DE60320266T2

DE60320266T2 - Synchroner übertragungsnetzknoten

Info

Publication number: DE60320266T2
Application number: DE60320266T
Authority: DE
Inventors: Shane J Belfast O'NEILL; Paul Belfast LINEHAN; Mark Belfast CARSON
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: EP1537694A1; AU2003259379A1; WO2004021615A1; EP1537694B1; DE60320266D1; US20040042462A1; US7688833B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikations-Netzwerk-Knoten zur Verwendung in synchronen Übertragungs-Netzwerken, wobei die Netzwerk-Knoten für mehr als einen Protokoll-Typ betreibbar sind.
Hintergrund der Erfindung
SDH und SONET sind beides Beispiele von Protokollen, die zur Verwendung beim Senden von Daten über synchrone Übertragungs-Netzwerke geeignet sind. Derartige Netzwerke umfassen eine Vielzahl von Netzwerk-Elementen (die auch als Knoten bezeichnet werden), die miteinander über Lichtleitfasern oder irgendeine andere geeignete Art von Verbindung verbunden sind. Jeder Knoten umfasst eine synchrone Übertragungsvorrichtung oder Netzwerk-Ausrüstung in Form von beispielsweise einem Multiplexer, einem Kreuzverteiler, einem Regenerator oder anderen Signalverarbeitungs- oder Vermittlungseinrichtungen. Die synchrone Übertragungsvorrichtung oder die Netzwerk-Elemente, die in dem Netzwerk enthalten sind, sind typischerweise mit einem Gesamt-Netzwerk-Takt (in der Frequenz, jedoch nicht in der Phase) synchronisiert.
Die SONET-(synchrone optische Netzwerk-)Norm, die von dem ANSI (American National Standards Institute) definiert ist, ist in vieler Hinsicht ähnlich der SDH-(synchrone Digitalhierarchie-)Norm, die von der ITU-T (International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector) definiert ist. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch in der jeweiligen Grundeinheit der Nutzdaten. Im SONET ist die Grundeinheit ein STS-1, das eine Bandbreite von ungefähr 50 Mbit/s bietet. Bei SDH ist die Grundeinheit eine AU-4, die eine Bandbreite von ungefähr 150 Mbit/s bietet. SDH-Kanäle mit kleineren Bandbreiten stehen zur Verfügung und werden beispielsweise durch Grundeinheiten gebildet, die als TU-12 (ungefähr 2 Mbit/s) und TU-2 (ungefähr 6 Mbit/s) bekannt sind. TU-12s und TU-2s werden jedoch in VC-4s übertragen, die ihrerseits in AU-4s übertragen werden. Die TU-12s und TU-2s werden daher als Datenstrukturen niedriger Ordnung bezeichnet, wobei die VC-4 eine Datenstruktur hoher Ordnung ist.
Im SONET kann ein STS-1 zur Übertragung von äquivalenten Strukturen niedriger Ordnung verwendet werden, die als virtuelle Tributaries (virtuelle Zubringerkanäle (VTs)) bekannt sind, wobei ein VT2 äquivalent zu einer TU-12 ist, und ein VT6 äquivalent zu einer TU-2 ist.
Die vorübergehende Umwandlung von Nutzdaten von SDH auf SONET und zurück auf SDH in einem Knoten kann auch als eine Umwandlung von der de facto bevorzugten SDH-Multiplexierungs-Struktur auf der Grundlage von AU-4 auf die nicht bevorzugte Struktur auf der Grundlage von AU-3, und wieder zurück, betrachtet werden. Die SDH AU-3 ist strukturell zu einer SONET STS-1 identisch, doch sind die Bedeutungen, die einigen Bits und Bytes in den zwei Nutzdaten-Typen zugeordnet sind, unterschiedlich. Aus Gründen der Klarheit bezieht sich die Beschreibung immer auf die konvertierten Daten als SONET.
Es ist vorteilhaft, ein synchrones Übertragungs-Netzwerk zu schaffen, das sowohl für SDH als auch SONET betreibbar ist, um eine größere Flexibilität zu erzielen. Es ist weiterhin erwünscht, einen Netzwerk-Knoten zu schaffen, der entweder in einem ausschließlichen SONET-Netzwerk oder einem ausschließlichen SDH-Netzwerk verwendet werden kann, jedoch ohne die Kompliziertheit und Kosten des Netzwerk-Knotens zu vergrößern.
Es ist jedoch vorteilhaft, Knoten in einem derartigen synchronen Übertragungs-Netzwerk zu verwenden, die einen einzigen Protokoll-Vermittlungskern haben. Dies vereinfacht die Vermittlungskerne und hält somit Entwicklungs- und Herstellungskosten niedrig. Bisher war es jedoch nicht möglich, einen derartigen Knoten mit einem Einzel-Protokoll-Vermittlungsknoten zu schaffen, der in entweder einem ausschließlichen SDH- oder einem ausschließlichen SONET-Netzwerk verwendet werden kann.
Die WO 00/24145 beschreibt eine Vermittlungseinrichtung zur Vermittlung von Kommunikationssignalen zwischen einem ersten Kommunikations-Netzwerk und einem zweiten Kommunikations-Netzwerk. Beide Netzwerke transportieren Signale in J1- und E1-Formaten, die Typen des plesiochronen Digitalhierarchie-(PDH-)Transports sind. Signale werden beim Eintritt in die Vermittlungsvorrichtung umgesetzt.
Die EP 1 079 560 A2 beschreibt einen Wandler zur Umwandlung von Verkehr zwischen unterschiedlichen Formen von synchronen Digital-Kommunikationen. Der Wandler ist nicht als Teil einer Vermittlung beschrieben.
Die Erfindung ist auf die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zur Umwandlung zwischen SONET und SDH gerichtet, das bzw. die eines oder mehrere der vorstehend erwähnten Probleme überwindet oder zumindest mildert.
Die Erfindung ist weiterhin auf die Schaffung eines Netzwerk-Knotens für ein synchrones Übertragungs-Netzwerk gerichtet, wobei der Netzwerk-Knoten in der Lage ist sowohl SDH- als auch SONET-Verkehr zu übertragen, während er einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern hat.
Ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines synchronen Übertragungs-Netzwerkes, das eine Vielzahl von Knoten umfasst, die jeweils einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern haben, und das zumindest einige der vorstehend erwähnten Probleme überwindet oder mildert.
Weitere nützliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus einer Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen angeben und zeigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Ausdruck "Spalte" wird zur Bezeichnung von entweder einem einzigen Byte, wie in einem STS1, oder einer Serie von drei Bytes, wie z. B. in einem VC4 verwendet.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Kommunikations-Netzwerk-Knoten zur Verwendung in einem synchronen Übertragungs-Netzwerk geschaffen, der so angeordnet ist, dass er mit Verkehr von zumindest zwei unterschiedlichen Protokoll-Typen arbeitet, wobei der Netzwerk-Knoten Folgendes umfasst: einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern, der für einen der Protokoll-Typen betreibbar ist; und einen Umwandlungs-Prozessor, der in der Lage ist, Verkehr zwischen den zwei Protokoll-Typen umzuwandeln; wobei der Umwandlungs-Prozessor zumindest an einem Ausgang des Netzwerk-Knotens betreibbar ist.
Dies ergibt den Vorteil, dass ein Netzwerk-Knoten geschaffen wird, der in synchronen Übertragungs-Netzwerken von unterschiedlichen Protokoll-Typen verwendet werden kann. Dies wird ohne die Notwendigkeit der Schaffung eines Multi-Protokoll-Vermittlungskerns an dem Knoten erreicht, so dass die Kosten und die Kompliziertheit verringert werden.
Der Ausdruck "Umwandlungs-Prozessor" wird hier zur Bezeichnung einer Vorrichtung oder Einrichtung verwendet, die Verkehr von einem ersten Protokoll-Typ in eine Form ändert, die für die Vermittlung durch einen Kern mit einem Vermittlungskern eines zweiten Protokoll-Typs geeignet ist. Beispielsweise muss diese Umwandlung nicht notwendigerweise eine vollständige Umwandlung von dem ersten zu dem zweiten Protokoll-Typ sein. Dies wird nachfolgend ausführlich erläutert.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ergibt ein synchrones Übertragungs-Netzwerk, das einen Kern des vorstehenden Typs einschließt.
Dies ergibt den Vorteil, dass das synchrone Übertragungs-Netzwerk aus einer Art von Netzwerk-Knoten mit beispielsweise ausschließlich SONET-Vermittlungs-Kernen gebildet werden kann, während gleichzeitig SDH-Verkehr über das Netzwerk übertragen werden kann. Dies ermöglicht es, dass Einzel-Protokoll-Vermittlungskerne verwendet werden können, die wesentlich einfacher und weniger aufwändiger sind, als Multi-Protokoll-Vermittlungskerne, die anderenfalls erforderlich sein würden. Die Erfindung ermöglicht es, dass diese Einzel-Protokoll-Vermittlungskerne verwendet werden können, indem ein Umwandlungsprozess an jedem Netzwerk-Knoten bereitgestellt wird. Somit ist ein Hersteller in der Lage, einen Netzwerk-Knoten mit einem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern bereitzustellen, der entweder mit einem ausschließlichen SONET- oder einem ausschließlichen SDH-Netzwerk kompatibel ist. Dies wird ohne die Notwendigkeit erreicht, den Knoten mit einem Multi-Protokoll-Vermittlungs-Knoten zu versehen.
Vorzugsweise umfasst jeder der Netzwerk-Knoten einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern, der für den gleichen Protokoll-Typ betreibbar ist. Beispielsweise umfasst das Netzwerk Netzwerk-Knoten, die alle ausschließliche SONET-Vermittlungskerne sind. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Es ist weiterhin möglich, einige Knoten mit ausschließlichen SONET-Vermittlungskernen und andere mit ausschließlichen SDH-Vermittlungskernen zu haben.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragung von Verkehr von zumindest einem ersten Protokoll-Typ über ein synchrones Übertragungs-Netzwerk geschaffen, wobei das Netzwerk eine Vielzahl von Netzwerk-Knoten umfasst, die miteinander über Verbindungsstrecken verbunden sind und die jeweils einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern umfassen, der für einen zweiten Protokoll-Typ betreibbar sind, der von dem ersten Protokoll-Typ verschieden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen von Verkehr an einem der Netzwerk-Knoten;
Verarbeiten des Verkehrs an dem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern des Netzwerk-Knotens; und
Umwandeln des Ausgangs des Einzel-Protokoll-Vermittlungskerns in den ersten Protokoll-Typ.
Dies ergibt die gleichen Vorteile, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Beispielsweise kann ein Netzwerk, bei dem alle die Knoten ausschließlich SONET-Vermittlungskerne haben, zum Transport von SDH-Verkehr verwendet werden.
Beispielsweise wird SDH-Verkehr, der an einem ausschließlichen SONET-Vermittlungskern empfangen wird, zunächst in SONET-Form umgewandelt, bevor er von dem Vermittlungskern verarbeitet wird. Er wird dann auf die SDH-Form zurück umgewandelt, bevor er an das Netzwerk abgegeben wird.
Jeder der Typen von Nutzdaten-Container-Strukturen umfasst zumindest zwei Spalten von Stopf-Daten, und die Position der Stopf-Daten-Spalten ist zwischen den zwei Typen verschieden. Die Umwandlung zwischen einem ersten Typ von synchroner Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur und einem zweiten Typ von synchroner Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur umfasst die folgenden Schritte:

• Schreiben von Daten von einem Nutzdaten-Container des ersten Typs in zumindest einem Datenspeicher;
• Lesen von Daten von dem zumindest einem Datenspeicher und Einfügen dieser gelesenen Daten in eine Ausgangs-Nutzdaten-Container-Struktur des zweiten Typs derart, dass als Ergebnis der Verwendung des Datenspeichers eine Verzögerung geschaffen wird; und
• Schreiben von Stopf-Daten in den Ausgangs-Nutzdaten-Container zu bestimmten Zeiten derart, dass die Position der Stopf-Daten in dem Ausgangs-Nutzdaten-Container von der in dem Nutzdaten-Container des ersten Typs verschieden ist.

Dieses Verfahren der Umwandlung ist wesentlich weniger Ressourcen-intensiv als bisherige Verfahren, und ist sehr einfach auf einem Ausgangs-Pfad von einem optischen oder anderen Netzwerk-Knoten zu implementieren. Dies ermöglicht es, dass Knoten mit einem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern für synchrone Multi-Protokoll-Übertragungs-Netzwerke verwendet werden. Die Konstruktion des Vermittlungskerns wird daher vereinfacht, und dies ist hinsichtlich der Kosten, Konstruktionsanstrengungen und Entwurfs-Flexibilität äußerst vorteilhaft.
Beispielsweise ist der erste Typ der synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur ein synchroner Digitalhierarchie-(SDH-)Nutzdaten-Container, und der zweite Typ der synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur ist ein synchroner optischer Netzwerk-(SONET-)Nutzdaten-Container.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Umwandlung von einem SONET-Nutzdaten-Container auf einen SDH-Nutzdaten-Container. In diesem Fall werden die folgenden Schritte verwendet:

• Überführen einer Pfad-Zusatzdaten-Information von dem SONET-Nutzdaten-Container auf den SDH-Nutzdaten-Container;
• Einfügen von zwei Posten von Stopf-Daten in den SDH-Nutzdaten-Container;
• Einfügen von zwei Spalten, die sechs Bytes an Stopf-Daten umfassen, in den SDH-Nutzdaten-Container, und in der Zwischenzeit Speichern von zwei Spalten von Daten von dem SONET-Nutzdaten-Container unter Verwendung von zwei Datenspeichern.

Dieses Verfahren kann wiederholt werden, so dass Vielfache von sechs Bytes an Stopf-Daten eingefügt werden.
Hierzu nachfolgend umfasst das Verfahren die Übertragung von Spalten von Daten, die in den Datenspeichern gespeichert sind, in den SDH-Nutzdaten-Container und zwischenzeitliches Speichern von zwei Spalten von Daten von dem SONET-Nutzdaten-Container unter Verwendung der zwei Datenspeicher.
Wenn eine erste Spalte von Stopf-Daten in dem SONET-Nutzdaten-Container erreicht wird, beinhaltet das Verfahren das Fortlassen einer Übertragung dieser Daten an die Datenspeicher, derart, dass das Verfahren unter Verwendung lediglich eines der Datenspeicher weiterläuft.
Wenn eine zweite Spalte von Stopf-Daten in dem SONET-Nutzdaten-Container erreicht wird, beinhaltet das Verfahren das Fortlassen der Übertragung dieser Daten an die Datenspeicher derart, dass das Verfahren ohne die Verwendung der Datenspeicher fortgesetzt wird und die Daten einfach von dem SONET-Nutzdaten-Container in den SDH-Nutzdaten-Container überführt werden.
Ein Spaltenausricht-Prozess wird vor dem Verfahren zur Umwandlung zwischen den zwei Typen von Nutzdaten-Container-Struktur ausgeführt. Es kann irgendein geeigneter in der Technik bekannter Spaltenausricht-Prozess verwendet werden.
Der Umwandlungs-Prozessor kann das vorstehend beschriebene Verfahren implementieren. Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine anwenderprogrammierbare Gate-Anordnung (FPGA) auf, und der Datenspeicher ist aus einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einer adressierbaren Datenmatrix und einer Registerdatei ausgewählt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um zu zeigen, wie die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann, werden nunmehr Ausführungsformen der Erfindung nachfolgend anhand von lediglich Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines synchronen Übertragungs-Netzwerkes ist;
2 eine schematische Darstellung eines Kommunikations-Netzwerk-Knotens mit einem SONET-Vermittlungskern ist, der so angeordnet ist, dass er eine Umwandlung zwischen SDH und SONET durchführt;
3a eine schematische Darstellung eines SONET-Rahmens mit drei schwimmenden Nutzdaten-Containern ist;
3b eine schematische Darstellung eines SHD-Rahmens mit einem schwimmenden Nutzdaten-Container ist;
4a eine schematische Darstellung des SONET-Rahmens nach 3a ist, nachdem eine Spaltenausrichtung erfolgt ist;
4b eine schematische Darstellung des SDH-Rahmens nach 3b ist, nachdem eine Spaltenausrichtung erfolgt ist;
5a eine schematische Darstellung eines SONET-Nutzdaten-Containers vor der Umwandlung in einen SDH-Nutzdaten-Container gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5b eine schematische Darstellung eines SDH-Nutzdaten-Containers ist, der als Ergebnis einer Umwandlung von dem SONET-Nutzdaten-Container nach 5a erzeugt wird;
6a ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens der Verwendung von zwei Datenspeichern zur Durchführung der Umwandlung zwischen SONET und SDH gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
6b ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens der Verwendung von zwei Datenspeichern zur Durchführung der Umwandlung zwischen SONET und SDH gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Umwandlung zwischen SDH und SONET ist;
8 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Umwandlung von SONET aus SDH ist;
9 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Umwandlung von SDH auf SONET ist;
10a eine schematische Darstellung eines SDH-Nutzdaten-Containers vor der Umwandlung auf einen SONET-Nutzdaten-Container ist;
10b eine schematische Darstellung eines SONET-Nutzdaten-Containers ist, der als Ergebnis der Umwandlung von Nutzdaten-Container nach 10a erzeugt wird;
11 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Knotens nach dem Stand der Technik zur Herstellung einer VC-12-zu-VC-12-Verbindung ist;
12 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Knotens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer VC-12-zu-VC-12-Verbindung ist;
13 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Knotens nach dem Stand der Technik zur Durchführung einer VT1.5-zu-VC-11-Verbindung ist;
14 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Knotens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer VRT1.5-zu-VC-11-Verbindung ist;
15 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Knotens nach dem Stand der Technik zur Herstellung einer VC-11-zu-VT1.5-Verbindung ist. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung zusammen mit der Ausführungsform nach 14 verwendet, um eine bidirektionale VT1.5-zu-VC-11-Verbindung herzustellen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend lediglich in Form eines Beispiels beschrieben. Diese Beispiele zeigen die besten Möglichkeiten zur Umsetzung der Erfindung in die Praxis, die derzeit dem Anmelder bekannt sind, obwohl sie nicht die einzigen Möglichkeiten darstellen, mit denen dies erzielt werden kann.
Der Ausdruck "Stopf-Daten" wird dazu verwendet, Bereiche der Nutzdaten zu bezeichnen, die ungenutzt sind, und die typischerweise mit Nullen gefüllt werden, wenn sie erzeugt werden, und die ignoriert werden, wenn sie an einem Empfänger empfangen werden.
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, ist die vorliegende Erfindung auf die Schaffung eines Netzwerk-Knotens gerichtet, der in Netzwerken mit unterschiedlichen Protokoll-Typen verwendet werden kann, jedoch ohne eine Vergrößerung der Kosten und Kompliziertheit des Knotens. Es ist insbesondere erwünscht, einen Knoten zu schaffen, der entweder in ausschließlichen SONET- oder ausschließlichen SDH-Netzwerken verwendet werden kann und der einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern aufweist.
Um die Verwendung von Knoten mit einem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern in einem synchronen Übertragungs-Netzwerk zu ermöglichen, das sowohl SDH- als auch SONET-Verkehr überträgt, besteht eine Option darin, Verkehr zwischen Protokollen an den verschiedenen Netzwerk-Knoten umzuwandeln. Wenn beispielsweise der Netzwerk-Knoten einen Vermittlungskern aufweist, der für SONET ausgebildet ist, so kann, wenn SDH-Verkehr an diesem Knoten ankommt, der Verkehr zunächst auf SONET umgewandelt werden, bevor er von dem Vermittlungskern verarbeitet wird, und dann zurück auf SDH umgewandelt werden, falls dies erforderlich ist.
Es ist zumindest ein Umwandlungsverfahren zur Umwandlung von SDH auf SONET bekannt. Dieses Verfahren wird in vorteilhafter Weise mit einer Zeigerausricht-Operation integriert und beinhaltet die Verwendung eines dynamischen Speichers. Typischerweise erfolgt ein Zeigerausricht-Prozess am Eingang des Verkehrs in einen Netzwerk-Knoten, so dass die Umwandlung von SDH auf SONET an diesem Punkt untergebracht werden kann. Ein dynamischer Speicher und ein Zeiger-Prozessor werden dazu verwendet, die betreffenden Bytes zu finden und sie von einem Rahmenformat auf das andere umzuwandeln. Das Umwandlungsverfahren ist jedoch kompliziert und Ressourcen-intensiv und es ist aus die Gründen nicht für die Verwendung in Fällen praktisch, bei denen der Zeigerausricht-Prozess nicht bereits erforderlich ist. Ein derartiger Fall ergibt sich, wenn Verkehr einen Netzwerk-Knoten verlässt. Somit ist die Umwandlung in der entgegengesetzten Richtung, das heißt von SONET auf SDH an einem Ausgangspunkt, an dem der Verkehr den Netzwerk-Knoten verlässt, problematisch.
Bisher wurden Netzwerk-Knoten, die zwischen SONET und SDH umwandeln, an der Grenze zwischen einem SONET- und einem SDH-Bereich eines synchronen Übertragungs-Netzwerkes eingesetzt. In diesem Fall hat der Netzwerk-Knoten einen Multi-Protokoll-Vermittlungskern, der in der Lage ist, sowohl SDH- als auch SONET-Verkehr zu verarbeiten. Diese Art von Vermittlungskern ist jedoch kompliziert und aufwändig.
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Probleme durch die Verwendung eines Umwandlungs-Prozessors an den Einzel-Protokoll-Vermittlungskernen. Dies wird nachfolgend ausführlicher beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung eines synchronen Übertragungs-Netzwerkes mit einer Vielzahl von Netzwerk-Knoten 12, die durch Abschnitte 14 miteinander verbunden sind, die beispielsweise Lichtleitfasern sein können. Jeder Knoten 12 umfasst eine synchrone Übertragungsvorrichtung oder Netzwerk-Ausrüstung in Form von beispielsweise einem Multiplexer, einem Kreuzverteiler oder anderen Signalverarbeitungs- und Vermittlungseinrichtungen. Alle diese Arten von Netzwerk-Ausrüstung umfassen einen Vermittlungskern, und bei den hier beschriebenen Ausführungsformen sind alle diese Vermittlungskerne lediglich für ein einziges Protokoll betreibbar, das vorzugsweise entweder SDH oder SONET ist, obwohl auch irgendein anderes geeignetes Protokoll verwendet werden kann. Es ist nicht wichtig, dass alle die Vermittlungskerne in dem Netzwerk 10 für das gleiche einzige Protokoll betreibbar sind. Beispielsweise können einige lediglich für SDH betreibbar sein, und einige lediglich für SONET. Beschränkungen werden jedoch eingeführt, wenn Vermittlungskerne von unterschiedlichen einzelnen Protokollen verwendet werden, und die vorliegende Erfindung ist auf die Befassung mit diesen Beschränkungen gerichtet. Die vorliegende Erfindung ist auf Netzwerk-Knoten und Ausrüstungen anwendbar, die an dem Vermitteln oder Verarbeiten von Datentypen niedriger Ordnung beteiligt sind.
Bei einem bevorzugten Beispiel umfasst jeder der Netzwerk-Knoten 12 einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern des gleichen Protokoll-Typs, wie z. B. SONET. Das Netzwerk ist jedoch so angeordnet, dass es Verkehr mit einem anderen Protokoll-Typ als dem der Vermittlungskerne überträgt, falls erforderlich (selbstverständlich könnte das Netzwerk alternativ Verkehr des gleichen Protokoll-Typs wie die Vermittlungskerne übertragen, wie dies in der Technik bekannt ist). Beispielsweise ist es so angeordnet, dass es SDH-Verkehr überträgt. Dies ergibt den Vorteil, dass einfache kosteneffektive Vermittlungskerne verwendet werden, während gleichzeitig Verkehr vom entweder SDH- oder SONET-Typ übertragen werden kann. Ein Netzwerk-Knoten, der mit Netzwerken unterschiedlichen Protokoll-Typs kompatibel ist, wird dann geschaffen, ohne dass die Notwendigkeit der Verwendung eines Multi-Protokoll-Vermittlungskerns in diesem Netzwerk-Knoten besteht.
Ein Umwandlungs-Prozessor ist an jedem Vermittlungskern vorgesehen, um zwischen den zwei Protokoll-Typen in der erforderlichen Weise umzuwandeln. Wenn beispielsweise die Vermittlungskerne alle lediglich vom SONET-Typ sind, so erfolgt am Eingang der Vermittlungen eine Umwandlung von SDH- auf SONET-Form in dem Fall, dass das Netzwerk SDH-Verkehr übertragen würde. Der Vermittlungskern ist dann in der Lage, den umgewandelten Verkehr zu verarbeiten, wie dies in der Technik bekannt ist. Der Ausgang von dem Vermittlungskern wird dann zurück auf das SDH-Format umgewandelt, bevor er erneut auf das Netzwerk ausgesandt wird.
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, muss die Umwandlung nicht notwendigerweise eine vollständige Umwandlung zwischen Protokoll-Typen sein. Es ist annehmbar, einen ersten Protokoll-Typ auf eine Form zu wandeln, die für die Vermittlung durch einen Knoten mit einem Vermittlungskern eines zweiten Protokoll-Typs geeignet ist. Beispielsweise verwendet SDH eine Container-Struktur, die als eine VC-12 bezeichnet wird, und ein Byte in diesem Container, das als J2 bezeichnet wird, überträgt eine Pfadverlaufs-Mitteilung. SONET hat kein äquivalentes Byte in seinem Container, das als ein VT2 bezeichnet wird. Im Fall einer vollständigen Umwandlung von VC-12 auf VT2 muss dann dieses J2-Byte entfernt werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist dies jedoch nicht wesentlich. Das J2-Byte kann unverändert bleiben, und die Vermittlung kann an einem SONET-Vermittlungskern nach der Umwandlung des SDH-Containers in eine "teilweise" SONET-Form durchgeführt werden. Weil das J2-Byte beibehalten wird, ist es dann einfach, dieses Byte zu verwenden, wenn eine Umwandlung von dem VT2 (SONET-Format) auf ein VC-12 (SDH-Format) am Ausgang des Netzwerk-Knotens durchgeführt wird.
2 zeigt die Komponenten eines Netzwerk-Knotens 20.
Der Netzwerk-Knoten 20 kann so betrachtet werden, als ob er einen Eingang oder Eintritt 21, einen Vermittlungskern 22 und einen Ausgang oder Austritt 23 aufweist. In diesem Beispiel werden wir annehmen, dass der Vermittlungskern 22 so angeordnet ist, dass er lediglich mit SONET arbeitet. Verkehr 24 wird an dem Eingang 21 im entweder SDH- oder SONET-Format empfangen, und der Eingang 21 ist so angeordnet, dass er irgendwelchen empfangenen SDH-Verkehr in ein SONET-Format dadurch umwandelt, dass eine Nutzdatenausrichtung ausgeführt wird. Der SONET-Format-Verkehr 25 wird dann an den Kreuzverteiler-Kern 22 weitergeleitet, der diesen Verkehr in der in der Technik bekannten Weise verarbeitet und ihn bei 26 an den Ausgang 23 weiterleitet. Der Ausgang 23 ist so angeordnet, dass er den Verkehr, der ursprünglich das SDH-Format hatte, zurück auf dieses Format umwandelt. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf SDH-Netzwerke anwendbar, bei denen die Netzwerk-Knoten Einzel-Protokoll-Vermittlungskerne haben, die mit dem SONET-Protokoll betreibbar sind.
Durch Ermöglichen einer SDH-zu-SONET-Umwandlung gemäß 2 und umgekehrt an dem Eingang und Ausgang des Vermittlungskerns eines Netzwerk-Knotens wird die Konstruktion des Kerns stark vereinfacht, weil eine Unterstützung für lediglich eine Rahmenstruktur erforderlich ist.
3a ist eine schematische Darstellung einer SONET-Rahmenstruktur, die drei STS1's umfasst, und 3b ist eine ähnliche schematische Darstellung für eine SDH-Rahmenstruktur, die eine AU-4 umfasst. Diese Strukturen sind in der Technik gut bekannt und durch die oben erwähnten Normen definiert. Die 3a und 3b werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben, doch wird zunächst einiges an Hintergrund-Information über Rahmenstrukturen, Teilkanal-Einheiten und Verwaltungs-Einheiten angegeben.
Ein synchrones Daten-Netzwerk ist so angeordnet, dass es Datensignale oder Verkehr überträgt, die gemäß einer synchronen Rahmenstruktur angeordnet sind. Es gibt eine Anzahl von Standard-Rahmenstrukturen, die beispielsweise durch ITU-T (siehe ITU-T G.707) und Bellcore (nunmehr als Telcordia bekannt), siehe Telcordia GR2 53 definiert sind, die üblicherweise in synchronen Übertragungssystemen verwendet werden. In SDH- und SONET Übertragungssystemen werden Datensignale in Rahmen gepackt oder umgesetzt, die als synchrone Transportmodule (STMs) bekannt sind. Ein STM-Rahmen schließt einen Nutzdaten-Bereich ein, in dem die Datensignale in Container-Einheiten umgesetzt werden. Jeder Container, der üblicherweise als ein virtueller Container in der SDH-Terminologie bezeichnet wird, enthält ein oder mehrere Datensignale und einige Steuerinformation, die als Pfad-Zusatzdaten (POH) bekannt ist. Kleinere virtuelle Container können innerhalb von größeren virtuellen Containern geladen oder verschachtelt werden. Verschachtelte Container sind als Container niedriger Ordnung oder Datenstrukturen niedriger Ordnung bekannt, und die größeren Container, in die sie eingesetzt werden, sind als Container höherer Ordnung oder Datenstrukturen höherer Ordnung bekannt.
Die virtuellen Container sind normalerweise in Teilkanal-Einheiten (TUs) oder Verwaltungs-Einheiten (AUs) angeordnet. TUs und AUs sind normalerweise in Gruppen angeordnet, die als Tributary-Einheitsgruppen (TUGs) bzw. Verwaltungs-Einheitsgruppen (AUGs) bekannt sind. Die TUGs und AUGs werden in den Nutzdaten-Bereich eines STM-Rahmens umgesetzt. Wenn der STM-Nutzdaten-Bereich voll ist, wird weitere Steuerinformation, die als Abschnitts-Zusatzdaten bekannt ist, zu dem Rahmen hinzugefügt. Der Zweck der Abschnitts-Zusatzdaten besteht in der Schaffung von Kommunikationskanälen für Funktionen, die Betriebs-, Verwaltungs- und Wartungs-(OA & M-)Einrichtungen, Benutzerkanäle, Schutzumschaltung, Abschnitts-Betriebsleistung und Rahmenausrichtung zwischen benachbarten Netzwerk-Knoten 12 einschließen.
In einem synchronen Daten-Netzwerk sind die synchronen Übertragungsvorrichtungen oder Netzwerk-Elemente, die darin enthalten sind, auf einen Gesamt-Netzwerktakt synchronisiert (frequenzstarr, jedoch nicht phasenstarr). Die Zeitsteuerung der Datensignale, die in virtuelle Container umgesetzt werden, kann sich jedoch geringfügig gegenüber dem Netzwerktakt ändern. Weiterhin kann sich die Verzögerung, die mit einer Übertragungsstrecke verbunden ist, mit der Zeit geringfügig ändern. Entsprechend kann die Lage der virtuellen Container innerhalb eines STM-Rahmens nicht festgelegt sein. Beispielsweise kann sich ein virtueller Container (VC) gegenüber seinem SDH-Rahmen aufgrund des Synchronisationsverlustes innerhalb des Netzwerkes, aufgrund von Phasenverzögerungen, die durch eine Ausdehnung der Lichtleitfasern im Tagesverlauf hervorgerufen werden, oder Phasenschwankungen bewegen.
Derartige Änderungen werden durch Zuordnung eines Zeigers zu jedem virtuellen Container berücksichtigt. Ein Zeiger, der in einer TU und einer AU enthalten ist und der eine Anzahl von Datenbits umfasst, zeigt die Position des Beginns eines jeweiligen virtuellen Containers bezüglich seines STM-Rahmens an, und genauer gesagt bezüglich der TU oder AU, wie dies passend ist. Ein Zeiger kann weitergeschaltet, zurückgeschaltet oder auf andere Weise eingestellt werden, wie dies geeignet ist, um Bewegungen der Position seines virtuellen Containers in einem STM-N-Rahmen zu berücksichtigen. So zeigt der Zeiger die Position des VC innerhalb des STM-N-Rahmens an, und er wird verglichen, wenn der VC in einem Netzwerk-Knoten eintritt (beispielsweise einem Multiplexer), um die Position des VC gegenüber dem Knotentakt anzuzeigen. Dies ermöglicht es dem Netzwerk-Knoten, den VC zu lokalisieren, zu vermitteln, rückumzusetzen oder auf andere Weise zu verarbeiten. Dieser Prozess ist als die Zeigerverarbeitung bekannt.
Im Allgemeinen kann in SDH-Netzwerken eine AU-4-Struktur zur Übertragung von Verkehr niedriger Ordnung verwendet werden, wie z. B. TU-2s und und TU-12s. In SONET-Netzwerken kann eine STS1-Struktur für Verkehr niedriger Ordnung verwendet werden, wie z. B. VT6s und VT2s. In Ausdrücken der physikalischen Vermittlung von Verkehr sind TUs und VTs strukturell gleich. In ihren Containern hoher Ordnung unterscheiden sich jedoch AU4s und STS1s, wodurch das Vermitteln von Verkehr niedriger Ordnung in gemischten SONET-/SDH-Netzwerken komplizierter gemacht wird.
3a zeigt einen SONET-Rahmen, der drei STS1s umfasst. Es gibt eine feste Rahmenstruktur 30, die in diesem Beispiel 9 Reihen und 270 Spalten umfasst. Abschnitts-Zusatzdaten (die auch als Transport-Zusatzdaten bekannt sind) 31 dieser Rahmenstruktur 30 enthalten in diesem Beispiel drei Zeiger, die durch Pfeile A, B und C angezeigt sind, einen auf jeden der drei schwimmenden Nutzdaten-Container 32, 33, 34. In diesem Beispiel umfassen die schwimmenden Nutzdaten-Container 32, 33, 34 VT2s. Jeder schwimmende Container hat Pfad-Zusatzdaten, die durch die mit POH bezeichnete Spalte angegeben sind, Daten für die Übertragung, die durch weiße Bereiche angezeigt sind, und Stopf-Spalten 35, die unbenutzte Bytes enthalten.
3b zeigt einen SDH-Rahmen, der eine AU-4 umfasst. Die AU-4 ist eine feste Rahmenstruktur 36 ähnlich der nach 3a, die 9 Reihen und 270 Spalten umfasst. Die Abschnitts-Zusatzdaten 31 der Rahmenstruktur 36 enthalten wiederum einen durch einen Pfeil D angezeigten Zeiger auf einen schwingenden Nutzdaten-Container 37. Bei diesem Beispiel umfasst der schwimmende Nutzdaten-Container eine TU-12. Pfad-Zusatzdaten, die durch die mit POH bezeichnete Spalte angezeigt sind, sind vorgesehen, gefolgt von zwei leeren Spalten 38 und 6 Stopf-Spalten 39.
Durch einen Vergleich der 3a und 3b ist zu erkennen, dass die schwimmenden Nutzdaten-Container der SDH- und SONET-Rahmen unterschiedliche Strukturen aufweisen, wobei sich die Stopf-Spalten in SDH an dem Anfang des Containers befinden, während bei SONET diese Stopf-Spalten über die Nutzdaten-Container hinweg mit Abstand angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung ergibt ein Verfahren, durch das die Nutzdaten-Container im SDH-Format (wie in 3b) in das SONET-Format (wie in 3a) oder umgekehrt umgewandelt werden können. Dies wird in einer einfachen und effektiven Weise durch Ändern der Reihenfolge der Position der Stopf-Spalten erzielt.
Wie dies in der Technik bekannt ist, wird Eingangs-Verkehr, der an einem Knoten in einem SDH- oder SONET-Netzwerk empfangen wird, zunächst verarbeitet, um die Zeiger auszurichten, die auf die schwimmenden Nutzdaten-Container zeigen. Dies ergibt den Vorteil, dass die Verkehrsströme einfacher vermittelt werden können. Ein VTTU-Synchronisierer in Form einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) wird in der in der Technik bekannten Weise zur Ausrichtung aller der Container hoher Ordnung auf einen bestimmten Zeiger (vorzugsweise den Zeiger 522) verwendet, der das erste Byte jedes schwimmenden Nutzdaten-Containers auf die obere linke Seite des Rahmens (unter Ausschluss des Abschnitts-Zusatzdaten-Bereiches) festlegt. Diese Ausrichtung legt weiterhin die Position der Stopf-Bytes innerhalb der Rahmen fest, was es ermöglicht, dass diese Stopf-Bytes durch einen einfachen Spaltenzähler gefunden werden. Das Ergebnis dieses Ausrichtungs-Prozesses ist in den 4a und 4b gezeigt.
4a ist eine schematische Darstellung eines SONET-Rahmens wie in 3a, nachdem die schwimmenden Nutzdaten-Container auf einen Zeiger 522 ausgerichtet sind. Die Pfad-Zusatzdaten-(PHO-)Spalten 42 von jedem schwimmenden Nutzdaten-Container sind nunmehr hinter dem Abschnitts-Zusatzdaten-Bereich 41 angeordnet. Es gibt drei Nutzdaten-Bereiche A, B, C, die jeweils tatsächlich zu übertragende Daten enthalten, und diese Nutzdaten-Bereiche sind jeweils durch eine Stopf-Spalte getrennt.
4b ist eine schematische Darstellung eines SDH-Rahmens wie in 3b, nachdem der schwimmende Nutzdaten-Container mit dem Zeiger 522 ausgerichtet wurde. Diese schematische Darstellung entspricht der nach 3b, jedoch mit der Ausnahme, dass der Nutzdaten-Bereich so dargestellt ist, dass er drei Bereiche A, B, C umfasst, die den drei Nutzdaten-Bereichen des SONET-Rahmens in 4a entsprechen.
Der Prozess zum Erreichen der Rahmen nach den 4a und 4b wird als eine Zeiger-Verarbeitung niedriger Ordnung oder Spaltenausrichtung bezeichnet und irgendein geeignetes Verfahren der Spaltenausrichtung kann verwendet werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Der Prozess, mit dem die vorliegende Erfindung es ermöglicht, dass die Struktur nach 4a in die Struktur nach 4b umgewandelt wird, wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 5a und 5b beschrieben. 5a ist eine schematische Darstellung eines SONET-Rahmens, der drei STS1s umfasst. Dies ist gleich der Struktur, die in den 3a und 4a dargestellt ist, jedoch mit der Ausnahme, dass der Abschnitts-Zusatzdaten-Bereich aus Gründen der Klarheit fortgelassen ist. Die ersten drei Bytes der Nutzinformation A sind mit 1, 2, 3 bezeichnet, die ersten drei Bytes der Nutzdaten B sind mit 10, 11, 12 bezeichnet, und die ersten drei Bytes der Nutzdaten C sind mit 20, 21, 22 bezeichnet. Weiterhin sind die Spalten-Nummern angegeben, wobei die erste Pfad-Zusatzdaten-Spalte die Spalte 1 ist, die erste Stopf-Spalte die Spalte 30 ist, und so weiter. 5b ist eine schematische Darstellung des SONET-Rahmens nach 5a nach der Umwandlung in SDH-Format und Fortlassen des Abschnitts-Zusatzdaten-Bereichs aus Gründen der Klarheit. Diese Struktur ist die gleiche wie die in den 3b und 4b. Es sind wiederum die ersten drei Bytes der Nutzdaten und die Spalten-Nummern angegeben.
Die SONET-Struktur nach 5a hat drei Pfad-Zusatzdaten-Spalten, während die SDH-Struktur nach 5b lediglich eine Pfad-Zusatzdaten-Spalte benötigt. Somit werden zwei der Pfad-Zusatzdaten-Spalten in 5a mit leeren Bytes überschrieben, um leere Spalten 50 in 5b zu bilden. Weiterhin ist die Position der Stopf-Spalten geändert. Dies wird durch einfaches Hinzufügen von sechs Stopf-Spalten nach den Pfad-Zusatzdaten-Spalten in der Struktur nach 5b erzielt. Die Nutzdaten werden dann eingefügt, wobei jedoch irgendwelche Stopf-Spalten, die vorhanden sind, fortgelassen werden. Weiterhin verwendet die Struktur nach 5a drei Zeiger, wie dies weiter oben erläutert wurde, während für 5b lediglich ein Zeiger benötigt wird. Daher wird der erste Zeiger der Struktur nach 5a beibehalten, und die verbleibenden zwei werden auf den Verkettungswert geändert, der in der ITU-Norm G.707 festgelegt ist.
Bei einem Vergleich der 5a und 5b ist zu erkennen, dass die Nutzdaten A von der Struktur nach 5a verzögert werden müssen, damit sie in die Struktur nach 5b gebracht werden können. Dies gilt auch für die Nutzdaten B, obwohl die Nutzdaten B lediglich halb so lange verzögert werden müssen, wie die Nutzdaten A. Die Nutzdaten C müssen andererseits überhaupt nicht verzögert werden.
Um es zu ermöglichen, dass diese Verzögerung erzielt wird, werden zwei Datenspeicher verwendet, wie dies in den 6a und 6b gezeigt ist. Der Datenspeicher 1 und der Datenspeicher 2 wirken zusammen, um Daten für zwei Zeitintervalle zu verzögern, während ein einzelner Datenspeicher eine Verzögerung über lediglich ein Zeitintervall ergibt. Die Datenspeicher werden unter Verwendung irgendeiner geeigneten Einrichtung bereitgestellt, wie z. B. einer adressierbaren Datenanordnung, einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einer Register-Datei. Beide 6a und 6b sind schematische Darstellungen zum Verfahren der Verwendung der zwei Datenspeicher zur Erzielung der Umwandlung beispielsweise von SONET auf SDH, um die Struktur nach 5a auf die Struktur nach 5b umzuwandeln.
7 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Umwandlung von SONET auf SDH unter Verwendung von zwei Datenspeichern. Um von der Struktur nach 5a auf die Struktur nach 5b umzuwandeln, muss eine Spalte von Stopf-Daten zunächst eingefügt werden (dies entspricht der mit 52 in 5b bezeichneten Spalte). Dies ist durch den Zustand 70 in 7 dargestellt. Während dieser Zeit kommen Daten von den Nutzdaten in der SONET-Struktur nach 5a an. Diese Daten werden in dem Datenspeicher 1 gespeichert und als Ergebnis um einen Zyklus oder ein Zeitintervall verzögert. Als nächstes muss eine weitere Spalte von Stopf-Daten eingefügt werden (dies entspricht der mit 53 in 5b bezeichneten Spalte). Dieser Prozess ist durch den Zustand 71 in 7 dargestellt. In der Zwischenzeit kommen Daten von den Nutzdaten in der SONET-Struktur nach 5a weiter an. Diese werden in dem Datenspeicher 2 gespeichert. Somit wurden an diesem Zeitpunkt die Daten in dem Datenspeicher 1 um zwei Zeitintervalle verzögert, während die Daten in dem Datenspeicher 2 um ein Zeitintervall verzögert wurden.
Nachdem nunmehr die zwei Stopf-Spalten in die erzeugte Ausgangsstruktur eingefügt wurden, ist es möglich, mit dem Hinzufügen der Nutzdaten zu beginnen, die in den Datenspeichern gespeichert wurden und die um zwei Zeitzyklen oder Intervalle verzögert wurden. Diese Daten werden hinzugefügt, und neue Daten, die ankommen, werden in den Datenspeichern gespeichert und sind zu ihrer Entfernung nach der Zeitverzögerung und zur Eingabe in die Ausgangsdaten bereit. Dieser Prozess setzt sich fort, bis Stopf-Daten in dem Eingang gefunden werden. Dies tritt ein, wenn die Eingangsdaten das SONET-Format aufweisen und somit Stopf-Daten in den Spalten haben werden, die in 5a angegeben sind.
Wenn Stopf-Daten in dem Eingang gefunden werden, so wird der Zustand 72 nach 7 erreicht. Die Stopf-Spalte wird einfach dadurch entfernt, dass diese Daten in keinen der Datenspeicher geschrieben werden. In der Zwischenzeit werden Daten aus einem der Datenspeicher entnommen und für den Ausgang verwendet. Dieser Datenspeicher wird leer. Der verbleibende Datenspeicher ergibt dann eine Zeitverzögerung von lediglich einem Zeitintervall, und der Prozess der Aufnahme von Eingangsdaten in einen der Datenspeicher und deren Ausgabe von diesem Speicher zum Ausgang setzt sich fort. Sobald weitere Stopf-Daten in dem Eingang erreicht werden, wird der Datenzustand 73 nach 7 erreicht. Diese Stopf-Daten werden dadurch beseitigt, dass sie nicht in den Ausgang geschrieben werden. Dies führt dazu, dass beide Datenspeicher leer werden, und die Eingangsdaten werden nunmehr geradlinig von dem Eingang zum Ausgang ohne Verzögerung geschrieben.
Die 6a und 6b zeigen zwei unterschiedliche Arten, wie das Verfahren nach 7 implementiert werden kann. Die Implementierung nach 6a wird bevorzugt, weil sie einfacher zu realisieren ist, obwohl jede dieser Implementierungen verwendet werden kann. In dem System nach 6a werden Eingangsdaten entweder in den Datenspeicher 1 oder in den Datenspeicher 2 geschrieben, jedoch nicht in beide. Bei dem System nach 6b werden jedoch Eingangsdaten in beide Datenspeicher geschrieben.
Der Zustand 61 nach 6a zeigt an, dass wenn die Situation des Zustandes 70 nach 7 eintritt, das System Daten in den Datenspeicher 1 zu schreiben oder aus diesem zu lesen hat. Wenn die Situation des Zustandes 71 nach 7 eintritt, so soll das System in beide Datenspeicher abwechselnd schreiben und aus diesem lesen, wie dies nachfolgend anhand der 8 beschrieben wird. Wenn die Situation des Zustandes 72 nach 7 auftritt, so schreibt oder liest das System lediglich in bzw. aus dem Datenspeicher 2. Somit beziehen sich in den 6a und 6b die Symbole 1SI, 2SI, 1SR, 2SR auf die Zustände nach 7.
In 6b werden die Eingangsdaten in den Datenspeicher 1 geschrieben und nachfolgend aus dem Datenspeicher 1 gelesen und in den Datenspeicher 2 geschrieben. Dies ergibt Versionen der Daten, die um kein, ein oder zwei Zeitintervalle verzögert werden, die durch die in 6b gezeigten Multiplexer ausgewählt werden.
8 ist eine weitere schematische Darstellung des Verfahrens zur Umwandlung von SONET auf SDH. Die Reihe 80 stellt Eingangsdaten von Nutzdaten von einer SONET-Struktur dar, wie sie in 5a dargestellt ist. Der Buchstabe P steht für die Pfad-Zusatzdaten-Information, der Buchstabe D für tatsächliche zu übertragende Daten, und der Buchstabe S für Stopf-Daten. Spalten-Nummern sind entsprechend den Spalten in dem Rahmen 30 hoher Ordnung nach 3 angegeben (es gibt 90 Spalten (wobei jede Spalte 3 STS1s umfasst) insgesamt, zum Beispiel). Wie dies vorstehend erwähnt wurde, gibt es drei Nutzdaten-Container, und diese sind mit 1, 2, 3 bezeichnet. Daten von diesen werden als Ergebnis des Multiplexierungs-Prozesses verschachtelt, wie dies in der Technik bekannt ist. Dies ist in 8 durch die mit STS1# bezeichnete Reihe angegeben.
Die Reihe 81 stellt den Datenspeicher 1 dar, und die Reihe 82 stellt den Datenspeicher 2 dar. In ähnlicher Weise stellt die Reihe 83 Daten dar, die von dem Umwandlungsprozess abgegeben werden und die das SDH-Format gemäß 5b haben.
Die ersten drei Posten der Eingangsdaten in der Reihe 80 sind Pfad-Zusatzdaten P. Wie dies weiter oben anhand der 5a und 5b beschrieben wurde, erfordert das SDH-Format lediglich einen Posten an Pfad-Zusatzdaten. Der erste Posten der Eingangsdaten P wird daher direkt in den ersten Posten der Ausgangsdaten geschrieben, wie dies durch den Pfeil 84 angezeigt ist. Zwei Einträge von Stopf-Daten werden dann in den Ausgangsdaten gemacht, um die Pfad-Zusatzdaten, die in dem Eingang im SONET-Format vorhanden sind, jedoch in dem Ausgangs-SDH-Format nicht erforderlich sind, "aufzufüllen". Dies ist durch die gestrichelten Pfeile angezeigt, die mit POH-Stopfbit bezeichnet sind.
Als nächstes kommen drei Datenposten D in den Eingangsdaten 80 an, die durch Spalte 5, STS1 Nummern 1 bis 3 bezeichnet sind. Diese Daten sind noch nicht für das Schreiben auf das Ausgangs-SDH-Format erforderlich, weil dieses SDH-Format sechs Stopf-Einträge zu Beginn haben muss. Die ankommenden Daten werden daher in dem Datenspeicher 1 gespeichert, wie dies durch die Pfeile 85 angezeigt ist.
Als nächstes kommen drei weitere Datenposten D in den Eingangsdaten 80 an, die durch Spalte 6, STS1 Nummern 1 bis 3 bezeichnet sind. Auch diese Daten müssen noch nicht in das Ausgangs-SDH-Format geschrieben werden, und werden daher in dem Datenspeicher 2 gespeichert, wie dies durch Pfeile 86 angezeigt ist.
In der Zwischenzeit werden Stopf-Bits im Umfang von zwei Spalten in den Ausgang geschrieben (siehe gestrichelte Pfeile mit der Bezeichnung Stopf), was sechs S-Einträge in der Reihe 83 ergibt.
Als nächstes kommen weitere Datenposten D in den Eingangsdaten 80 an, wie dies durch die Spalte 7, STS1 Nummern 1 bis 3 angezeigt ist. Diese werden in den Datenspeicher 1 geschrieben, wie dies durch Pfeile dargestellt ist. In der Zwischenzeit können Daten, die vorher in dem Datenspeicher 1 von der Spalte 5, STS1, Nummern 1 bis 3 gespeichert wurden, in die Ausgangsreihe 83 geschrieben werden. Dies ist durch Pfeile 87 angezeigt.
Die nächsten Eingangsdaten, die von der Spalte 8 ankommen, werden in den Datenspeicher 2 geschrieben, und die vorher in dem Datenspeicher 2 gespeicherten Daten werden an die Ausgangsreihe 83 abgegeben, wie dies durch die Pfeile 88 angezeigt ist.
Ausgangsdaten werden dann weiterhin aus beiden Datenspeichern in dieser Weise entnommen, bis die Spalte 33 der Eingangsdaten erreicht ist. Diese Spalte enthält Stopf-Daten, was mit S in der Reihe 80 angezeigt ist. Diese Stopf-Daten müssen nicht zu den Ausgangsdaten übertragen werden. Sie werden daher ignoriert, und die Daten, die vorher in dem Datenspeicher 1 gespeichert wurden, werden an den Ausgang gesandt. Der Datenspeicher 1 ist nunmehr leer, und es ist nicht mehr erforderlich, eine Verzögerung von zwei Zeitintervallen hinzuzufügen. Vielmehr reicht ein Zeitintervall aus. Daher wird lediglich der Datenspeicher 2 verwendet, und der Vorgang setzt sich fort, bis die Spalte 62 der Eingangsdaten erreicht wird. Diese Spalte enthält Stopf-Daten, die mit S in der Reihe 80 angezeigt sind. Diese Stopf-Daten müssen nicht zu den Ausgangsdaten übertragen werden. Sie werden ignoriert, und die Daten, die vorher in dem Datenspeicher 2 gespeichert wurden, werden an den Ausgang gesandt. Beide Datenspeicher sind nunmehr leer, und es ist nicht mehr erforderlich, irgendeine Zeitverzögerung hinzuzufügen. Die Eingangsdaten werden dann einfach an die Ausgangsdaten ohne jede weitere Verzögerung übertragen, wie dies durch die Pfeile 89 angezeigt ist.
Der Prozess nach 8 kann Reihe für Reihe für irgendeine Gruppe von drei STS1s oder eine AU-4 wiederholt werden, die für die Umwandlung freigegeben ist. Es gibt ein B3-Byte sowohl in dem SONET- als auch dem SDH-Protokoll, das unter Verwendung konventioneller Techniken regeneriert wird, die in der Technik bekannt sind.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist weiterhin in der Lage, eine Umwandlung von SDH auf SONET sowie von SONET auf SDH durchzuführen. 9 ist ähnlich der 8, jedoch mit der Ausnahme, dass sie den Umwandlungsprozess von SDH auf SONET zeigt. In dieser Situation ist die SDH-Struktur nach 10a auf die SONET-Struktur nach 10b umzuwandeln.
Die zusätzlichen Pfad-Zusatzdaten-Spalten, die für die SONET-Struktur nach 10b erforderlich sind, werden unter Verwendung eines konventionellen Pfad-Zusatzdaten-Erzeugungsblockes erzeugt. Weiterhin müssen die zwei Stopf-Spalten pro STS, die sich in den Spalten 2 und 3 (nach 10a) finden, entfernt werden, und es müssen zwei zusätzliche Stopf-Spalten in die Spalten 30 und 59 der SONET-Struktur nach 10b eingefügt werden. Der STM1-Zeiger wird durch den ersten STS1-Zeiger weitergeleitet, während die verbleibenden STS1-Zeiger durch einen Zeiger-Erzeugungsblock regeneriert werden. Diese Zeiger haben einen festen Wert, der üblicherweise 522 ist, wie dies weiter oben erwähnt wurde.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind zwei Datenspeicher als getrennte unabhängige Einheiten beschrieben. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Die zwei Datenspeicher können einstückig miteinander sein, so dass im Ergebnis ein einziger Datenspeicher bereitgestellt wird, wobei unterschiedliche Teile dieses Speichers verwendet werden, um die Schaffung der zwei Zeitintervalle zu ermöglichen.
Die 11 bis 15 sind schematische Darstellungen von Netzwerk-Knoten, und sie verwenden die gleichen Bezugsziffern zur Bezeichnung der gleichen Bauteile, soweit dies passend ist.
11 zeigt einen Fall des Standes der Technik, bei dem der Netzwerk-Knoten eine VC-12-(SDH-)zu-VC-12-(SDH-)Verbindung bereitstellt und einen SDH-Protokoll-Vermittlungskern 101 verwendet. Der Netzwerk-Knoten umfasst eine Eingangskarte 100, die SDH-Verkehr in der Form von VC-4-Datenstrukturen empfängt, die VC-12-Rahmen umfassen. Diese werden durch einen Multiplex-Abschnittsanpassungs-(MSA-)Prozess verarbeitet, wie dies in der Technik bekannt ist, und dann durch einen Pfadanpassungs-(HPA-)Prozessor hoher Ordnung, der eine VT- oder TU-Ausrichtfunktion ausführt, wie dies in der Technik bekannt ist. Der resultierende SDH-Verkehr, immer noch in Form von VC-4-Datenstrukturen, die VC-12-Rahmen umfassen, wird dann in einen SDH-Vermittlungskern 101 eingegeben. Dieser umfasst eine VC-4-Vermittlung und eine VC-Vermittlung niedriger Ordnung, die beide die Daten in Serie verarbeiten, wie dies in 11 gezeigt ist. Die resultierenden SDH-Daten, wiederum in Form von VC-4-Datenstrukturen, die VC-12-Rahmen umfassen, werden an eine Ausgangskarte 102 gesandt, die einen HPA-Prozessor und einen MSA-Prozessor umfasst, wie dies in der Technik bekannt ist. Schließlich wird der Verkehr im SDH-Format mit VC-4-Datenstrukturen mit VC-12-Rahmen ausgegeben.
Somit wird im Fall des Standes der Technik nach 11 der SDH-Verkehr von einem SDH-Vermittlungskern 101 verarbeitet, und es ist keine Protokoll-Umwandlung erforderlich.
12 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der gleichen Situation wie in 11, jedoch mit der Ausnahme, dass der Vermittlungskern 101 ein ausschließlicher SONET-Vermittlungskern ist. In diesem Fall umfassen sowohl die Eingangskarte 100 als auch die Ausgangskarte 102 einen Umwandlungs-Prozessor. SDH-Verkehr tritt in die Eingangskarte 100 sowie in 11 ein und wird auf SONET-Format umgewandelt, das STS1-Nutzdaten-Einheiten umfasst, die die Datenstrukturen niedriger Ordnung von VTs umfassen. Dieser SONET-Format-Verkehr wird dann von dem Vermittlungskern 101 verarbeitet, der vom SONET-Typ ist und eine STS-Vermittlung und eine VT-Vermittlung umfasst. Der SONET-Verkehr gelangt zur Ausgangskarte 102, die einen Umwandlungs-Prozessor umfasst, um ihn zurück auf SDH-Format umzuwandeln, das VC-4-Datenstrukturen mit VC-12-Rahmen umfasst.
Somit erfolgt in dem Beispiel nach 12 die Protokoll-Umwandlung an dem Eingang und Ausgang des Vermittlungskerns.
13 zeigt den Fall des Standes der Technik, bei dem eine VT1.5-(SONET-)zu-VC-11-(SDH-)Verbindung bereitgestellt wird. Hier erfolgt die Umwandlung an dem Eingang. SONET-Verkehr, der STS1s mit VT1.5s umfasst, wird an der Eingangskarte 100 empfangen und wird in ein SDH-Format umgewandelt, das VC-4s mit VC-11s umfasst. Der SDH-Vermittlungskern 101 ist dann in der Lage, den umgewandelten Verkehr zu verarbeiten, wie dies in der Technik bekannt ist, und gibt ihn an die Ausgangskarte 102 ab. Die Ausgangskarte verarbeitet den Verkehr unter Verwendung eines HPA und eines MSA und gibt ihn noch im SDH-Format ab.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, dass die Umwandlung am Ausgang anstelle des Eingangs erfolgt (wie dies weiter oben erwähnt wurde, war die Umwandlung bisher in Verbindung mit Zeigerausricht-Prozessen möglich, die am Eingang, nicht jedoch am Ausgang verwendet werden). Beispielsweise zeigt 14 eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich der nach 13, jedoch unter Verwendung eines ausschließlichen SONET-Vermittlungskerns und mit einer Umwandlung an dem Ausgang.
In 14 tritt SONET-Verkehr mit STS1s mit VT1.5s in die Eingangskarte 100 ein und wird ohne Durchlaufen einer Protokoll-Umwandlung verarbeitet. Der ausschließliche SONET-Vermittlungskern 101 verarbeitet den Verkehr, wie dies in der Technik bekannt ist, und gibt ihn an die Ausgangskarte 102 ab. Die Ausgangskarte umfasst einen Umwandlungs-Prozessor zur Umwandlung des SONET-Verkehr in SDH-Format mit VC-4s und VC-11s.
15 zeigt die Situation für eine VC-11-(SDH-)zu-VT1.5-(SONET-)Verbindung, wobei sich eine umgekehrte Art der Verbindung zu der ergibt, die in 14 gezeigt ist. Hier erfolgt die Protokoll-Umwandlung lediglich am Eingang (von SDH- auf SONET), und der Vermittlungskern ist ein ausschließlicher SONET-Vermittlungskern. Weil die Protokoll-Umwandlung lediglich am Eingang erfolgt, ist dies der Fall des Standes der Technik.
Irgendein Bereich oder Bauteil-Wert, der hier angegeben ist, kann erweitert oder geändert werden, ohne die angestrebte Wirkung zu verlieren, wie dies für den Fachmann aus einem Verständnis der hier enthaltenen Lehren ersichtlich ist.

Claims

Synchroner Übertragungs-Kommunikations-Netzwerk-Knoten (20) zur Verwendung in einem synchronen Übertragungs-Netzwerk, der zum Betrieb von Verkehr von zumindest zwei unterschiedlichen synchronen Übertragungs-Netzwerk-Protokolltypen angeordnet ist, wobei der Netzwerk-Knoten Folgendes umfasst: einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern (22), der für einen der Protokoll-Typen betreibbar ist; und einen Umwandlungs-Prozessor, der in der Lage ist, Verkehr zwischen den zwei Protokoll-Typen umzuwandeln, wobei der Umwandlungs-Prozessor auf einem Eingang (21) des Netzwerk-Knotens und auf einem Ausgang (23) des Netzwerk-Knotens betreibbar ist, derart, dass Verkehr, der an dem Eingang des Netzwerk-Knotens empfangen wird und der von einem Protokoll-Typ ist, der von dem des Einzel-Protokoll-Vermittlungskerns verschieden ist, in ein Format umgewandelt wird, das mit dem des Einzel-Protokoll-Vermittlungskerns kompatibel ist, und nachfolgend nach der Verarbeitung durch den Einzelprotokoll-Vermittlungskern zurück in den Protokoll-Typ des empfangenen Verkehrs an dem Austritt des Netzwerk-Knotens umgewandelt wird.
Synchroner Übertragungs-Netzwerk-Knoten nach Anspruch 1, bei dem die zwei unterschiedlichen synchronen Übertragungs-Netzwerk-Protokolltypen die synchrone Digitalhierarchie SDH und das synchrone optische Netzwerk SONET sind.
Synchroner Übertragungs-Netzwerk-Knoten nach Anspruch 1, bei dem der Umwandlungs-Prozessor eine Vorrichtung zur Umwandlung zwischen einem ersten Typ einer synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur und einem zweiten Typ von synchroner Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur umfasst, wobei jeder der Typen von Nutzdaten-Container-Strukturen zumindest zwei Spalten von Stopf-Daten umfasst und die Position der Stopf-Daten-Spalten zwischen den beiden Typen verschieden ist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: zumindest einen Datenspeicher; einen ersten Prozessor, der zum Schreiben von Daten von einem Nutzdaten-Container des ersten Typs in den Datenspeicher angeordnet ist; einen zweiten Prozessor, der zum Lesen von Daten aus dem Datenspeicher und zum Einfügen dieser gelesenen Daten in eine Ausgangs-Nutzdaten-Container-Struktur des zweiten Typs. derart angeordnet ist, dass als Ergebnis der Verwendung des Datenspeichers eine Verzögerung erzeugt wird; und einen dritten Prozessor, der zum Schreiben von Stopf-Daten in den Ausgangs-Nutzdaten-Container zu bestimmten Zeiten derart angeordnet ist, dass die Position der Stopf-Daten in dem Ausgangs-Nutzdaten-Container von der in dem Nutzdaten-Container des ersten Typs verschieden ist; und wobei einer der Prozessoren weiterhin so angeordnet ist, dass er Daten von dem Nutzdaten-Container des ersten Typs in den Ausgangs-Nutzdaten-Container ohne Verwendung eines der Datenspeicher überführt.
Synchroner Übertragungs-Netzwerk-Knoten nach Anspruch 3, der eine Form annimmt, die aus einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung oder einer feldprogrammierbaren Gatter-Anordnung ausgewählt ist, und wobei der Datenspeicher aus einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einer adressierbaren Datenanordnung und einer Register-Datei ausgewählt ist.
Synchroner Übertragungs-Netzwerk, das zur Übertragung von Verkehr von zumindest einem Protokoll-Typ angeordnet ist, wobei das Netzwerk eine Vielzahl von Netzwerk-Knoten (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, die miteinander über Verbindungsstrecken (14) verbunden sind.
Verfahren zur Übertragung von Verkehr von zumindest einem ersten synchronen Übertragungs-Netzwerk-Protokolltyp über ein synchrones Übertragungs-Netzwerk, wobei das Netzwerk eine Vielzahl von synchronen Übertragungs-Netzwerk-Knoten (20) umfasst, die miteinander über Verbindungsstrecken (14) verbunden sind, und wobei jeder Knoten einen Einzel-Protokoll-Vermittlungskern (22) umfasst, der für einen zweiten synchronen Übertragungs-Netzwerk-Protokolltyp betreibbar ist, der von dem ersten Protokoll-Typ verschieden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von Verkehr an einem der Netzwerk-Knoten (20) in dem ersten Protokoll-Typ und Umwandeln des Verkehrs in den zweiten Protokoll-Typ, der mit dem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern kompatibel ist; Verarbeiten des Verkehrs an dem Einzel-Protokoll-Vermittlungskern (22) des Netzwerk-Knotens; und Umwandeln des Ausgangs des Einzel-Protokoll-Vermittlungskerns zurück auf den ersten Protokoll-Typ.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin die Ausgabe des resultierenden Verkehrs von dem Netzwerk-Knoten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Prozess der Umwandlung des Verkehrs die Umwandlung zwischen einem ersten Typ einer synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur und einem zweiten Typ einer synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur umfasst, wobei jeder der Typen von Nutzdaten-Container-Strukturen zumindest zwei Spalten von Stopf-Daten umfasst und die Position der Stopf-Daten-Spalten zwischen den beiden Typen verschieden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Schreiben von Daten von einem Nutzdaten-Container des ersten Typs in zumindest einen Datenspeicher; Lesen von Daten von dem zumindest einen Datenspeicher und Einfügen der gelesenen Daten in eine Ausgangs-Nutzdaten-Container-Struktur des zweiten Typs derart, dass als Ergebnis der Verwendung des Datenspeichers eine Verzögerung erzeugt wird; und Schreiben von Stopf-Daten in den Ausgangs-Nutzdaten-Container zu bestimmten Zeiten derart, dass die Position der Stopf-Daten in dem Ausgangs-Nutzdaten-Container von der in dem Nutzdaten-Container des ersten Typs verschieden ist; und wobei das Verfahren die Durchführung eines Zeiger-Verarbeitungsprozesses niedriger Ordnung vor dem Verfahren der Umwandlung zwischen den zwei Typen vom Nutzdaten-Container-Struktur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem einer der Typen der synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur ein synchroner Digitalhierarchie-SDH-Nutzdaten-Container ist, und der andere Typ der synchronen Datenübertragungs-Nutzdaten-Container-Struktur ein synchroner optischer Netzwerk-SONET-Nutzdaten-Container ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das die Verwendung von zwei Datenspeichern in einer derartigen Weise umfasst, dass zwei unterschiedliche Zeitverzögerungen erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, das das Schreiben bestimmter Daten von einem Nutzdaten-Container des ersten Typs in lediglich einen der Datenspeicher umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das das Schreiben bestimmter Daten von einem Nutzdaten-Container des ersten Typs in einen der Datenspeicher und das nachfolgende Übertragen dieser Daten von diesem Datenspeicher zu dem anderen Datenspeicher umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das die Umwandlung von einem SONET-Nutzdaten-Container auf einen SDH-Nutzdaten-Container umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Übertragen einer Pfad-Zusatzdaten-Information von dem SONET-Nutzdaten-Container auf den SDH-Nutzdaten-Container; Einfügen von zwei Posten von Stopf-Daten in den SDH-Nutzdaten-Container; Einfügen von zwei Spalten von Stopf-Daten in den SDH-Nutzdaten-Container und in der Zwischenzeit Speichern von zwei Spalten von Daten von dem SONET-Nutzdaten-Container unter Verwendung von zwei Datenspeichern; wobei jede Spalte mehr als ein Byte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin die Überführung der Spalten von Daten, die in den Datenspeichern gespeichert sind, in den SDH-Nutzdaten-Container und in der Zwischenzeit das Speichern von zwei Spalten von Daten von dem SONET-Nutzdaten-Container unter Verwendung der zwei Datenspeicher umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin bei Erreichen einer ersten Spalte von Stopf-Daten in dem SONET-Nutzdaten-Container das Unterlassen der Übertragung dieser Daten an die Datenspeicher derart umfasst, dass das Verfahren unter Verwendung lediglich eines der Datenspeicher fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin bei Erreichen einer zweiten Spalte von Stopf-Daten in dem SONET-Nutzdaten-Container das Unterlassen der Übertragung dieser Daten an die Datenspeicher derart umfasst, dass das Verfahren ohne die Verwendung der Datenspeicher und durch einfaches Übertragen von Daten von dem SONET-Nutzdaten-Container auf den SDH-Nutzdaten-Container fortgesetzt wird.