein Problem während des stabilen Zustands
von 7 in der Dienstübertragungsleitung zwischen
den Knoten C-D aufgetreten ist;
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9 ein
Diagramm, das den Wiederherstellungszustand darstellt, der durch
das Verkehrssteuerverfahren des Stands der Technik gebildet wird,
wenn ein Problem während
des stabilen Zustands von 7 in der
Dienstübertragungsleitung zwischen
den Knoten D-E aufgetreten ist;
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10 ein
Diagramm, das den Wiederherstellungszustand darstellt, der durch
das Verkehrssteuerverfahren des Stands der Technik gebildet wird,
wenn ein Problem während
des stabilen Zustands von 7 in sowohl
den Dienst- als auch den Schutzübertragungsleitungen
zwischen den Knoten D-E zur gleichen Zeit aufgetreten ist;
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11 ein
Diagramm, das den Wiederherstellungszustand darstellt, der durch
das Verkehrssteuerverfahren der Erfindung gebildet wird, wenn ein
Problem während
des stabilen Zustands von 7 in der
Dienstübertragungsleitung
zwischen den Knoten D-E aufgetreten ist; und
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12 ein
Diagramm, das den Wiederherstellungszustand darstellt, der durch
das Verkehrssteuerverfahren der Erfindung gebildet wird, wenn ein
Problem während
des stabilen Zustands von 7 in sowohl
den Dienst- als auch den Schutzübertragungsleitungen
zwischen den Knoten D-E zur gleichen Zeit aufgetreten ist.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden ausführlich
nachstehend in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Obwohl diese Ausführungsformen
mit Bezug auf den STM (Synchronous Transfer Mode) der SDH-Standards erläutert wird,
finden derartige Erläuterungen auf
SONET auf fast die gleiche Art und Weise Anwendung. Es sei bemerkt,
dass bei den folgenden Beschreibungen, die Begriffe "Dienstverkehr" und "P/T-Verkehr" verwendet werden,
um Hauptverkehr bzw. Subverkehr anzugeben. Der Subverkehr umfasst
den zusätzlichen
Verkehr und den P/T-Verkehr.
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1 zeigt
eine Konfiguration des erfindungsgemäßen SDH-Übertragungssystems. Dieses System
ist aus einer Mehrzahl (sechs bei diesem Beispiel) von Knoten A-F
zusammengesetzt, die verbunden sind, um ein Ringnetzwerk über eine
synchrone Hochgeschwindigkeitsmultiplexschaltung OF (hier nachstehend
Hochgeschwindigkeitsschaltung), wie beispielsweise STM-N (N ist
16, 64 oder mehr), zu bilden. Diese Hochgeschwindigkeitsschaltung
OF weist eine Doppelring-Netzwerkstruktur
auf, die aus Dienstleitungen in Uhrzeigerrichtung (CW) und entgegengesetzter
Uhrzeigerrichtung (CCW) (durch durchgezogene Linien gekennzeichnet)
und Schutzleitungen (durch gestrichelte Linien gekennzeichnet) zusammengesetzt
ist. Diese Art von Struktur wird als ein 4-Faser-Ringsystem bezeichnet.
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In 1 gibt
es eine Mehrzahl (N bei STM-N) von Zeitschlitzen jeweils in Dienstleitungen und
Schutzleitungen. Eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden kann durch
die Verwendung derartiger Zeitschlitze eingestellt werden, und die
in jedem Kommunikationspfad übertragene
Information wird Zeitteilungs-multiplext. Knoten A-F zweigen Information,
die an mit jedem Knoten verbundene Terminals unterer Ebene gerichtet
ist, von den sowohl in Dienstleitungen als auch Schutzleitungen
gebildeten Kommunikationspfaden ab und fügen die von den Terminals unterer
Ebene gesendete Information zu den in sowohl den Dienstleitungen
als auch Schutzleitungen gebildeten Kommunikationspfaden hinzu.
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Wenn
es keinen Ausfall in dem System gibt, wird die Information in dem
Dienstverkehr durch den in den Dienstübertragungsleitungen eingestellten Kommunikationspfad übertragen.
Dann wird, da die Schutzleitungen PL unbelegt sind, ein Kommunikationspfad
für Subverkehr
in den unbelegten Schutzleitungen PL eingestellt, um Information
durch die Schutzleitungen zu befördern.
Wenn der Dienstverkehrpfad auf die Schutzleitungen PL umgeschaltet wird,
wird der existierende Subverkehrpfad bedingungslos abgetrennt.
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Es
gibt keine Einschränkung
dafür,
welcher Zeitschlitz in den Dienstleitungen SL dem Dienstverkehrpfad
(hier nachstehend Dienstpfad) zugewiesen werden sollte, oder dafür, welcher
Zeitschlitz in den Schutzleitungen PL dem Subverkehr-Kommunikationspfad
(hier nachstehend Subpfad) zugewiesen werden sollte. In gewöhnlichen
Fällen
wird jedoch der Dienstpfad auf den gleichen Zeitschlitz in den Schutzleitungen
PL umgeschaltet. Somit kann ein Subpfad bereits in den Schutzübertragungsleitungen PL
existieren und er kann in den anderen Fällen noch nicht existieren.
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2 veranschaulicht
die Konfiguration von erfindungsgemäßen Knoten A-F. Wie in 2 gezeigt
wird, umfassen die Knoten A-F eine Hochgeschwindigkeits-Dienstleitungsschnittstelleneinheit HS-I/F 1-0,
die die Dienstübertragungsleitungen
SL abschließt,
und eine Hochgeschwindigkeits-Schutzleitungsschnittstelleneinheit
HS-I/F 1-1,
die die Schutzübertragungsleitungen
PL abschließt.
In die Knoten durch die Hochgeschwindigkeits-Dienstleitungsschnittstelle 1-0 und
Hochgeschwindigkeits-Schutzleitungsschnittstelle 1-1 eintretenden STM-16-Signale
werden an eine Zeitschlitzzuweisung TSA 2-0 geliefert.
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Diese
Zeitschlitzzuweisung 2-0 zweigt die Zeitteilungsmultiplexten
Signale mit spezifischen Zeitschlitzen für Terminals unterer Ebene aus
den eingegebenen STM-16-Signalen ab und stellt dann die abgezweigten
Signale gerichteten Terminals unterer Ebene durch Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen
LS I/F 3-1 bis 3-k zur Verfügung. Die Zeitschlitzzuweisung 2-0 nimmt
die von den Terminals unterer Ebene gesendeten Signale durch Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen
LS I/F 3-1 bis 3-k auf, addiert die Signale zu
den spezifizierten Zeitschlitzen in dem STM-16 Frame, um STM-16-Signale
zu erzeugen, und sendet sie an die Hochgeschwindigkeitsschaltung
OF. Bei den Knoten A-F werden dadurch Kommunikationspfade für Dienstverkehr
und Subverkehr zwischen beliebigen Knoten durch Auswählen von
Zeitschlitzen für
die Übertragung
von Signalen für
Terminals unterer Ebene eingestellt.
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In
vielen Fällen
ist die Multiplexebene für Gruppensignale
unterer Ebene in der Hochgeschwindigkeitsschaltung OF entweder STM-1,
STM-4, STM-0 oder STM-16. Ein erweitertes System kann jedoch eine
weitere Multiplexebene, beispielsweise STM-64, annehmen.
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Die
Zeitschlitzzuweisung 2-0 und die andere Zeitschlitzzuweisung 2-1 werden
zum Duplexen zusammen gepaart. Gegenwärtig wird angenommen, dass
die Zeitschlitzzuweisung 2-0 für die Dienstleitungen und die
andere Zeitschlitzzuweisung 2-1 für die Schutzleitungen verwendet
wird. Sie werden nämlich
in dem Knoten wie während
des Normalbetriebs umgeschaltet, wobei die Zeitschlitzzuweisung 2-0 arbeitet
und im Fall eines Ausfalls in der Zeitschlitzzuweisung 2-0 die
Zeitschlitzzuweisung 2-1 dann alternativ arbeitet. Der
Betrieb und die Konfiguration der Zeitschlitzzuweisung 2-1 sind
die gleichen wie jene der Zeitschlitzzuweisung 2-0. Somit
wird die Erläuterung
der Zeitschlitzzuweisung 2-1 hier weggelassen.
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Die
Hochgeschwindigkeitsschnittstellen HS I/F 1-0 und 1-1,
die Zeitschlitzzuweisungen 2-0 und 2-1 und Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen
LS I/F 3-1 bis 3-k sind mit einer Hauptsteuereinheit 5 durch Subcontroller 4H, 4T, 4L verbunden.
Die Subcontroller 4H, 4T, 4L sind ergänzende Einheiten,
die die Verarbeitung von Signalen für zu steuernde Einrichtungen,
redundante Schaltleitungen, Statusüberwachung und andere Jobs
als Reaktion auf die von der Hauptsteuereinheit 5 gesendeten
Steueranweisungen ausführen.
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Basierend
auf verschiedenen Steuerprogrammen, die in der Speichereinheit 6 gespeichert sind,
steuert die Hauptsteuereinheit 5 den Betrieb von Funktionen
in dem Knoten und sammelt Statusüberwachungsinformation
(beispielsweise Berechnung der Qualitätsdaten von STM-Signalen, die durch
die Hochgeschwindigkeitsschnittstellen 1-1, 1-0 und
die Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen 3-1 bis 3-k abgeschlossen
werden). Diese Hauptsteuereinheit ist mit einer Überwachungssteuereinheit (nicht
gezeigt) über
eine administrative Netzwerkschnittstelle 7 verbunden,
sendet die gesammelten Informations-Überwachungsergebnisse an die Überwachungssteuerschaltung
und führt
eine Datenverarbeitung durch, die die von der Überwachungssteuereinheit gesendeten
Anforderungen erfüllt.
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Bei
den Knoten A-F der obigen Konfiguration wird das Umschalten des
Dienstpfades von den Dienstübertragungsleitungen
SL auf die Schutzübertragungsleitungen
PL durch eine gestufte Steuerung durchgeführt, die aus einer Hauptsteuerung
durch die Hauptsteuereinheit 5, einer Steuerung der Hochgeschwindigkeitsschnittstellen
HS I/F 1-0, 1-1 durch die Subcontroller 4H, 4T, 4L und
einer Steuerung der Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen LS I/F 3-1 bis 3-k durch
die Zeitschlitzzuweisung 2-0, 2-1 zusammengesetzt
ist. Beispielsweise wird im Fall eines Ausfalls in den Übertragungsleitungen
und Knoten oder auf Anforderung der Redundanzschaltung durch die Überwachungssteuerschaltung
oder einen Benutzer der Zieldienstpfad durch das in die Hauptsteuereinheit 5 geladene
Umschaltprogramm umgeschaltet. Diese Funktion ist vielfach bei dem SDH-System
als APS bekannt.
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Außerdem umfassen
die Knoten A-F einen Timing-Generator 8, der Taktsignale
von einer digitalen Taktliefervorrichtung (DCS = digital clock supplier)
in dem Netzwerk empfängt
und als ein Betriebstakt innerhalb jedes Knotens arbeitet, und eine Leistungsversorgung 9,
die elektrische Leistung an Funktionsblöcke liefert.
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Inzwischen
umfasst die Hauptsteuereinheit 5 ein Einfügungsmittel
für vorbestimmte
Signale 5a, das diese Erfindung kennzeichnet, zusätzlich zu
einer Vielfalt von Steuerfunktionen, wie beispielsweise das oben
beschriebene APS. Dieses Einfügungsmittel
für vorbestimmte
Signale 5a führt
den folgenden Vorgang vor dem Umschalten des Dienstpfades basierend
auf APS durch. Zuerst entscheidet es, ob ein Subpfad in den Schutzleitungen
eingestellt wurde, auf die der Dienstpfad umgeschaltet werden wird, wobei
alle Zeitschlitze überprüft werden.
Wenn ein Subpfad eingestellt wurde, wird das AU-AIS-Signal an dem
Subpfadausgang zu Terminals unterer Ebene eingefügt. Das Einfügungsmittel
für vorbestimmte Signale 5a schließt nämlich den
Subpfad ab, indem das AU-AIS-Signal zu dem Ziel gesendet wird, bei dem
Daten in dem Subpfad abgezweigt werden. Wenn kein Subpfad eingestellt
ist, fügt
es das UNEQ-Signal an einem vorbestimmten Ausgang zu Terminals unterer
Ebene ein. Das UNEQ-Signal wird nämlich zu dem Ziel gesendet,
bei dem kein Subpfad eingestellt sondern im Wesentlichen mit den
Schutzleitungen zur Dateneinfügung
verbunden ist, und dadurch wird die Verbindung mit den Schutzleitungen abgetrennt.
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Die
ITU-T-Empfehlungen legt ein UNEQ (Unequipped = unbelegt) genanntes
vorbestimmtes Signal fest, das an nicht zugewiesene Übertragungsleitungen
einschließlich
Schutzleitungen für
die Steuerung des Status derartiger Übertragungsleitungen zu senden
ist. Es wird gekennzeichnet, ob die Übertragungsleitung in Gebrauch
ist oder nicht, indem die Anwesenheit oder Abwesenheit des UNEQ-Signals geprüft wird,
wenn ein Kommunikationspfad in der Übertragungsleitung eingestellt
ist. Die Erfindung ist durch die Verhinderung einer Informationsableitung von
dem Dienstpfad durch die Verwendung dieses UNEQ-Signals gekennzeichnet.
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Das
Einfügungsmittel
für vorbestimmte
Signale 5a ist ein Funktionsobjekt, das zu dem existierenden
Betriebsprogramm hinzugefügt
werden kann, das in einer spezifischen Sprache geschrieben und in der
Speichereinheit 6 gespeichert ist. Es kann beispielsweise
ein Patch-Programm sein. Die Einfügung des AU-AIS-Signals oder
des UNEQ-Signals kann in den Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen
LS I/F 3-1 bis 3-k prinzipiell durch Überschreiben
des Bitmusters des Einfügungssignals,
das an die Terminals unterer Ebene gesendet wird, nach dem Vorgang,
den das Einfügungsmittel
für vorbestimmte
Signale 5a ausführt,
implementiert werden.
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3 veranschaulicht
das bei dem SDH-System benutzte Signalframeformat. Der Übertragungssignalframe
von SDH besteht aus einem Header, genannt SOH (Section Over Head),
und einem Datenhalter, genannt Payload. Bei dem in 3 gezeigten
STM-1-Frame weist der SOH eine Struktur von 9 Zeilen × 9 Reihen
(9 Zeilen × 9
Byte) und der Payload eine Struktur von 9 Zeilen × 291 Reihen
(9 Zeilen × 261
Byte) auf. Während
des Multiplexens von STM-1 bis STM-N (beispielsweise N = 4, 16,
64) wird der SOH gemäß der Größe von N
rekonstruiert, während
der Payload sequentiell auf einer Byte-Grundlage multiplext und
die Fehlerkorrektur durch ein Verschachtelung genanntes Verfahren durchgeführt wird.
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Genauer
gesagt ist der SOH das Teil mit Ausnahme der vierten Zeile (AU-Zeiger:
AU PTR), der aus den oberen drei Zeilen von RSOH (Regenerator Section
Over Head: transit section overhead) und MSOH (Multiplex Section
Over Head: terminal section overhead) besteht. AU PTR stellt mit
der Adresse im Payload die Zeitphasenbeziehung zwischen dem durch SOH
definierten Frame und dem Frame der im Payload multiplexten Information
dar.
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4 zeigt
das bei der SDH verwendete UNEQ-Signalmuster.
Kurz gesagt ist UNEQ ein Bitmuster, bei dem jedes Bit im Payload
im STM-N-Frame gleich Null (0) ist. Eine Vorrichtung, die einen STM-Frame
empfangen hat, bei dem sein Payload mit Bit Null (0) gefüllt ist,
erkennt, dass es ein UNEQ-Signal ist. Da die übertragenen Signale bei der SDH
verwürfelt
sind, währt
der Null-Pegel während der Übertragung
von UNEQ nicht lange
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5 zeigt
das bei SDH verwendete AU-AIS-Signalmuster. Kurz gesagt ist AU-AIS
ein Bit-Muster, bei dem jedes Bit im Payload und AU-PTR im STM-N-Frame
gleich Eins (1) ist. Eine Vorrichtung, die einen STM-Frame empfangen
hat, bei dem sein Payload und AU-PTR mit Bit Eins (1) gefüllt sind,
erkennt, dass es ein AU-AIS-Signal ist.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Schritte der Verkehrssteuerung für die Dienstpfadumschaltung
verschaulicht, die bei den Knoten A-F durch das Einführungsmittel
für vorbestimmte
Signale 5a durchgeführt
wird, das in der Hauptsteuereinheit 5 installiert ist.
In 6 überwacht
die Hauptsteuereinheit 5 die von der Hochgeschwindigkeits-Dienstleitungsschnittstelle 1-0 und
der Hochgeschwindigkeits-Schutzleitungsschnittstelle 1-1 gesendeten
Mitteilungen und prüft
auf Ausfall in den Dienstübertragungsleitungen
SL (Schritt S1). Wenn ein Problem bei Schritt S1 erfasst wird, prüft die Hauptsteuereinheit 5 die
Schutzübertragungsleitungen
PL, wobei die Zeitschlitze von oben der Reihe nach auf einen Subpfad überprüft werden
(Schritt S2). Im Fall eines Problems, das durch Umschaltspannen
gelöst
werden kann, ist es ausreichend, lediglich in der Problemregion
existierende Schutzübertragungsleitungen
zu prüfen.
Wenn es ein Ausfall ist, der eine Verknüpfungsumschaltung benötigt, werden
andererseits der gesamte Bereich der Schutzübertragungsleitungen auf einen
Subpfad untersucht.
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Wenn
ein Subpfad erfasst wird, wird das AU-AIS-Signal am Ausgang zu Terminals
unterer Ebene in den Kommunikationspfad eingefügt, um den Subpfad abzutrennen
(Schritt S3). Wenn es keinen Subpfad gibt, wird das UNEQ-Signal
an jedem Ausgang zu Terminals unterer Ebene eingefügt (Schritt
S4). Die obigen Schritte werden an allen Kommunikationspfaden in
den Schutzübertragungsleitungen
durchgeführt,
die bei der Pfadumschaltung beteiligt sind (die Schrittschleife
von Schritt S2 bis Schritt S5).
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Nachdem
die Schrittschleife von Schritt S2 bis S5 beendet ist, überträgt/empfängt die
Hauptsteuereinheit 5 K-Byte
(bei Schritten S6 und S7) und führt
die Pfadumschaltung aus (Schritt S8). Sie schaltet nämlich den
Dienstverkehrskommunikationspfad auf die Schutzübertragungsleitungen PL um,
wobei die APS basierend auf existierenden Betriebsprozeduren ausgeführt wird.
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Hinsichtlich
des obigen Dienstpfadumschaltungsprozesses zeigen 7 bis 12 bestimmte Beispiele
der Pfadeinstellung bei dem aktuellen System, die mit herkömmlichen
Fällen
verglichen werden. In den 7 bis 12 werden
lediglich Knoten C-E zwecks Einfachheit bei der Erläuterung
verwendet, und die anderen Knoten A, B, F werden weggelassen.
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7 zeigt
einen stabilen Zustand (kein Ausfall im Netzwerk). In diesem Diagramm
werden die Kommunikationspfade für
den Dienstverkehr durch dünne
durchgezogene Linien gekennzeichnet, während die Kommunikationspfade
für Subverkehr durch
dicke durchgezogene Linien gekennzeichnet werden. Jene Pfade, bei
denen kein Subverkehr eingestellt ist, werden durch gestrichelte
Linien gekennzeichnet. Im normalen Zustand sind nämlich die Dienstverkehrskommunikationspfade
in allen Dienstübertragungsleitungen
eingestellt, während
ein Subverkehrskommunikationspfad zwischen den Knoten C und D in
den Schutzübertragungsleitungen
eingestellt ist.
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Es
sei nun angenommen, dass der stabile Zustand von 7 durch
ein Problem gestört
wird, wie es in 8 gezeigt ist, das in den Herauf-
und Herunterladeleitungen zwischen den Knoten C und D in den Dienstübertragungsleitungen
aufgetreten ist. Dann fügen,
basierend auf den Regeln, die in der ITU-T-Empfehlung G.841 definiert
sind, die Knoten C und D zuerst das AU-AIS-Signal am Ausgang zu
Terminals unterer Ebene in den Subpfad ein, der in den Herauf- und
Herunterladeleitungen in den Schutzübertragungsleitungen eingestellt
ist, um den Subpfad zu beenden. Später wird der in den Dienstübertragungsleitungen
eingestellte Dienstpfad auf die Schutzübertragungsleitungen umgeschaltet.
Dann wird die Information in dem Dienstverkehr erfolgreich wiederhergestellt.
Dieses Steuerverfahren ist das gleiche wie das Verkehrssteuerverfahren
des Stands der Technik.
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Ein
Problem bei dem herkömmlichen
Verkehrssteuerverfahren ist ähnlich
dem nachstehend beschriebenen.
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Es
sei nun angenommen, dass der stabile Zustand von 7,
wie er in 9 gezeigt ist, durch ein Problem
gestört
wird, das bei den Herauflade- und Herunterladeleitungen zwischen
den Knoten D und E in den Dienstübertragungsleitungen
aufgetreten ist. In diesem Fall wird, da es keinen in den Herauflade-
oder Herunterladeleitungen in den Schutzübertragungsleitungen eingestellten
Subpfad gibt, der Dienstpfad auf die Schutzübertragungsleitungen ohne besondere
Vorkehrungen umgeschaltet.
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Dann
wird der Pfadverbindung innerhalb des Knotens E geändert, wie
es in 9 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt es eine
Befürchtung,
dass in den Knoten D und E die von den Dienstleitungen an den Knoten
E gesendete Dienstverkehrsinformation zu Terminals unterer Ebene
abgeleitet werden können,
die auf der Schutzleitungsseite existieren, bei der kein Subpfad
eingestellt wurde, bevor die übertragene
Information im Knoten D von den Dienstleitungen herausgenommen wird.
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Ferner
entsteht ein gravierenderes Problem, wenn sowohl die Dienst- als
auch Übertragungsleitungen
in der gleichen Region ausgefallen sind. Es sei beispielsweise angenommen,
dass der stabile Zustand von 7 gestört wird
und sowohl Dienst- als auch Schutzübertragungsleitungen zwischen
den Knoten D und E ausgefallen sind, wie in 10 gezeigt
ist. In diesem Fall fügen
basierend auf den in der ITU-T-Empfehlung
G.841 definierten Regeln die Knoten C und D zuerst das AU-AIS-Signal
am Ausgang zu Terminals unterer Ebene in den Subpfad ein, der in
den Herauflade- und Herunterladeleitungen in den Schutzübertragungsleitungen
eingestellt ist, um den Subpfad zu beenden. Später wird der Dienstpfad, der
zwischen den Knoten D und E eingestellt wurde, auf die Schutzübertragungsleitungen
umgeschaltet, wobei die Herauflade- und Herunterladeleitungen ausgetauscht
werden. Als Ergebnis wird die von der Dienstleitungsseite in den
Knoten D eingefügte
Dienstverkehrsinformation in die Richtung entgegengesetzt der normalen
Richtung durch die Schutzübertragungsleitungen
befördert,
um am Knoten E anzukommen.
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In
diesem Fall wird, wenn das herkömmliche Verfahren
angenommen ist, kein besonderer Vorgang an den Leitungen ausgeführt, bei
denen kein Subpfad eingestellt wurde. Somit gibt es eine Befürchtung,
dass bei allen Knoten einschließlich
des Knotens D die von den Dienstleitungen zu dem Knoten D gesendete
Dienstverkehrsinformation zu Terminals unterer Ebene abgeleitet
werden kann, die auf der Schutzleitungsseite existieren, bei der
kein Subpfad eingestellt wurde, bevor die übertragene Information beim
Knoten E von den Dienstleitungen herausgenommen wird.
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Die
erfindungsgemäße Verkehrssteuerung, die
im Fall der in 9 und 10 gezeigten
Ausfälle
angenommen wird, wird in Bezug auf 11 und 12 beschrieben.
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11 zeigt
den Wiederherstellungszustand, der durch die Erfindung im Fall des
in 9 gezeigten Ausfalls gebildet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verkehrssteuerverfahren
wird das UNEQ-Signal am Ausgang zu Terminals unterer Ebene eingefügt, bei
denen kein Subpfad eingestellt wurde, wie in 11 gezeigt
wird. Als Ergebnis wird gewährleistet,
dass eine Ableitung von Dienstverkehrsinformation verhindert wird.
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12 zeigt
den Wiederherstellungszustand, der durch die Erfindung für den Fall
des in 10 gezeigten Ausfalls gebildet
wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verkehrssteuerverfahren
wird das AU-AIS-Signal auf die gleiche Art wie in 10 gezeigt
eingefügt,
während
in 12 das UNEQ-Signal an jedem Ausgang zu Terminals
unterer Ebene eingefügt
wird, bei denen kein Subpfad eingestellt wurde. Als Ergebnis wird
gewährleistet,
dass eine Ableitung von Dienstverkehrsinformation wie im Fall von 11 verhindert
wird.
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Wie
oben beschrieben ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung während
des Umschaltens des Kommunikationspfads, der in den Dienstübertragungsleitungen
eingestellt ist, die den Dienstverkehr zu den Schutzübertragungsleitungen im
Fall eines Ausfalls befördern,
wenn ein Kommunikationspfad in den Schutzübertragungsleitungen PL für den Subverkehr
eingestellt wurde, das AU-AIS-Signal am Ausgang zu Terminals unterer
Ebene in dem Kommunikationspfad eingefügt, um den Kommunikationspfad
des Subverkehrs zu beenden. Wenn kein Kommunikationspfad für den Subverkehr
eingestellt wurde, wird das UNEQ-Signal an jedem Ausgang zu Terminals
unterer Ebene eingefügt,
um die Verbindung zu beenden, die zwischen dem Dienstpfad und Terminals
unterer Ebene eingestellt wurden, die im wesentlichen mit den Schutzübertragungsleitungen gekoppelt
sind.
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Als
Ergebnis wird, sogar wenn ein zu einer Fehlverbindung führendes
Verbindungsmuster während
der APS-Umschaltung
gebildet wird, die zu dem Dienstverkehr im Ausgang zu Terminals
unterer Ebene hinzugefügte
Information in dem Knoten in das AU-AIS- oder UNEQ-Bitmuster erneut
geschrieben. Dann macht die Dienstverkehrsinformation nicht länger Sinn,
wenn sie durch Terminals unterer Ebene empfangen wird, an die diese
Information nicht gerichtet wurde. Es wird dadurch gewährleistet,
dass eine Ableitung von Dienstverkehrsinformation verhindert wird.
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Ferner
wird bei der Erfindung das AU-AIS-Signal am Ausgang zu Terminals
unterer Ebene eingefügt,
bei denen ein Subpfad eingestellt wurde, während das UNEQ-Signal an dem
Ausgang zu Terminals unterer Ebene eingefügt wird, bei denen kein Subpfad
eingestellt wurde. Als Ergebnis erkennen die in dem Knoten aufgenommenen
Terminals unterer Ebene ohne Weiteres den aktuellen Zustand des Knotens.
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Ferner
wird bei der Erfindung die herkömmliche
Einfügung
der AU-AIS- und UNEQ-Signale im Prinzip dadurch durchgeführt, dass
Befehle von der Hauptsteuereinheit 5 zu den Niedriggeschwindigkeitsschnittstellen 3-1 bis 3-k gesendet
werden. Daher gibt es keine Notwendigkeit, Hardware am Ausgang zu
Terminals unterer Ebene in dem Kommunikationspfad für die Implementierung
von Konzepten hinzuzufügen,
die von der Erfindung bereitgestellt werden. Als Ergebnis kann die
existierende Systemkonfiguration bei der Erfindung ebenfalls verwendet werden.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht nur auf die obige Ausführungsform
beschränkt.
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Beispielsweise
kann die Erfindung auf Systeme angewendet werden, bei denen eine
Mehrzahl von Knoten in der Form einer Kette verbunden sind, obwohl
ein 4-Faser-Ringsystem bei der obigen Ausführungsform beispielhaft dargestellt
wurde.
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Ferner
wurde die obige Ausführungsform
für SDH
erläutert,
wobei jedoch die Erfindung auf SONET angewendet werden kann, das
eine ähnliche Systemkonfiguration
aufweist.
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Außerdem kann
die Erfindung auf Systeme angewendet werden, die den Subverkehrskommunikationspfad
neu aufbauen, nachdem der Dienstpfad umgeschaltet wurde, obwohl
die obige Ausführungsform
nicht den Vorgang beschrieben hat, der durchzuführen ist, nachdem der Dienstverkehrkommunikationspfad
umgeschaltet wurde.
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Bei
der obigen Ausführungsform
wurden die AU-AIS- und UNEQ-Signale als vorbestimmte Signale benutzt.
Andere vorbestimmte Signale können
jedoch verwendet werden, wenn sie bei jeder Kommunikationsvorrichtung
erkannt werden können.
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Obwohl
eine einzige Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wurde, wird es einem Fachmann offensichtlich
sein, dass verschiedene Modifikationen an den Einzelheiten des gezeigten
und beschriebenen Aufbaus durchgeführt werden können, ohne
vom Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen.