DE602006000235T2

DE602006000235T2 - Kapselung von E1-Rahmen in Ethernet

Info

Publication number: DE602006000235T2
Application number: DE602006000235T
Authority: DE
Inventors: Xavier Boutaud De La Combe; Pierre Dupuy; Alf Neustadt; Jean Thiberville
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: CN1893387A; EP1734701B1; US8040887B2; EP1734701A8; ATE378753T1; EP1734701A1; FR2887387B1; CN1893387B; DE602006000235D1; FR2887387A1; US20070053364A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Transportnetze, insbesondere auf die Verbindung zwischen plesiochronen Transportnetzen vom Typ PDH („Plesiochronous Digital Hierarchy" – plesiochrone digitale Hierarchie) und asynchronen Transportnetzen.
Wie dem Fachmann bekannt ist, entspricht jedem Transportnetztyp mindestens ein Rahmentyp für den Datentransport. So werden in synchronen PDH-Netzen die Daten in Form von analogen so genannten E1-Rahmen (wie insbesondere z. B. T1, J1, E2, T3 oder J3) übertragen, während die Daten in asynchronen Netzen in Form von Rahmen mit der Bezeichnung Ethernet-Rahmen übertragen werden können.
Damit ein Netz des zweiten Typs (beispielsweise Ethernet) die von einem Netz eines ersten Typs (PDH) herkommenden Rahmen transparent, ohne Informationsverlust und möglichst mit einer geringen und garantierten Übertragungszeit transportieren kann, muss man auf der Ebene der Verbindungsschnittstellen dieser Netze Ausrüstungen vorsehen, die im Stande sind, zumindest einen Teil der von ihnen empfangenen Rahmen umzuwandeln (beispielsweise kapseln).
Es wurden mehrere Lösungen vorgeschlagen, um eine solche Umwandlung zu ermöglichen.
So wurde von der Normungsstelle PICMG eine Lösung mit der Bezeichnung I-TDM vorgeschlagen, die darin besteht, in Ethernet TDM-Kanäle („Time Division Multiplexing" – Zeitmultiplex) zu transportieren, die einen Teil der Daten enthalten, die in den E1-Rahmen enthalten sind. Ein Nachteil dieser Technik liegt darin, dass die TDM-Datenbytes von den E1-Rahmenherstellern (oder „E1 framers") aus dem E1-Rahmen herausgezogen werden, was nicht optimal ist für die Ausführung mancher Funktionalitäten, die von manchen neueren Architekturen, den so genannten Architekturen mit Rahmenabschluss angeboten werden, wie beispielsweise von der sogenannten aTCA, und zwar auf Grund des Vorhandenseins eines Vorsatzes im Ethernet-Rahmen (oder „overhead") für jeden TDM-Kanal (vgl. zum Beispiel R. Brough Turner „Legacy telecom hits the 21st century: TDM circuits an advanced TCA switch fabrics").
Es wird daran erinnert, dass eine aTCA-Architektur den Telekommunikationsausrüstungen Modularität bietet, aber sie bietet keine Unabhängigkeit zwischen dem Schutz der Leitungen vom Typ E1 (bezeichnet als APS für „Automatic Protection Switch") und dem Schutz der Leitungsabschlusskarten (bezeichnet als EPS für „Equipment Protection Switching").
Von der Normungsstelle IETF und insbesondere von ihrer Arbeitsgruppe PWE3 wurde auch eine Lösung mit der Bezeichnung CES (für „Circuit Emulation Services – Emulationsdienste im Schaltungsmodus) vorgeschlagen, sowie eine Lösung zum Transport von TDM-Kanälen über Internet-Protokoll mit der Bezeichnung TDMoIP („TDM over IP"). Diese beiden Lösungen bestehen aus Transportprotokollen über IP („Internet Protocol"), deren jeweilige Transportschichten große Vorsätze erzeugen und also die Transportkapazität des Netzes einschränken, das heißt die Anzahl der Verbindungen (oder Leitungen) vom Typ E1, die von einem Giga Ethernet-Netz transportiert werden können.
Zweck der Erfindung ist also die Verbesserung der Situation, und insbesondere die Ermöglichung des Transports von E1-Rahmen in Ethernet im Rahmen beispielsweise einer aTCA-Architektur.
Hierfür schlägt sie eine Vorrichtung zur Bearbeitung von E1-Datenrahmen für eine Kommunikationsnetzausrüstung vor.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Bearbeitung einschließt, die, wenn sie mindestens einen E1-Rahmen empfangen, der für einen bestimmten E1-Zielport bestimmt ist, die Aufgabe haben, die Gesamtheit dieses E1-Rahmens in einem Nutzdatenbereich (oder „payload") eines Ethernet-Rahmens zu kapseln, um sie zu einem Ethernet-Zielport zu übertragen, der den Zugriff auf den bestimmten E1-Zielport ermöglicht.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann weitere Kennzeichen enthalten, die getrennt oder kombiniert genommen werden können, und insbesondere:

– können ihre Bearbeitungsmittel die Aufgabe haben, wenn sie mehrere E1-Rahmen empfangen, die für einen gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind, der den Zugriff auf ihre bestimmten jeweiligen E1-Zielports ermöglicht, zum ersten mindestens einige dieser E1-Rahmen zusammenzufassen, um mindestens einen Komplex mit höchstens n E1-Rahmen zu bilden, zum zweiten jeden Komplex mit einem Steuerungsvorsatz zu verknüpfen, der Daten enthält, die für ihn stehen, und zum dritten die E1-Rahmen jedes Komplexes und den zugehörigen Steuerungsvorsatz in einem Nutzdatenbereich (oder „payload") eines Ethernet-Rahmens kapseln, um ihn zum gemeinsamen Ethernet-Zielport zu übertragen; – ihre Bearbeitungsmittel können die Aufgabe haben, in regelmäßigen Abständen einen Ethernet-Rahmen zu erstellen, der höchstens n E1-Rahmen und den zugehörigen Steuerungsvorsatz enthält, die für einen gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind; – im Falle einer Zusammenfassung einer Anzahl von E1-Rahmen größer n können ihre Bearbeitungsmittel die Aufgabe haben, mindestens zwei Ethernet-Rahmen zu bilden, die jeweils höchstens n E1-Rahmen enthalten, die für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind;
– ist die Anzahl n von E1-Rahmen eines Komplexes eine ganze Zahl, die beispielsweise zwischen 1 und 46 liegen kann, und vorzugsweise zwischen 1 und 32;
– können ihre Bearbeitungsmittel die Aufgabe haben, in mindestens einige der Steuerungsvorsätze Daten zu integrieren, die für eine Ethernet-Rahmennummer stehen und/oder eine Folgenummer und/oder Synchronisationsinformationen;
– können ihre Bearbeitungsmittel die Aufgabe haben, jedem empfangenen E1-Rahmen einen Vorsatz hinzuzufügen, der Daten enthält, die mindestens für seinen bestimmten E1-Zielport stehen, bevor dieser E1-Rahmen und der hinzugefügte Vorsatz in dem Nutzdatenbereich (payload) eines Ethernet-Rahmens gekapselt werden; – können ihre Bearbeitungsmittel die Aufgabe haben, in mindestens einige der Vorsätze, die den E1-Rahmen hinzugefügt werden, Daten zu integrieren, die für den Rahmentyp und/oder mindestens einen Rahmenstatus und/oder eine Taktstopfen-Information (bezeichnet als Negativ- oder Null- oder Positiv-„stuffing") stehen;
– können ihre Bearbeitungsmittel beim Empfang eines Ethernet-Rahmens, der höchstens n E1-Rahmen kapselt, die Aufgabe haben, aus diesem Ethernet-Rahmen die gekapselten E1-Rahmen herauszuziehen, so dass sie an Ausgänge geliefert werden, die es ermöglichen, auf ihre jeweiligen bestimmten E1-Zielports zuzugreifen.

Die Erfindung schlägt ebenfalls eine physikalische E1-Leitungsabschlussausrüstung vor, für ein Kommunikationsnetz, beinhaltend mindestens eine Leitungsschnittstelle, die die Aufgabe hat, E1-Datenrahmen zu empfangen, und mindestens eine Bearbeitungsvorrichtung des Typs wie vorstehend dargestellt und an die E1-Leitungsschnittstelle gekoppelt, um mit selbiger E1-Rahmen auszutauschen.
Die Erfindung schlägt ebenfalls eine logische E1-Leitungsabschlussausrüstung vor, für ein Kommunikationsnetz, beinhaltend:

– mindestens eine Bearbeitungsvorrichtung des Typs wie vorstehend dargestellt und geeignet, Ethernet-Rahmen auszutauschen, die höchstens n E1-Rahmen kapseln mit einer physikalischen E1-Leitungsabschlussausrüstung vom vorstehend dargestellten Typ, und
– Mittel zur Rahmenbildung, die durch die logische E1-Leitungsabschlusskarte mit E1-Rahmen versorgt werden und die Aufgabe haben, aus diesen E1-Rahmen die Kanäle herauszuziehen, die darin enthalten sind, sowie eventuell
– Bearbeitungsmittel, die die Aufgabe haben, die von den Mitteln zur Rahmenbildung herausgezogenen Kanäle zu bearbeiten.

Die Erfindung schlägt außerdem eine Ausrüstung zum Lotsen der Rahmen vor für ein asynchrones Kommunikationsnetz, beinhaltend:

– mindestens einen Ethernet-Rahmen-Lotsen, der mindestens einen Eingang zum Empfangen der Ethernet-Rahmen enthält, die von einer physikalischen E1-Leitungsabschlussausrüstung vom vorstehend dargestellten Typ erzeugt wurden, und der die Aufgabe hat, jeden empfangenen Ethernet-Rahmen auf einen Ausgang zu lenken, der in Abhängigkeit von Anweisungen (von etwaigen Steuerungsmitteln generiert) gewählt wird, und
– eine logische E1-Leitungsabschlussausrüstung des vorstehend dargestellten Typs, vom Ethernet-Rahmen-Lotsen mit Ethernet-Rahmen versorgt.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung treten bei der Analyse der nachstehenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen zutage, wobei:
1 schematisch und funktionell ein Ausführungsbeispiel für eine physikalische E1-Leitungsabschlussausrüstung veranschaulicht, die mit einer Vorrichtung zur Bearbeitung von E1-Rahmen gemäß der Erfindung versehen ist, und ein Ausführungsbeispiel einer logischen E1-Leitungsabschlussausrüstung gemäß der Erfindung, ebenfalls mit einer Vorrichtung zur Bearbeitung von E1-Rahmen gemäß der Erfindung versehen,
2 schematisch einen Ethernet-Rahmen und insbesondere seinen Nutzdatenbereich (DATA) veranschaulicht, der mehrere gekapselte E1-Rahmen gemäß der Erfindung einschließt, und
3 schematisch und funktionell ein Ausführungsbeispiel einer physikalischen E1-Leitungsabschlussausrüstung veranschaulicht, die mit einer Vorrichtung zur Bearbeitung von E1-Rahmen gemäß der Erfindung versehen ist, gekoppelt an ein Ausführungsbeispiel einer Ausrüstung zum Leiten von Rahmen gemäß der Erfindung, ebenfalls versehen mit einer Vorrichtung zur Bearbeitung von E1-Rahmen gemäß der Erfindung, in einer aTCA-Architektur.
Die beigefügten Zeichnungen können nicht nur zur Ergänzung der Erfindung dienen, sondern gegebenenfalls auch zu deren Definition beitragen.
Zweck der Erfindung ist es, den Transport in Ethernet von E1-Datenrahmen zu ermöglichen, die von einem plesiochronen Transportnetz des Typs PDH herkommen, insbesondere in einer aTCA-Architektur.
Im Nachfolgenden erachtet man als nicht einschränkendes Beispiel, dass die in Ethernet zu transportierenden Daten E1-Rahmen sind. Aber die Erfindung ist nicht auf diesen Rahmentyp beschränkt. Sie betrifft tatsächlich alle E1-Rahmen, die von einem plesiochronen Transportnetz des Typs PDH herkommen, und insbesondere die Rahmen T1, J1, E3, T3 und J3.
Wir nehmen zunächst Bezug auf 1, um ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu beschreiben. Bei diesem ersten Beispiel wird ein plesiochrones PDH-Netz („Plesiochronous Digital Hierarchy – plesiochrone digitale Hierarchie) an ein asynchrones Netz vom Typ Ethernet RET via eine erste ETPL-Netzausrüstung angeschlossen, wobei das Ethernet-RET-Netz selbst an eine zweite ETLL-Netzausrüstung angeschlossen ist.
Die erste ETPL-Netzausrüstung ist das, was der Fachmann im Allgemeinen als eine physikalische E1-Leitungsabschlussausrüstung bezeichnet. Diese erste ETPL-Netzausrüstung soll physikalisch die E1-Leitungen (oder Verbindungen) abschließen, die zwischen dem PDH RP-Netz und dem RET Ethernet-Netz aufgebaut sind, und die E1-Rahmen kapseln, die sie in Ethernet-Transportrahmen empfängt. Zu diesem Zweck enthält sie mindestens eine Leitungsschnittstelle E1 LIUi, die an mindestens eine Vorrichtung zur Rahmenbearbeitung E1 D gekoppelt ist.
Die Anzahl der Leitungsschnittstellen E1 LIUi hängt von der Anzahl von Verbindungen ab, die zwischen dem PDH-Netz und der ersten Netzausrüstung ETPL aufgebaut wurden. Hier ist diese Zahl gleich m (i = 1 bis m), sie kann aber jeden ganzen Wert größer 0 annehmen. Zum Beispiel ist m gleich 256. Die Eingänge/Ausgänge jeder Leitungsschnittstelle LIUi definieren E1-Ports. Außerdem hängt die Anzahl von Bearbeitungsvorrichtungen D von der Anzahl der Ethernet-Schnittstellen ab, an die die erste Netzausrüstung ETPL gekoppelt ist. Hier ist diese Zahl gleich 1, aber sie kann jeden beliebigen ganzen Wert größer 0 annehmen.
Jede Leitungsschnittstelle LIUi ist zum Beispiel das, was der Fachmann auf Englisch „Line Interface Unit" (oder LIU – Leitungs-(oder Verbindungs-)schnittstelleneinheit)) nennt. Sie soll physikalisch (und nicht logisch) eine E1-Leitung (oder -Verbindung) abschließen, die zwischen dem Netz PDH RP, an die es angeschlossen ist, und dem Netz Ethernet RET aufgebaut ist. Es wird daran erinnert, dass eine Leitungsschnittstelle LIUi die Aufgabe hat, den Takt der E1-Rahmen, die sie empfängt, zurück zu gewinnen und das zu identifizieren, was der Fachmann „Zeiten/Bits" nennt, um sie mit dem zurück gewonnenen Takt zu verknüpfen.
Jede Leitungsschnittstelle LIUi beinhaltet einen Ausgang, der die Vorrichtung D mit E1-Rahmen versorgt, die er vom Netz PDH RP empfangt.
Gemäß der Erfindung enthält die Bearbeitungsvorrichtung D ein Bearbeitungsmodul MT, das die Aufgabe hat, wenn es mindestens einen E1-Rahmen empfangt, der von mindestens einer Leitungsschnittstelle LIUi herkommt und für einen bestimmten E1-Zielport (eines MF-Rahmenbildungsmoduls, auf das wir später zurückkommen werden) bestimmt ist, den E1-Rahmen in einem Nutzdatenbereich (oder „payload") mit der Bezeichnung DATA eines Ethernet-Rahmens TE zu kapseln, um ihn zu einem Ethernet-Zielport zu übertragen, der den Zugriff auf den bestimmten E1-Zielport ermöglicht.
Wenn man nicht mit festen Zuordnungen der E1-Leitungen zu festen E1-Zielports eines Rahmenbildungsmoduls MF arbeitet, hat das Bearbeitungsmodul MT ebenfalls die Aufgabe, jedem empfangenen E1-Rahmen einen Vorsatz ETi hinzuzufügen, der Daten enthält, die für mindestens seinen bestimmten E1-Zielport stehen, bevor er im Nutzdatenbereich (oder „payload") DATA eines Ethernet-Rahmens TE gekapselt wird.
Zwecks Optimierung der Übertragung der E1-Rahmen, die für einen gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind, der den Zugriff auf ihre jeweiligen bestimmten E1-Zielports gestattet, ist das Bearbeitungsmodul MT so konzipiert, dass mehrere E1-Rahmen zusammengefasst werden, die von mehreren Leitungsschnittstellen LIUi empfangen wurden und ein und denselben Ethernet-Zielport bezeichnen, um ihnen eventuell jeweils einen Vorsatz hinzuzufügen (im Falle einer nicht festen Zuordnung), dann diese E1-Rahmen (mit ihren etwaig hinzugefügten ETi-Zusätzen) in ein und demselben Ethernet-Rahmen TE zu kapseln. Jede Zusammenfassung bildet einen Komplex aus höchstens n E1-Rahmen (mit etwaig hinzugefügten Vorsätzen), die für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind. Die maximale Anzahl n von E1-Rahmen einer Zusammenfassung kann beispielsweise gleich 32 sein. Aber sie kann bis 46 (n = 46) gehen. Diese Anzahl kann beispielsweise von einem Ethernet-Rahmen zum nächsten schwanken, wobei sie jedoch höchstens gleich n ist, in Abhängigkeit von der Anzahl der E1-Rahmen (die für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind), die vom Bearbeitungsmodul MT empfangen werden.
Wenn die Anzahl p von empfangenen und für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmten E1-Rahmen kleiner als n ist, dann enthält der gebildete Komplex nur p E1-Rahmen. Wenn hingegen die Anzahl p von empfangenen und für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmten E1-Rahmen größer als n ist, dann bildet das Bearbeitungsmodul MT mehrere (mindestens zwei) Komplexe, die jeweils höchstens n E1-Rahmen enthalten.
Wie obenstehend angegeben, kann das Bearbeitungsmodul MT bei einer nicht festen Zuordnung von E1-Leitungen zu jedem E1-Rahmen eines Komplexes einen Vorsatz ETi hinzufügen, der Daten enthält, die für mindestens seinen bestimmten E1-Zielport stehen.
Jeder Komplex wird anschließend durch das Bearbeitungsmodul MT mit einem Steuerungsvorsatz EC verknüpft, der insbesondere repräsentativ ist für den Komplex seiner E1-Rahmen (mit etwaig hinzugefügten Vorsätzen). Ein E1-Rahmen-Komplex (mit etwaig hinzugefügten Vorsätzen) und der zugehörige Steuerungsvorsatz EC bilden eine Gruppe nE1. Dann kapselt das Bearbeitungsmodul MT die Gruppe nE1 in dem Datenbereich DATA, der für die Nutzdaten (oder „payload") eines Ethernet-Rahmens TE dediziert ist.
Ein Beispiel für einen Ethernet-Rahmen TE, der von der Vorrichtung D generiert wurde, wird schematisch auf 2 veranschaulicht. Bei diesem Beispiel enthält der Datenbereich DATA des Ethernet-Rahmens TE, der für die Nutzdaten (payload) dediziert ist, eine Gruppe nE1, bestehend aus einem Steuerungsvorsatz EC und 32 (= n) E1-Rahmen, mit der Bezeichnung E10 bis E131. Jeder Rahmen E1i enthält hier einen hinzugefügten Vorsatz ETi und Nutzdaten OTi, die in Form von höchstens 33 Byte 00 bis 032 aufgebaut sind.
Ein E1-Rahmen enthält in der Regel höchstens 32 Byte. Das 33. Byte dient dazu, das etwaige 257. Bit des E1-Rahmens zu transportieren, der bei jeder Periode (hier alle 125 μs) gebildet wird, und auf das wir später zurückkommen werden.
Wie vorstehend gesagt: bei einer nicht festen E1-Leitungszuordnung enthält der Vorsatz ETi, der jedem Rahmen E1i einer Gruppe nE1 hinzugefügt wird, einen Bereich (hier mit der Bezeichnung „Dest. Port number"), dessen Wert die Nummer des logischen Abschlussports bezeichnet (also die E1-Port-Nummer eines Rahmenbildungsmoduls MF einer zweiten logischen Verbindungsabschlussausrüstung E1 ETLL, auf die wir später zurückkommen werden), für den der E1-Rahmen bestimmt ist. Der gemeinsame Ethernet-Ziel-Port eines Ethernet-Rahmens ist also einer der Ports der zweiten logischen Verbindungsabschlussaussrüstung E1 ETLL.
Wie auf 2 veranschaulicht, kann ein hinzugefügter Vorsatz ETi einen oder mehrere ergänzende Bereiche enthalten.
So kann das Bearbeitungsmodul MT in einem Hilfsbereich (hier mit der Bezeichnung „E/T") zumindest einiger hinzugefügter Vorsätze ETi Daten integrieren, die für den Typ des gekapselten Rahmens stehen. Dieser Bereich E/T wird verwendet, wenn die Leitungsschnittstellen LIUi von dem (den) PDH-Netz(en) verschiedene Rahmen empfangen, beispielsweise E1- und Ti-(oder J1)-Rahmen. Der Wert des Bereichs E/T gibt dann den Typ des Rahmens an, der den hinzugefügten Vorsatz ETi enthält, zu dem er gehört.
Das Bearbeitungsmodul MT kann auch in zwei weitere Hilfsbereiche (hier mit der Bezeichnung „L2" und „L1") mindestens einiger hinzugefügter Vorsätze ETi Daten integrieren, die für mindestens einen gekapselten Rahmenstatus stehen. In der Richtung, die von einer zweiten Ausrüstung ETLL (auf die wir später zurückkommen werden) zur ersten Ausrüstung ETPL verläuft, werden diese Bereiche L2 und L1 beispielsweise verwendet, um Tests betreffend interne und/oder externe Schleife zu steuern. In der Richtung, die von der ersten Ausrüstung ETPL zu einer zweiten Ausrüstung ETLL verläuft, geben die Werte der Bereiche L2 und L1 den Status des Rahmens an, der den hinzugefügten Vorsatz ETi enthält, zu dem sie gehören.
Das Bearbeitungsmodul MT kann auch in einen anderen Hilfsbereich (hier mit der Bezeichnung „Los") zumindest einiger hinzugefügter Vorsätze ETi Daten integrieren, die für einen etwaigen Synchronisationsverlust stehen. Dieser Bereich Los wird verwendet, wenn ein Status LOS von einer Leitungsschnittstelle LIUi einer ersten Ausrüstung ETPL erfasst wurde. Der Wert des Bereichs Los gibt der zweiten Ausrüstung ETLL gegenüber an, dass die Leitungsschnittstelle LIUi der ersten Ausrüstung ETPL die Bit-Synchronisation (oder Bit-Takt) der betreffenden E1-Verbindung verloren hat.
Das Bearbeitungsmodul MT kann auch in zwei andere Hilfsbereiche (hier mit der Bezeichnung „J2" und „J1") zumindest einiger der hinzugefügten Vorsätze ETi so genannte Stopfendaten für gekapselte Rahmen integrieren. Diese Bereiche J2 und J1 werden beispielsweise dazu verwendet, die etwaige Taktabweichung eines gekapselten Rahmens verglichen mit einem gewählten Takt anzuzeigen. Das ist das, was der Fachmann auf Englisch als „stuffing" bezeichnet.
Es wird daran erinnert, dass die verschiedenen E1-Rahmen einer Gruppe nE1 von verschiedenen Leitungsschnittstellen LIUi herkommen und sie daher ihren eigenen Takt besitzen können. Zur Ermittlung der Abweichung eines Rahmentakts verglichen mit dem gewählten Takt verwendet man im Allgemeinen einen Speicher des Typs FIFO („First In First Out" – zuerst angekommen zuerst rausgegangen), dessen Wert (das heißt die Füllung) man beispielsweise alle 8 kHz abfragt. Man hat also einen FIFO pro E1-Leitung. Bei jeder Beobachtungsperiode eines FIFO (hier alle 125 μs) bedeutet das Vorhandensein von 256 Bit im FIFO, dass der Takt dem gewählten Takt entspricht (man spricht dann von Null-Stopfen), wenn hingegen 255 Bit im FIFO sind, bedeutet das, dass der Takt kleiner ist als der gewählte Takt (man spricht dann von Negativ-Stopfen), und wenn 257 Bit im FIFO sind, dann bedeutet dass, dass der Takt höher ist als der gewählte Takt (man spricht dann von Positiv-Stopfen). Es ist dieses 257. Bit, das eventuell in das 33. Byte integriert wird, das einem E1-Rahmen in einem Ethernet-Rahmen TE vorbehalten wird. So kann man mit einem einzigen gewählten Takt die Synchronisationsinformation transportieren.
Der Steuerungsvorsatz EC, der mit einem Komplex von E1-Rahmen (mit etwaigen hinzugefügten E1-Vorsätzen ETi) verknüpft ist, enthält vorzugsweise einen Bereich (hier mit der Bezeichnung „Eth. frame Nr."), der verwendet wird, wenn eine Folge von mehreren Ethernet-Rahmen TE vom Bearbeitungsmodul MT deshalb generiert wird, weil eine Anzahl p von E1-Rahmen (die für ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind) größer n empfangen wurde. Der Wert dieses Bereichs gibt dann die Position des Ethernet-Rahmens an, zu dem er gehört, und zwar bezogen auf die anderen Ethernet-Rahmen der gleichen Folge.
Der Steuerungsvorsatz EC kann ebenfalls einen Bereich (hier mit der Bezeichnung „Sequence number") einschließen, der verwendet wird, um den Verlust oder die Desequenzierung der Ethernet-Rahmen TE (ebenfalls als „Ethernet-Pakete" bezeichnet im Gegensatz zu den E1-Rahmen, die von einem PDH-Netz herkommen) zu erfassen. Der Wert dieses Bereichs „Sequence number" dient also dazu zu überprüfen, ob Ethernet-Rahmen verloren wurden.
Der Steuerungsvorsatz EC kann auch zwei andere Bereiche (hier mit der Bezeichnung „Sy1" und „Sy0") einschließen, deren Werte für Synchronisationsinformationen von Ethernet-Rahmen TE stehen. Diese Bereiche sind nützlich, wenn die Synchronisation zwischen einem Sender (hier eine erste Netzausrüstung ETPL) und einem Empfänger (hier eine zweite Netzausrüstung ETLL) gemäß einem so genannten „Im-Band"-(oder „in band")-Mechanismus" erfolgt.
Die Im-Band-Synchronisation besteht darin, an die zweite Netzausrüstung ETLL Ethernet-Rahmen (oder -Pakete) zu übertragen, die ein Label enthalten, das angibt, dass sie synchronisierend sind. Das kann entweder durch Generierung von spezifischen Ethernet-Rahmen auf der Ebene der Vorrichtung D erfolgen oder durch die Nutzung eines Synchronisationsbereichs in einem Ethernet-Daten-Rahmen TE durch die Vorrichtung D. Diese synchronisierenden Ethernet-Rahmen (oder -Pakete) oder der Wert des Synchronisationsbereichs werden (wird) dann beim Empfang durch die zweite Netzausrüstung ETLL dazu verwendet, den Takt zu rekonstruieren.
Anstelle eines Im-Band-Synchronisationsmechanismus kann man einen so genannten Außer-Band-Synchronisationsmechanismus (oder „out band") verwenden. Aber das erfordert die Nutzung einer anderen dedizierten Verbindung als Ethernet zwischen einem Sender (ETPL) und einem Empfänger (ETLL).
Das Bearbeitungsmodul MT kann auch so aufgebaut sein, dass es ein Fern- und/oder dynamisches Konfigurationssteuerungsprotokoll unterstützt. Ein solches Steuerungsprotokoll kann beispielsweise auf IP ausgeführt werden. Es kann außerdem gemäß einem Im-Band- oder Außer-Band-Mechanismus ausgeführt werden.
Außerdem kann das Bearbeitungsmodul MT ebenfalls so aufgebaut sein, dass es an einem Im-Band-Überwachungsmechanismus mitwirkt, der die Erfassung von Problemen an den physikalischen Verbindungen ermöglichen soll, auf denen die Ethernet-Rahmen TE umlaufen. Das Bearbeitungsmodul MT schickt nämlich parallel zu den Ethernet-Rahmen TE zusätzlich Überwachungsrahmen, die von Empfängern verwendet werden, um zu ermitteln, ob sie es erreichen können. Das Bearbeitungsmodul verfährt mit den Überwachungsrahmen, die es von den Empfängern empfangt, ebenso, um zu ermitteln, ob sie erreichbar sind.
Die Vorrichtung D hat die Aufgabe, in regelmäßigen Abständen (beispielsweise alle 125 μs) die Ethernet-Rahmen TE (die die gekapselten E1-Rahmen enthalten) an eine zweite Netzausrüstung ETLL (bereits genannt) zu übertragen, wobei einer ihrer Ethernet-Ports der gemeinsame Ethernet-Zielport dieser Ethernet-Rahmen TE ist und eine Ausrüstung (Rahmenbildungsmodul MF) enthält, die mindestens einen E1-Zielport einschließt.
Die zweite Netzausrüstung ETLL (wenn sie wie auf 1 veranschaulicht als Empfänger wirkt) ist das, was der Fachmann im Allgemeinen als eine logische E1-Leitungsabschlussausrüstung bezeichnet. Diese zweite Netzausrüstung ETLL soll die E1-Leitungen (oder -Verbindungen) logisch abschließen, die zwischen dem Netz PDH RP und dem Netz Ethernet RET aufgebaut sind, um die Kanäle herauszuziehen, die in den Rahmen des Typs E1 ETi gekapselt in den Ethernet-Rahmen TE enthalten sind, welche von der ersten Netzausrüstung ETPL (wenn sie als Sender wirkt) übertragen werden.
Unter „E1-Leitungen logisch abschließen" ist hier zu verstehen, dass die TDM-Kanäle, die in den E1-Rahmen enthalten sind, welche die E1-Leitungen jeweils enthalten, herausgezogen werden.
Es ist wichtig festzuhalten, dass die erste Ausrüstung ETPL nicht ausschließlich als Sender wirkt und dass die zweite Ausrüstung ETLL nicht ausschließlich als Empfänger wirkt. Sie funktionieren nämlich bidirektional, wobei die eine Sender ist, wenn die andere Empfänger ist, und umgekehrt.
Deshalb enthält die zweite Netzausrüstung ETLL mindestens eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Rahmen E1 D', vergleichbar derjenigen (D), die vorstehend vorgestellt wird.
Wenn die Vorrichtung D' als Empfänger wirkt, so hat ihr Bearbeitungsmodul MT die Aufgabe, aus jedem Ethernet-Rahmen TE, der von der Vorrichtung D einer (ersten) physikalischen Leitungsabschlussausrüstung E1 ETPL generiert wird, die E1-Rahmen herauszuziehen, die dort gekapselt sind, und deren Anzahl höchstens gleich n ist, sowie ihre jeweiligen E1-Zielports.
Außerdem ist es so, dass wenn die Vorrichtung D' als Sender wirkt, ihr Bearbeitungsmodul MT die Aufgabe hat, Ethernet-Rahmen TE zu bilden, die höchstens n E1-Rahmen kapseln. In diesem Fall wirkt die Vorrichtung D einer (ersten) Ausrüstung ETPL als Empfänger und ihr Bearbeitungsmodul MT hat die Aufgabe, aus jedem Ethernet-Rahmen TE, der von der Vorrichtung D' generiert wurde, die dort befindlichen gekapselten E1-Rahmen herauszuziehen, um sie unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen E1-Zielports an seine betreffenden Leitungsschnittstellen LIUi zu adressieren.
Der Ausgang der Vorrichtung D' versorgt ein Rahmenbildungsmodul (oder Rahmenbaumodul oder „E1 framer") MF mit (eventuell zusammengefassten) E1-Rahmen. Wenn die Vorrichtung D' eine Folge von Ethernet-Rahmen TE empfängt, die gekapselte E1-Rahmen enthält, die für E1-Zielports des Rahmenbildungsmoduls MF bestimmt sind, hat ihr Bearbeitungsmodul MT die Aufgabe, die E1-Rahmen zu entkapseln und sie dem richtigen (Ziel) Port E1 des Rahmenbildungsmoduls MF zu präsentieren, wobei der Wert des Bereichs „Dest. Port number" des zugehörigen Vorsatzes analysiert wird.
Das Rahmenbildungsmodul MF hat die Aufgabe, aus den E1-Rahmen, die es empfängt, die TDM-Rahmen herauszuziehen, die sie jeweils enthalten, und zwar gemäß einer dem Fachmann wohlbekannten Technik und entsprechend dem Standard G704.
Der Ausgang des Rahmenbildungsmoduls MF versorgt ein Kanälebearbeitungsmodul MP, dessen Typ von der Anwendung abhängt, für die die zweite Ausrüstung ETLL konzipiert ist.
Wir nehmen nun Bezug auf 3, um ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung im Falle einer aTCA-Architektur zu beschreiben. Aber die Erfindung ist nicht auf diese Art der Architektur beschränkt. Sie findet Anwendung, sobald ein Transport von E1-Rahmen in Ethernet erfolgen soll.
Bei diesem zweiten Beispiel ist das plesiochrone Netz PDH an eine zweite Netzausrüstung CA über eine erste Netzausrüstung ETPL angeschlossen, gemäß einer aTCA-Architektur.
Die erste Netzausrüstung ETPL ist auf der funktionellen Ebene etwa identisch mit derjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Diese physikalische Leitungsabschlussausrüstung E1 ETPL wird also nicht erneut beschrieben. Sie bildet in einer aCTA-Architektur das, was der Fachmann im Allgemeinen ein Hilfsregal (oder „auxiliary shelf") nennt.
Bei einer aTCA-Architektur ist die zweite Netzausrüstung CA das, was der Fachmann im Allgemeinen als aTCA-Gestell bezeichnet. Dieses Gestell CA soll die E1-Leitungen logisch abschließen. Es kann eventuell über eine interne Anwendung (MP) an ein Internet-Netz (oder IP) angeschlossen werden, um ihm die Daten mitzuteilen, die aus TDM-Kanälen herausgezogen werden, welche in den E1-Rahmen enthalten sind, die in den Ethernet-Rahmen gekapselt sind, welche es von einer ersten Ausrüstung ETPL herkommend empfangt.
Dieses Gestell CA enthält mindestens einen Ethernet-Rahmen-Lotsen AT, mindestens eine logische Leitungsabschlussausrüstung E1 ETLL (der Art wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde), gekoppelt an den Rahmen-Lotsen AT, vom Fachmann im Allgemeinen (in einer aCTA-Architektur) als Hauptregal (oder „main shelf") bezeichnet, sowie eventuell eine Steuerungskarte CC gekoppelt an den Rahmen-Lotsen AT.
Es ist wichtig festzuhalten, dass der Rahmen CA mehrere Rahmen-Lotsen AT enthalten kann und mehrere logische Leitungsabschlussausrüstungen E1 (oder Hauptregale) ETLL. Außerdem kann man ins Auge fassen, dass der Rahmen-Lotse AT extern vom Gestell CA angeordnet ist, ja sogar, dass er Bestandteil der ersten Ausrüstung ETPL ist.
Der Rahmen-Lotse AT hat die Aufgabe, die Ethernet-Rahmen TE, die er gekoppelt an eine oder mehrere Vorrichtungen D einer oder mehrerer erster Ausrüstungen ETPL jeweils an seinen Eingängen empfängt, zu einem seiner Ausgänge gekoppelt an Hauptregale ETLL zu leiten, eventuell in Abhängigkeit von Anweisungen, die er von der Steuerungskarte CC empfangt.
Das Hauptregal ETLL ist etwa identisch mit der zweiten Netzausrüstung ETLL, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Diese logische Leitungsabschlussausrüstung E1 ETLL wird also nicht erneut beschrieben.
Die Bearbeitungsvorrichtung D, D' gemäß der Erfindung und insbesondere ihr Bearbeitungsmodul MT kann in Form von elektronischen Schaltungen, Software-(oder Computer-)Modulen oder einer Kombination aus Schaltungen und Software ausgeführt werden.
Die Erfindung kann in Ausrüstungen eingesetzt werden, deren Vermittlungsarchitektur um Ethernet-Schalter (oder „switches") herum aufgebaut ist, wie beispielsweise diejenigen, die in den bekannten Telekommunikationsausrüstungen unter dem Namen Medium-Sprache-Gateway (oder MHW für „Media GateWay") verwendet werden, oder in Basisstationscontrollern (oder BSC für „Base Station Controller", oder RNC für „Radio Network Controller"), oder in Knoten des Typs SGSN.
Dank der Erfindung kann bei Vorliegen einer Architektur vom Typ aTCA der physikalische Leitungsabschluss effektiv in einem Hilfsregal, das sich vom Hauptregal unterscheidet, (und extern von dem es enthaltenden Gestell) ausgeführt werden. Folglich können in einer auf aTCA-Architektur basierenden Ausrüstung die Unabhängigkeit zwischen dem Schutz von Leitungen (oder APS für „Automatic Protection Switch" – gewährleistet durch das Hilfsregal ETPL) und dem Schutz der Leitungsabschlusskarten (oder EPS für „Equipment Protection Switching" – gewährleistet durch das Hauptregal ETLL) effektiv gewährleistet werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend lediglich beispielhaft beschriebenen Ausführungsarten von Bearbeitungsvorrichtung, physikalischer E1-Leitungsabschlussausrüstung, logischer E1-Leitungsabschlussausrüstung und Rahmenleitungsausrüstung, sondern schließt alle Varianten ein, die der Fachmann sich im Rahmen der nachstehenden Ansprüche vorstellen kann.
So wurde vorstehend ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung im Falle von E1-Rahmen beschrieben. Die Kapselung aller E1-Rahmen in Ethernet, die von einem plesiochronen Transportnetz vom Typ PDH herkommen, und insbesondere die Rahmen T1, J1, E3, T3 und J3, ist ebenfalls denkbar. Der Gegenstand der Erfindung wird nur durch die beigefügten selbständigen Ansprüche definiert.

Claims

Vorrichtung (D; D') zur Bearbeitung von E1-Datenrahmen, für eine Kommunikationsnetzausrüstung (ETPL; ETLL) dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Bearbeitung (MT) enthält, die so aufgebaut sind, dass beim Empfang mindestens eines E1-Rahmens, der für einen bestimmten E1-Zielport bestimmt ist, dieser empfangene gesamte E1-Rahmen in einem Nutzdatenbereich eines Ethernet-Rahmens gekapselt wird, um ihn zu einem Ethernet-Zielport zu übertragen, der den Zugriff auf den bestimmten E1-Zielport ermöglicht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie beim Empfang von mehreren E1-Rahmen, die für einen gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt sind, der den Zugriff auf ihre bestimmten jeweiligen E1-Zielports ermöglicht, i) mindestens einige dieser E1-Rahmen zusammenfassen, um mindestens einen Komplex mit höchstens n E1-Rahmen zu bilden, ii) jeden Komplex mit einem Steuerungsvorsatz verknüpfen, der Daten enthält, die für ihn stehen, und iii) die E1-Rahmen jedes Komplexes und den zugehörigen Steuerungsvorsatz in einem Nutzdatenbereich eines Ethernet-Rahmens kapseln, um ihn zu diesem gemeinsamen Ethernet-Zielport zu übertragen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie in regelmäßigen Abständen einen Ethernet-Rahmen erstellen, der höchstens n E1-Rahmen und den zugehörigen Steuerungsvorsatz enthält, und für einen gemeinsamen Ethernet-Zielport bestimmt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie im Falle der Zusammenfassung einer Anzahl von E1-Rahmen größer n, mindestens zwei Ethernet-Rahmen bilden, die jeweils höchstens n E1-Rahmen enthalten, die ein und denselben gemeinsamen Ethernet-Zielport bezeichnen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n von E1-Rahmen eines Komplexes eine ganze Zahl zwischen 1 und 46 ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie in mindestens einige der Steuerungsvorsätze Daten integrieren, die für eine Ethernet-Rahmennummer stehen und/oder eine Folgenummer und/oder Synchronisationsinformationen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie jedem empfangenen E1-Rahmen einen Vorsatz hinzuzufügen, der Daten enthält, die mindestens für diesen bestimmten E1-Zielport stehen, bevor dieser E1-Rahmen und der hinzugefügte Vorsatz in diesem Nutzdatenbereich eines Ethernet-Rahmens gekapselt werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie in mindestens einige der Vorsätze, die den E1-Rahmen hinzugefügt werden, Daten integrieren, die für den Rahmentyp und/oder mindestens einen Rahmenstatus und/oder eine Taktstopfen-Information stehen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bearbeitungsmittel (MT) so aufgebaut sind, dass sie beim Empfang eines Ethernet-Rahmens, der höchstens n E1-Rahmen kapselt, aus diesem Ethernet-Rahmen diese gekapselten E1-Rahmen herausziehen, so dass sie sie an Ausgänge liefern, die es ermöglichen, auf ihre jeweiligen bestimmten E1-Zielports zuzugreifen.
Physikalische E1-Leitungsabschlussausrüstung (ETPL), für ein Kommunikationsnetz, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine E1-Leitungsschnittstelle (LIUi) beinhaltet, die geeignet ist, E1-Datenrahmen zu empfangen, und mindestens eine Bearbeitungsvorrichtung (D) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekoppelt an diese E1-Leitungsschnittstelle (LIUi), um mit selbiger E1-Rahmen auszutauschen.
Logische E1-Leitungsabschlussausrüstung (ETLL), für ein Kommunikationsnetz, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes enthält: i) mindestens eine Bearbeitungsvorrichtung (D) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die geeignet ist, Ethernet-Rahmen auszutauschen, die höchstens n E1-Rahmen kapseln mit einer physikalischen E1-Leitungsabschlussausrüstung (ETPL) gemäß Anspruch 10, und ii) Mittel zur Rahmenbildung (MF), die durch diese Vorrichtung (D) mit E1-Rahmen versorgt werden und die so aufgebaut sind, dass sie aus diesen E1-Rahmen die Kanäle herausziehen, die darin enthalten sind.
Ausrüstung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bearbeitungsmittel (MP) enthält, die so aufgebaut sind, dass sie die von diesen Mitteln zur Rahmenbildung (MF) herausgezogenen Kanäle bearbeiten.
Ausrüstung zum Lotsen von Rahmen (CA) für ein asynchrones Kommunikationsnetz, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes enthält: i) mindestens einen Ethernet-Rahmen-Lotsen (AT), der mindestens einen Eingang zum Empfangen der Ethernet-Rahmen enthält, die von einer physikalischen E1-Leitungsabschlussausrüstung (ETPL) gemäß Anspruch 10 erzeugt wurden, und jeden empfangenen Ethernet-Rahmen auf einen Ausgang lenkt, der in Abhängigkeit von Anweisungen gewählt wird, und ii) mindestens eine logische E1-Leitungsabschlussausrüstung (ETPL) gemäß Anspruch 11, die von diesem Ethernet-Rahmen-Lotsen (AT) mit Ethernet-Rahmen versorgt wird.