DE69113451T2

DE69113451T2 - Digitales datenübertragungssystem.

Info

Publication number: DE69113451T2
Application number: DE69113451T
Authority: DE
Inventors: David Black; Peter Musgrave; Sabino Ventola
Original assignee: Newbridge Networks Corp
Current assignee: Nokia Canada Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2011-03-16
Also published as: DE69113451D1; US5351239A; EP0519954A1; WO1991014319A1; EP0519954B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren für die Übertragung von Daten über ein digitales Übertragungssystem, welches diskrete Datenkanäle aufweist, die eine vorbestimmte Basisbitgeschwindigkeit haben, welche geringer ist als die Bitgeschwindigkeit der zu übertragenden Daten. Genauer gesagt liefert die Erfindung eine Methode und ein Verfahren, um eine Anzahl von Basis-Geschwindigkeitskanälen einem virtuellen Kanal zuzuweisen, der in der Lage ist, Signale zu leiten, die eine Bitgeschwindigkeit haben, die höher als die Basisgeschwindigkeit ist.
Ein Datenübertragungssystem, für welches die Erfindung insbesondere anwendbar ist, ist das Integrated Services Digital Network (ISDN), für welches die Standards durch das International Telegraph and Telephon Consultative Commiftee (CCITT) definiert wurden. ISDN benutzt einen 2048 Megabyte pro Sekunde primär Bit-Geschwindigkeit TDM-Kanal, auf welchem zeiteinheits-gemultiplexte 32 Sub-Kanäle (DSO) sind. Jeder Sub-Kanal hat eine Basisbitgeschwindigkeit von 64 Kb pro Sekunde. Der Primär-Bitgeschwindigkeits-TDM-Kanal trägt 8000 Frames pro Sekunde, von denen jeder in 32 Zeitslots unterteilt ist, welche ein Byte (8 Bits) Daten von jedem Sub-Kanal tragen. Das erste Zeitslot in jedem Frame wird benutzt, um den Beginn des Frames zu identifizieren und ein anderes Zeitslot, welches den D-Kanal bildet, trägt Wegbeschreibungen. Die überbleibenden 30 Slots sind für die Aufnahme von Daten zur Verfügung und zwar normalerweise als 30 diskrete Kanäle.
Der Primär-Bitgeschwindigkeits-TDM-Kanal könnte z.B. benutzt werden, um einen privaten Abzweigaustausch (private branch exchange (PBX)) mit dem öffentlichen Telefonnetz zu verbinden. Ein einziger Primär-Bitgeschwindigkeitskanal wird deshalb dem Inhaber Zugang zu dreissig 64 Kbps-Basisbitgeschwindigkeitskanälen geben. Oft gibt es die Situation - wie bei dem Übertragen von Bild- und Videosignalen oder einem großen Volumen Computerdaten - wo es für den Inhaber wünschenswert ist, die Daten mit einer höheren Bitgeschwindigkeit als die Basisbitgeschwindigkeit zu übertragen. Z.B. würde es wünschenswert sein, die Fähigkeit zu haben, einen 128 Kbps Bitstrom über zwei parallele 64 Kbps- Basisbitgeschwindigkeitskanäle zu senden. Unglücklicherweise belegt ein Kanal, welcher ein besonderes Zeitslot in irgendeinem gegebenen Frame des übertragenen Signales belegt, aufgrund der Schaltanforderungen und Übertragungseigenschaften des öffentlichen Netzes am Endstück nicht notwendigerweise dasselbe Zeitslot. Die Basisbitgeschwindigkeits-Kanäle werden verschiedenen Verzögerungen durch das Netzwerk unterworfen. Resultierend sind die übermittelten Daten, wenn die Kanäle am Endstück kaum sequentiell zusammengefügt sind, durcheinander und nicht benutzbar.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 85/04300 beschreibt ein System, in dem vor der Datenübertragung Synchronisationssignale entlang jedem der Basiskanäle übermittelt werden, um die jedem Kanal zuzuweisenden Verzögerungen zu bestimmen. Eine Reframereinheit berücksichtigt dann diese Verzögerungen, um die übertragenen Daten in der richtigen Reihenfolge wieder zusammenzusetzen. Das Problem mit diesem System ist, daß, wenn einmal der virtuelle Kanal aufgebaut wurde, er nicht verändert werden kann, ohne vollkommen neu wieder aufgebaut zu werden. Weiterhin werden die Daten nicht benutzbar, falls die Verzögerungen für die verschiedenen Kanäle während der Übertragung geändert werden. Das System kann deshalb nicht als zuverlässig betrachtet werden.
U.S. Patent Nr. 4805167 beschreibt ein System, welches einen Kanal mit einem variablen Bitgeschwindigkeitsaggregat aufweist. In diesem System werden Markensignale auf den Basisbitgeschwindigkeitskanälen gesendet, um die Reihenfolge der Übertragung der Sub-Signale zum sowie die Sicherstellung der korrekten Wiederzusammensetzung am Endstück zu spezifizieren. Ein Problem mit diesem System ist, daß es nur für die Paketübertragung benutzt werden kann, da es freie Zeitslots in den Datenkanälen benötigt um die Markensignale zu transportieren. Deshalb kann es nicht mit kontinuierlichen Signalen benutzt werden, wie beispielsweise Videosignale, da es keine freien Slots gibt, in welche die Markensignale eingesetzt werden können. Da die Markensignale nur eingesetzt werden können, wenn freie Zeitslots verfügbar sind, erlaubt es ebenfalls nicht, die Verzögerungscharakteristik des Netzwerkes kontinuierlich zu überprüfen.
Ein Ziel der Erfindung ist, ein verbessertes Übertragungssystem vorzusehen, welches nicht von freien Slots, die im Datenfluß zur Verfügung stehen, abhängig ist und welches eine kontinuierliche Überprüfung der Kanalverzögerungen erlaubt.
Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Methode der Signalübertragung vorgesehen, die eine höhere Bitgeschwindigkeit hat als eine vorherbestimmte Bitgeschwindigkeit in einem digitalen Datenübertragungssystem, welches normalerweise diskrete Datenkanäle, die obengenannte vorherbestimmte Basisbitgeschwindigkeit haben, aufweist, obengenannte Kanäle sind verschiedenen Ausbreitungsverzögerungscharakteristiken durch das System ausgesetzt, inklusive der Zuweisung einer Gruppe von k obengenannter vorherbestimmter Bitgeschwindigkeitsdatenkanäle als einen virtuellen Kanal für die Übertragung von obengenannten Hochbitgeschwindigkeitssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkanal in zumindest einer von obengenannter Gruppe von Kanälen definiert ist, obengenannte Hochbitgeschwindigkeitssignale sind in n-Subsignale unterteilt, wobei n < = k, die eine Bitgeschwindigkeit haben, die gleich wie oder geringer als obengenannte vorherbestimmte Bitgeschwindigkeit ist, obengenannte n-Subsignale werden über obengenannte Datenkanäle übertragen, Steuersignale werden in Intervallen über obengenannte Kanäle in Slots, die normalerweise Daten zugeteilt sind, übertragen, obengenannte Datenslots werden über obengenannten Steuerkanal übertragen, während obengenannte Steuersignale an ihrem Platz übertragen werden und obengenannte Steuersignale werden am Endstück dazu benutzt, obengenannte n-Subsignale zu obengenanntem originalen Hochbitgeschwindigkeitsdatensignal wieder zusammenzusetzen.
In einer Ausführung ist k = n + 1 und der Extrakanal ist nur als Steuerkanal vorgesehen.
In Systemen, in denen die Aggregatsgeschwindigkeit gering ist, ist der Aufwand eines 64-Kbps-Steuerkanals überhöht. In diesem Fall wird eine Gruppe von Co...Cn-1 vorhergestimmter Bitgeschwindigkeitsdatenkanäle als ein virtueller Kanal zugeordnet. Einer der Kanäle Cm hat eine freie Bitposition, die für die Datenübertragung nicht benötigt wird, und er stellt den Steuerkanal mit einer Subgeschwindigkeit der vorherbestimmten Bitgeschwindigkeit dar. Die Steuersignale werden durch die Einfügung von jeweiligen individuellen Bits von ihnen in die jeweiligen Datenkanäle übertragen. Jedes Bit der Steuersignale wird in die freie Bitposition des Kanals Cm oder in Datenbitpositionen der anderen n-1-Kanäle eingefügt. Das Datenbit, das normalerweise zu einer von einem Steuersignal besetzten Bitposition gesendet würde, wird zu der freien Bitposition des Kanals Cm gesendet, während seine Bitposition durch ein Steuerbit besetzt wird.
In einer vorzuziehenden Ausführung werden die Steuersignale, welche Endstücke enthalten können, nacheinander über die jeweiligen Kanäle in einem Rotationsmuster übertragen. Beispielsweise werden im Fall eines virtuellen Kanales, der aus vier Datenkanälen und einem Steuerkanal besteht, aufeinanderfolgende Frames benötigt um eine Rotation zu vervollständigen. In einem ersten Frame werden die Endstücke in dem dem Steuerkanal zugeordneten Zeitslots übertragen. In einem zweiten Frame wird das Verzögerungskalibrier-Byte in dem Zeitslot, welches dem ersten Datenkanal zugeordnet ist, übertragen und die Daten, die normalerweise in diesem Zeitslot gesendet würden, werden anstelle dessen im Zeitslot im Steuerkanal gesendet. Gleicherweise werden in dem dritten Frame Daten vom zweiten Kanal in das Steuerkanalzeitslot gewechselt und das Endstück wird an seinem Platz gesendet, usw. bis, nachdem die Endstücke im vierten Datenkanal gesendet wurden, die nächsten Endstücke im Steuerkanal gesendet werden, wonach der Zyklus wiederholt wird.
Jeder Datenkanal (DSO) kann durch das Netzwerk unterschiedlich verzögert werden. Die Endstücke, hiernach mit Verzögerungskalibriertbyte (delay calibration byte (DCB)) bezeichnet, bilden ein frame-bildendes Muster in jedem Kanal, welcher am Empfänger herausgezogen werden kann. Die Inhalte der DCBs erlauben es, die relative Verzögerung zu bestimmen. In dem gerade beschriebenen Schema bildet jedes Endbyte auf den Kanälen am Endstück das frame-bildende Muster. Das rotierende Kalibrierschema kann kontinuierlich während der Übertragung ausgeführt werden oder vorher benutzt werden, um Übergeschwindigkeitsübertragung aufzubauen und dann abgebrochen werden.
Um die relative Verzögerung zwischen den Kanälen zu bestimmen, sendet das Steuerbyte einen Rotationszähler (rotation count (LSB)) aus. Eine Rotation startet mit einem DCB, welches auf dem Steuerkanal ausgesendet wurde und endet, wenn der letzte Datenkanal in dem virtuellen Kanal sein DCB gesendet hat. Am Empfänger erzeugt dieses das Auftreten von jedem (N+1)ten Byte auf dem Kanal als ein frame-bildendes Muster.
Um 48 Kbp-Datenkanäle anzupassen, werden nur die sechs höchstsignifikanten Datenbits von jedem Byte benutzt. Die überbleibenden Bits werden zur "1" gesendet, um eine korrekte Dichte der 1 auf Switch 56-Netzwerken zu versichern. Sechs Bits liefern 64 einzelne Bytes für die DCBs, aber da der Zähler mit sich selbst überlappt, kann nur der halbe Rotationszähler aufgelöst werden. Ein Byte Rotationszählung erlaubt die Aufdeckung von differenziellen Verzögerungen von 32 Frames. Da die DCB alle 2N-Steuerslots auftauchen würde, würde die maximale Verzögerungsauflösung 2Nx32 Frames sein, was in der Praxis nicht genügend ist.
Um dieses Problem zu lösen, wird ein zweites Slot benutzt, um die höchstsignifikanten Bits (most significant bits (MSB)) der Rotationszählung zu senden, woraus eine 12 Bit-Verzögerungskalibrierzählung resultiert. Dies erlaubt es, 2048x2N-Frames aufzulösen. Im schlimmsten Fall, in dem die Kanalgröße 3 ist (N=3), resultiert dies in 12228 Frames, was 1528 Sekunden entspricht. Dies ist für gemischte terrestrische Satellitennetzwerke ausreichend.
Die Steuerslots werden für die LSB-Zählung, die MSB-Zählung und allgemeine Steuerinformation benutzt. Die LSB erscheinen in jedem zweiten Steuerslot. Die für LSB nicht benutzten Slots senden abwechselnd das MSB und ein Steuerbyte. Das MSB folgt geraden LSB-Zählern und das OHB (overhead byte = Steuerbyte-Slot) folgt ungeradzahligen LSB-Slots.
Ein anderer Aspekt der Erfindung liefert eine Vorrichtung zur Übertragung von Signalen, die eine höhere Bitgeschwindigkeit als eine vorherbestimmte Bitgeschwindigkeit in einem digitalen Datenübertragungssystem haben, welches normalerweise diskrete Datenkanäle, die obengenannte vorherbestimmte Basisbitgeschwindigkeit haben, aufweist, obengenannte Kanäle sind verschiedenen Ausbreitungsverzögerungscharakteristiken durch das System unterworfen, inklusive Mitteln für die Zuweisung von k obengenannter vorherbestimmter Bitgeschwindigkeitsdatenkanäle als ein virtueller Kanal für die Übertragung von obengenannten Hochbitgeschwindigkeitsssignalen, ein Steuerkanal ist in einem von obengenannten Kanälen definiert, Mittel für die Unterteilung von obengenannten Hochbitgeschwindigkeitssignalen in n-Subsignalen, wobei n < = k, mit einer Bitgeschwindigkeit die gleich wie oder kleiner als obengenannte vorherbestimmte Bitgeschwindigkeit ist, Mittel für die Übertragung von obengenannten n-Subsignalen über obengenannte n-Datenkanäle, Mittel für die Übertragung von Steuersignalen in Intervallen über obengenannte Kanäle, die Steuerung wird in obengenannten Datenkanälen in Slots, die normalerweise Daten zugewiesen sind, übertragen, obengenannte Datenslots werden über obengenannte Steuerkanäle übertragen, während obengenannte Kalibriersignale an ihrem Platz übertragen werden und Mittel an der anderen Seite für die Benutzung von obengenannten Endstücken zur Wiederzusammensetzung von obengenannten n-Subsignalen in obengenanntes orginales Hochbitgeschwindingskeitsdatensignal.
Die Erfindung wird nun durch lediglich die Angabe eines Beispieles detaillierter beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, welche sind:
Fig. 1a und 1b sind schematische Diagramme eines virtuellen Kanals, der entsprechend dieser Erfindung arbeitet;
Fig. 1c zeigt das Schema für das Senden von DCBs in den aufeinanderfolgenden Zeitslots eines einzigen DSO-Datenkanales;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Datenübertragungssystems, welches einen virtuellen Kanal entsprechend dieser Erfindung beinhaltet;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang einer Framebestimmungseinheit illustriert;
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches die Konsequenzen eines Basiskanales, der in einen virtuellen Kanal rutscht, darstellt;
Fig. 5 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Vierknotenübertragungsnetzwerkes;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Zweiknotennetzwerkes; und
Fig. 7 ist ein Diagramm, welches das Übertragungsschema entsprechend einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt, wobei der Steuerkanal durch eine freie Bitposition in einem Datenkanal definiert ist.
Die Erfindung wird bezugnehmend auf ein ISDN-Netzwerk beschrieben, welches einen Primärgeschwindigkeits-TDM-Träger von 25048 Mb pro Sekunde hat und 30 Datenkanäle und 2 Systemkanäle trägt. Wie oben angesprochen, trägt der Primärgeschwindigkeitskanal 8000 Frames pro Sekunde, jeder Basiskanal (DSO) hat eine Basisgeschwindigkeit von 64 Kb pro Sekunde.
Figuren 1a und 1b zeigen jeweils eine Übertragungssektion und eine Empfängersektion, die durch ein öffentliches Telefonnetzwerk in Verbindung stehen. Es sollte bemerkt werden, daß während zur Vereinfachung die beiden Sektionen jeweils als Transmitter und Empfänger bezeichnet werden, das System im vollen Duplex-Modus arbeitet. Das System ist symmetrisch und jede Sektion kann als Transmitter oder Empfänger dienen.
Ein 256 Übergeschwindigkeits-Kbps-Bitstrom 1 wird in vier parallele Bitströme 2,3,4,5 unterteilt, wobei jeder mit 64 Kbps (256:4 = 64) läuft. Die vier Bitströme 2,3,4,5 werden zu einer virtuellen Kanalquelle (Virtual Channel Resource (VCR))-Einheit 6 geleitet, in der Übertragungssektion, welche vier Basisgeschwindigkeitsbitströme 7,8,9,10, die als Datenkanäle dienen, und einen zusätzlichen Basisgeschwindigkeitsbitstrom 11, welcher normalerweise als Datenkanal dient, aber welcher in dem virtuellen Kanalschema als ein Steuerkanal dient.
Die fünf Basisgeschwindigkeitsbitströme werden über fünf Basisgeschwindigkeits (DSO)-Kanäle auf dem öffentlichen Telefonnetzwerk zu einer virtuellen Kanalquelleneinheit 12 (VCR) in der Empfängerstation übertragen. Die VCR- Einheit 12 enthält Verzögerungspuffer 13, die jeweils jeden der ankommenden Kanäle aufnehmen und eine Reframer-Einheit 14 für das Wiederzusammensetzen der ankommenden Bytes in ihrer richtigen Reihenfolge um die vier origininalen Bitströme als 2',3',4',5' wieder herzustellen. Figur 3 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der Empfänger-Framing-Einheit 14 zeigt.
Die wiederhergestellten Bitströme werden dann zum originalen 256 Kbps- Übergeschwindigkeitsbitstrom wieder zusammengesetzt.
Die VCR-Übertragungseinheit 6 fügt Verzögerungskalibrierbytes (DCB) 15 zwischen den Datenbytes 16 entsprechen dem gezeigten Schema ein. Im Frame 1 wird das erste Verzögerungskalibrierbyte (DCB) in das Zeitslot, das dem Steuerkanal zugeordnet ist, eingesetzt. Im nächsten Frame wird das DCB in das Zeitslot, welches dem ersten Datenkanal 7 entspricht eingesetzt und die Inhalte dieses Zeitslots werden in dem dem Steuerkanal zugeordneten Zeitslot übertragen. Im Rahmen 3 werden die Inhalte des Zeitslots, das dem zweiten Datenkanal 8 zugeordnet ist, in den Steuerkanal übermittelt und das DCB wird in diesem Zeitslot übermittelt. Das Schema wird in den dritten und vierten Datenkanälen 9 und 10 wiederholt, worauf im sechsten Frame das DCB im Steuerkanalzeitslot übertragen wird und das Muster wird auf Rotationsbasis wiederholt.
Figur 1 b zeigt wie die Bytes, die die DCBs (LSBs' MSBs und OHBs) darstellen, nacheinander in den DCB-Slots eines einzigen DSO-Kanales gesendet werden. Das erste LSB, welches den Rotationszähler darstellt, wird in dem ersten DCB-Slot gesendet. Dann folgen drei reguläre Datenslots, welchen das MSB im nächsten DCB-Slot folgen. Die nächsten DCB-Slots enthalten nacheinander folgend das LSB = 1-Byte, das OHB, das LSB = 2-Byte und das nächste MSB.
Figur 2 zeigt die Hardware-Implementation des virtuellen Kanals. Die Datenüberteragungseinheit (Data Transmit Unit (DTU)) 20 der Übertragungssektion T empfängt den ankommenden Übergeschwindigkeitsbitstrom mit 256 Kbp und schickt vier parallele 64 Kbp-Bitströme an den Anschlüssen 0,1,2 und 3 ab. Diese Bitströme werden durch den Schalter 21 mit der virtuellen Kanalquellen (VCR) Übertragungseinheit 6 auf solch eine Weise verbunden, daß die niedrigere Schaltkreisnummer auf der Datenübertragungseinheit 20 mit der niedrigeren Schaltkreisnummer am Eingang der VCR-Übertragungseinheit 5 verbunden wird. Die VCR- Übertragungseinheit 6 schickt fünf Kanäle (vier Datenkanäle + ein Steuerkanal) zum Schalter 22 ab, welcher wiederum mit der Leitungsende-Übertragungseinheit 23 verbunden ist. Diese ist über eine Zeiteinheitsmultiplexleitung 25 verbunden, welche einen Teil des öffentlichen digitalen Übertragungsnetzwerkes zur Leitungsendeempfängereinheit 25 der Empfängersektion R bildet. Die Empfängereinheit 25 schickt fünf Kanäle (inklusive dem Steuerkanal) zur Schaltereinheit 26 ab, welche mit der VCR-Empfängereinheit 12 verbunden ist. Dieses zieht die Steuerinformation heraus und sendet vier Datenkanäle zur Schaltereinheit 27 ab. Der Schalter 27 verbindet die niedrigere ankommende Schaltkreisnummer von der virtuellen Kanalquellenempfängereinheit 12 mit der abgehenden niedrigsten Schaltkreisnummer auf der DTU 28. Dies wiederum sendet den originalen Übergeschwindigkeits 250 Kbps-Bitstrom ab.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem 64 Kbps-Basisgeschwindigkeitsnetzwerk beschrieben wurde, werden zur Anpassung von 48 Kbps-Datenkanälen, welche in einigen Ländern, wie die Vereinigten Staaten, benutzt werden, nur die sechst höchst signifikanten Datenbits jedes Bytes entsprechend dem oben beschriebenen Schema benutzt werden können.
Ein Rotation startet mit einem DCB, welches auf dem Steuerkanal 11 ausgesendet wurde und endet, wenn der letzte Datenkanal 10 in dem virtuellen Kanal sein DCB gesendet hat, d.h. am Frame 5 in Fig. 1. Am Empfänger R erzeugt dies das Erscheinen von jedem Nten-Kanal als ein framebildendes Muster bildend.
Die Steuerbytes (OHB) werden weiter unten beschrieben. Wie oben besprochen, werden diese abwechselnd mit den LSB-Rotationszählen in die DCBs gesendet. Das dem Rotationszähler LSB = 0 folgende Slot wird für den Rotationszähler MSB benutzt und kann nicht für Steuerinformationen benutzt werden.
Die Steuerbytes sind sechs Bits, um einen 48 Kbps-Transfer zu ermöglichen. Steuerinformation wird über ein 1- oder 2-Byte-Muster gesendet. Die OHBs werden unten beschrieben. Die nicht benutzten Bits werden auf 1 gesetzt, um mit den Dichteanforderungen der Einsen von Schalter 56 zu genügen. Die Steuerbytes bestehen aus:
- Statuswörtern
Diese werden benutzt, um dem Sender den Status eines ankommenden virtuellen 3 Kanales mitzuteilen.
00abcd11 Kanalstatuswort a = virtuelle Kanalsynchronisation (1 = in Synchronisation) b = virtuelles Kanalstatusbit 1 c = virtuelles Kanalstatusbit 1 d = Datensynchronisation (1 = in Synchronisation) Status virtueller Kanalstatus in Betrieb kalibriere und verlasse aus dem Frame
- Kanal ID Bytes
Diese werden benutzt, um die Kanallvirtuelle Kanalnummern des übertragenen virtuellen Kanales (VC) dem Empfänger anzugeben.
01nnnn11 nnnnn = 0 folgendes Byte ist Kanal #LSB 1 folgendes Byte ist Kanal #MSB 2 folgendes Byte ist VC #LSB 3 folgendes Byte ist VC #MSB 4 Kanalmodus = Startmodus 5 Kanalmodus = kontinuierlicher Modus 6 Kanalmodus = transparenter Modus
Die folgenden Steuerbyte-Codes können nur im Steuerkanal gesendet werden (Kanal Nr. 0):
10nnnn11 nnnn = 0 Steuerkanalmitteilung Start 1 Steuerkanalmitteilung Ende
11abcd11 abcd => ABCD-Signalisierungsbits
In einem gegebenen 100ms Intervall muß jeder Kanal die unten aufgelisteten Steuerbytes ein oder mehrmals senden.
- Kanalstatuswort
- Kanalnummer
- virtuelle Kanalnummer
- Kanalmodus
Steuerkanäle im Mitteilungsmodus sind von dieser Anforderung ausgenommen.
Um die Verzögerung am Empfänger zu korrigieren, müssen die Reihenfolge, in welcher der Rotationszähler gesendet wird und die Zuordnung der Kanalnummer zu Schaltkreisnummern dem Empfänger bekannt sein. Der Kanalrotationszähler wird zuerst auf dem Steuerkanal gesendet und dann auf den Datenkanälen in der Reihenfolge von ansteigenden Kanalnummern gesendet. Die Kanalnummern werden den Senderdatenschaltkreisen in der folgenden Weise, welche durch ein Beispiel mit Referenz zu einem Newbridge 3645 Mainstreet System gegeben. Die Kanäle müssen auf irgendeine festgelegte Weise numeriert werden, welche an beiden Enden dieselbe ist:
- in einem ST-BUS bekommen die früheren Zeitslots die niedrigsten Nummern
- in MX-Strömen werden simultane ST-BUS Zeitslots durch PE- Slotnummern geordnet
- in MX-Verbindungen werden die Zeitslots D1 < D2 < CBI < C82 geordnet.
Dieses Protokoll erfordert, daß Datenschaltkreise von der Datenquelle (DTU) 20 bis zur VCR-Transmittereinheit 6 auf dieselbe Art angelegt seien wie die Schaltkreise von der VCR-Empfängereinheit 12 bis zur Datenempfängereinheit 28. Die Schalter 21,22,26,27 erledigen dies, und dieses Arrangement stellt sicher, daß die Dateninterface-Anschlüsse richtig verbunden sind.
Die Schaltkreise zwischen den VCRS müssen nicht konsistent angelegt sein. Die VCR-Empfangseinheit 12 wird die Kanalnummerzuordnungen bestimmen und die Daten in ansteigender Zeitslotordnung auf den Datenschaltkreisen zum Datenempfänger aussenden. Dadurch wird Unabhängigkeit des Netzwerkes ermöglicht (56 Kbs-Netzwerke sind bekannt dafür, Gruppenschaltkreise durcheinanderzuwerfen).
Im kontinuierlichen Kalibriermodus, welcher unten besprochen wird, kann der Steuerkanal (Kanal Nr. 0) dafür benutzt werden, Mitteilungen von einem zum Endstück zu senden. Die Mitteilungen werden in den Steuer-DCB-Slots einem Steuerkanalmitteilungsstartbytemuster folgend gesendet. Das Steuerkanalbytemuster wird 10 mal wiederholt bevor der Mitteilungskanal aktiv ist. Wenn der Kanal einmal aktiv geworden ist, kann eine Mitteilung von nicht mehr als 128 Bytes gesendet werden. Die Mitteilung wird durch die Sendung vom Steuerkanalmitteilungsendbyte beendet (10 mal wiederholt). Während der Steuerkanal aktiv ist, können keine anderen Mitteilungen auf Kanal 0 gesendet werden.
Die Steuermitteilungspakete werden nicht definiert. Jedes geeignete, auf einem Paket basierende Protokoll kann benutzt werden, um Mitteilungen zu senden. Sie werden benutzt für Mitteilungen für
- Leistungsauflistung (Fehler, LSB Zählerfehler usw.)
- dynamische Kanalmessung
Um eine Anzahl von Netzwerktypen anzupassen, existieren mehrere Moden. Alle dieser Moden nehmen an, daß der virtuelle Kanal vollduplex ist. Der Kanalmodus wird in allen Kanälen in Steuerbytes gesendet. Die Überprüfung jedes Kanals ist genügend für die Bestimmung des Modus. Der Modus sollte für vier Super-Rotationen unbegrenzt sein.

1. Kontinuierlicher Kalibriermodus

Daten und DCB Muster werden beim Starten eingefügt und für die Lebesnsdauer des Kanales fortgesetzt. Für den Transport von N-Datenkanälen müssen N+1-Schaltkreise zwischen den VCRs zugeordnet sein. Der Steuerkanal sollte benutzt werden, um die folgende Information kontinuierlich zu senden:
- Kanalnummer (LSB & MSB)
- virtuelle Kanalnummer (LSB & MSB)
- Datenkanalstatus
- kontinuierlicher Moduskanal

2. Nur Startkalibriermodus

Dieser Modus existiert, um steuerungsfreie Übertragung von Übergeschwindigkeitsdaten dem ursprünglichen set-up folgend zu ermöglichen. In diesem Fall werden für N-Daten Schaltkreise nur N-Inter-VCR-Schaltkreise benötigt. Diese Kanäle sind von 1 bis N numeriert. Dieser Modus startet mit der Übertragung des standardrotierenden DCB-Musters. Die Steuer-DCBs senden (kontinuierlich):
- Startmoduskanal
- Kanal Nummer LSB
- Kanal Nummer MSB
- Kanaldatenstatus des Endstücks
- virtueller Kanalstatus des Endstücks
Um das Framing am Endstück zu vereinfachen, werden alle Einsen anstelle von Daten gesendet. Hat der empfangende VCR einmal die nötige Information von den Steuerbytes geframet und herausgezogen, sendet er eine Datensynchronisation = 1 in seinem Kanalstatuswort und virtuelle Kanalsynchronisation = 1 und Status = den Betrieb im virtuellen Kanalstatuswort.
Der sendende VCR sendet nach Erhalt der virtuellen Kanalsynchronisation einen Transfer zum transparenten Signal in dem Datenstatuswort von Kanal 1. Dieses Signal besteht auch acht Wiederholungen des Datenstatuswortes in aufeinanderfolgenden OH-Bytes mit auf transparent gesetztem Modus. Ist das Signal vervollständigt, geht der Sender zum transparenten Modus über.

3. Transparenter Modus

Dieser Modus erlaubt eine direkte übergeschwindigkeitsvirtuelle Kanalverbindung ohne kontinuierliche Verzögerungskalibrierung. Dieser Modus kann unmittelbar gestartet werden oder nach einer verzögerungskalibrierenden Startsequenz betrieben werden. Während er in dem transparenten Modus ist, fährt der Empfänger damit fort, nach einem framebildenden Muster zu suchen. Wenn Framing entdeckt wird und für 500 ms auf allen Kanälen, welche einen virtuellen Kanal formen, aufrechterhalten wird, ändert der Empfänger den Modus, um den Modustyp dem Datenstatuswort der ankommenden Daten zu entsprechen.
Idealerweise sollte die maximale Reframe-Zeit für einen einzigen DS0 in einem virtuellen Kanal 500 ms sein, so daß die maximale Zeit für die Rekalibrierung eines vollständigen virtuellen Kanales 2,5 Sekunden sein würde. Die maximale Zeit, um einen Framefehler auf einem DSO zu korrigieren, wäre 100 ms. Für große Werte von N könnten diese Ziele nicht erreichbar sein.

Kanalbetrieb

Im Normalbetrieb sendet der Kanal Datenstatus und virtuelle Kanalsteuerbytes. Während des Starts achtet der Kanal auf virtuelle Kanalsynchronisation des Endstücks. Wenn die Synchronisation nicht innerhalb 10 Sekunden erreicht wird, wird ein Rückgewinnungssignal ausgestrahlt. Wenn die VC-Synchronisation innerhalb von 10 Sekunden erhalten wird, erklärt der Kanal Betriebsbereitschaft und fährt mit der Suche fort oder geht zum transparenten Modus über.
Im Falle eines Datenkanals außerhalb des Frames sendet der Empfänger ein Außersynchronisationssignal in dem Kanalstatusbyte und alle anderen Kanäle innerhalb des virtuellen Kanals senden virtuelle Kanalaußersynchronisation (Virtual Channel Out-of-Synch (VCOS)) in ihren virtuellen Kanalstatuswörtern. Wenn VCOS in den ankommenden Strömen entdeckt wird und 5 Sekunden anhält, erklärt der Sender Anderes-Endstück-außerhalb-des-Frames und geht in den Wiedergewinnungsmodus. Wenn der Empfänger nicht innerhalb von 5 Sekunden auf den ankommenden Strom framen kann, erklärt er dieses-Ende-außerhalb-des-Frames und fährt damit fort, das Endstück auszurichten.
Frameverschiebungen erscheinen als Resultat von Asynchronismus zwischen den Netzwerkelementen. Eine Frameverschiebung resultiert entweder in der Verdoppelung oder der Löschung eines Frames von Informationen innerhalb der Übertragungseinrichtung. Wenn eine Verschiebung in einem einzelnen Kanal innerhalb eines virtuellen Kanals erscheint, wird dieser permanent falsch zu den anderen Mitgliedern des virtuellen Kanals so wie in Fig. 4 gezeigt ausgerichtet sein. In der virtuellen Kanalinformation beginnen alle Daten innerhalb einer Synchronisationsdomäne. Dies führt zu zwei Verschiebungsszenarios:
- Phasenverschiebungsfehler durch eine asynchrone Netzwerkspanne
- kontinuierliche Verschiebungen durch unterschiedliche Netzwerksynchronisationsquellen
Der Phasenverschiebungsfehlerfall resultiert in einer maximalen Verzögerungsausrichtung von +/- 1 Frame. In Fig. 5 läuft Knoten 2 etwas langsamer als das Netzwerk. Daten von 1 nach 2 kommen zu schnell und der Empfänger muß periodisch einen Frame von Daten wegwerfen. An dem Interface von 2 nach 3 kommen die Daten zu langsam an und ein Frame muß gelegentlich zur Korrektur verdoppelt werden. Der Netto-Effekt auf den Kanal ist, daß er periodisch in eine Richtung rutschen wird und dann schließlich zurückrutschen wird. Jedesmal wenn das Verschieben auftritt, muß die Verzögerung des betroffenen Kanals geändert werden.
Im Falle des kontinuierlichen Rutschens treten Verschiebungen nur in einer Richtung auf. Die Verschiebungen auf den Verbindungen A & B werden außer Phase sein. Wenn ein Versuch gemacht wird, durch Ändern der Verzögerung auf dem Kanal, welcher verschoben ist, zu kompensieren, wird so wie die Verzögerung sich anhäuft, sich auch die Verzögerung anhäufen. Schließlich wird der Pufferplatz für das Verzögern verbraucht sein und es wird nötig sein, den Betrieb zu unterbrechen, um zu rekalibrieren. Eine Lösung ist, vorausgesetzt, daß die Netzwerktopologie bekannt ist, dem Kanal 1 eine Verzögerung hinzuzufügen, wenn die Verbindung 1 sich verschiebt und die Verzögerung von Kanal 1 zu entfernen, wenn sich die Verbindung 2 verschiebt, in welchem Fall der Bedarf der Rekalibrierung vermieden werden kann.
Eine Frameverschiebung richtet die Daten auf dem virtuellen Kanal falsch aus. Die Verschiebungen sollten schnell entdeckt und korrigiert werden. Am Empfänger wird das framebildende Muster sich verschieben und der Framer muß mit Verschiebungen ohne die Erklärung außerhalb-des-Frames fertig werden.
Der Empfängerframingvorgang wird nun detaillierter beschrieben. Am Basisgeschwindigkeitskanal (DSO)-Niveau erscheint das rotierende DCB-Muster als ein DCB alle N-Frames. Dies ermöglicht es, jedes DSO als einen unabhängigen Kanal anzusehen, welcher auf den ankommenden DCB-Muster framen muß. Verzögerungsausgleich wird dann durch das Ablesen des derzeitigen DCB-Fehlers und seinen Byteversatz von jedem DSO in einer bekannten Zeitsequenz ausgeführt. Dieses ermöglicht es, die relative Verzögerung zwischen den DSO zu berechnen und die variablen Verzögerungspuffer zu ändern. Es ist erlaubt, den DSOs als eine Konsequenz des Verzögerungsangleichs das Reframen zu gestatten, vorausgesetzt, daß die Leistungsziele erreicht sind.
Die Startzeit und die Wiedergewinnungszeit von Schützschaltern hängt von der Zeit ab, die der Empfänger braucht, um auf jedem DSO im virtuellen Kanal zu framen. Die Frequenz der Verzögerungskalibrierbytes ist eine Funktion der Größe des virtuellen Kanales. Wenn die Frequenz der DCBs abnimmt, nimmt die Reframezeit zu.
Der VCR-Statusframer, für den das Flußdiagramm in Fig. 3 gezeigt wird, verarbeitet Verschiebungen ohne Reframing, um eine sehr schnelle Verschiebungsreaktionszeit zu ermöglichen. Im Startzustand wählt der Framer ein Byte vom Datenstrom aus und geht zum Lade-zunächst (Load First) DCB-Zustand über. N- Datenbytes später wird der zweite DCB auf den Übergangs Lade-als-zweites (Load Second) DCB-Zustand geladen. Wenn die beiden DCBs ein gültiges Muster bilden (das zweite ist einer mehr als das erste), wird der Reverse Guard-Zustand angenommen (Randbemerkung: Wenn das DCB null war, ist das folgende DCB ein MSB und das ihm folgende ist ein Steuerbyte, in diesem Fall kann ein gültiges Muster nicht erklärt werden, bis der nächste LSB-Rotationszähler überprüft wurde). Vom Revers Guard wird das Muster überprüft, bis GUARD-COUNT-(Zählüberwachungs-) Korrigier-DCBs entdeckt wurden, an welchem Punkt ein In-Frame erklärt wird und der Forward-Guard-Zustand angenommen wird. Ein 2/4 DCB- Fehler begründet den Verlust von Frame und den Übergang zu Lade-als-zweites- DCB. Zusätzlich zum Nachschauen in den erwarteten Zeitslots untersucht der Forward-Guard-Zustand das Zeitslot auf beiden Seiten. Wenn ein gültiges Muster zwischen dem vorhergehenden Zeitslot DCB und einem auf einer von beiden Seiten des vorliegenden DCB entdeckt wird, wird ein Achte-auf-Verschiebung- Zustand angenommen. Wenn GUARD-COUNT gültige DCB-Bytes im +/- 1- Zeitslot beobachtet werden, wird eine Verschiebung erklärt, das Zeitslot für die Überprüfung des Framings wird bewegt und VERSCHIEBUNG wird erklärt. Wenn 2/4-DCB Fehler im Zeitslot +/- 1 in einem der Warte-auf-Verschiebung-Zuständen angetroffen wird, wird der Lade-als-Zweites-DCB-Zustand angenommen.
Der Parameter GUARD-COUNT ist eine Eigenschaft des Framers. Er sollte an ein per-virtuellen-Kanal Quellenniveau anpaßbar sein. Die Fähigkeit GUARD- COUNT auf einer per-virtuellen-Kanalbasis anzupassen, ist wünschenswert, aber nicht notwendig. Die Frequenz von DCB-Bytes (Rotationszeit) ist Nx125 u sek. Diese Zeit wurde für verschiedene Kanalgrößen in der unten angegebenen Tabelle berechnet: Rotationszeit Super-Rotationszeit
Die Steuerfrequenz ist 2 × Rotationszeit. Die Framerverschiebungserkennung hängt von der Größe des Kanales und dem Framerparameter GUARD-COUNT ab. Einige Zeiten für verschiedene Parameterwerte werden unten angegeben. Verschiebungsreaktionszeit
Diese Zahlen nehmen an, daß GUARD-COUNT +1 Rotationszählungs LSBs für die Erklärung der Verschiebung benötigt sind. Die Zeit für die Einfügung der Verzögerungsanpassung ist nicht eingeschlossen.
In Systemen, in denen die Aggregatsgeschwindigkeit gering ist, ist der Aufwand eines 64 Kbp-Steuerkanals überhöht. Übereinstimmend mit der in Fig. 7 gezeigten Ausführung, wird der Steuerkanal durch die Einfügung von Steuerbits in Datenkanäle (DSO) und vorübergehendem Einfügen der Datenbits, die normalerweise die Bit-Position einnehmen, in eine freie Bitposition in einer der Datenkanäle, gebildet.
Nun bezug nehmend auf Fig. 7 wird ein 8 Kb pro Sekunde virtuelles Kanalprotokoll gezeigt. Jeder Kanal hat 8 Bits, von 0-7 numeriert, wobei 7 das erste Bitzeitslot ist (dies ist unterschiedlich zu konventionellen Telecompactors, wo die Bits von 1-8 numeriert sind und 1 das erste Zeitslot ist).
Figur 7 zeigt drei Kanäle Co,C&sub1;,C&sub2;, welche für die Super-Frameübertragung benutzt werden sollen. Jeder Kanal ist ein 64 Kbps DSO- Basisgeschwindigkeitskanal und die Kanäle sind auf eine bekannte Weise zeiteinheitsgemultiplext. Um Daten durch den virtuellen Kanal mit einer höheren Bitgeschwindigkeit als die Bitgeschwindigkeit der DSO-Kanäle (Super-Frameübertragung) durch den virtuellen Kanal zu übertragen, muß Steuerinformation durch das Netzwerk in einem Steuerkanal übertragen werden. Dies ist ein 8 Kbps-virtueller Kanal, der durch die Substitution von Steuerbits in vorherbestimmten Bit-Positionen in Rotation in den Datenkanälen gebildet wird.
Wie in Figur 7 gezeigt wird das Steuerbit 1 im Frame 0 in Bit-Position 2 des Kanals Co eingefügt. Kanal C&sub1; und C&sub2; sind nicht betroffen. Im Frame 2 werden die Datenbits 2, welche normalerweise in Bit-Positon 2 des Kanals C&sub1; übertragen würden, in Bit-Position 2 des Kanals Co übertragen, während das Steuerbit 1 vorübergehend substituiert wird. Kanal C&sub2; ist nicht betroffen. Im nächsten Frame wird Datenbit 3, welches normalerweise in der Bit-Position 2 des Kanals C&sub2; angeordnet wäre, in die Bit-Position 2 des Kanals Co eingeführt, während das Steuerbit 1 in seine entsprechende Position in Kanal C&sub2; eingeführt wird.
Diese Rotationssequenz wird fortgesetzt, die Substitution der Steuerbits erlaubt also die Bildung eines Steuerkanals innerhalb der Datenkanäle ohne einen separaten Datenkanal für Steuerzwecke benutzen zu müssen. Der Effekt auf jeden gegebenen Kanal ist deshalb das Erscheinen von Steuerbits in jedem dritten Byte. Im allgemeineren Fall, wo N-Kanäle angehäuft sind, wird das Steuerbit jedes Nte-Byte auftauchen. Sechs Typen von Steuerbits existieren wie folgt:
Framingbits
Verzögerungskalibriermarkenbits
Statusbits
Modusbits
Super-Frame-Bits
Das Format dieser Bits wird nun im folgenden detaillierter beschrieben werden:

Framingstruktur

Der VCP8 Superframe wird unten gezeigt:
wobei
< d> bezeichnet N-1 Frames von Datenbits
Fx - Framingbit (Wert = x)
Sfx - Superframebit (Wert = x)
DCn- Bit n der Verzögerungskalibrierzeitmarke
CIDn- Bit n der Kanal ID
STn- Bit des Statuswortes
MD ist der Kanalmodus
(0 = Transparent, 1 = Monitor)
Der Superframe besteht aus sechs Frames, von denen jeder aus acht Steuerbits besteht. Vier dieser Steuerbits bilden das Basis 1001 Framingmuster. Die überbleibenden vier Bits pro Frame werden benutzt um Statussignale zu tragen. Da vier Bits pro Frame nicht genügend sind, um die benötigte Steuerinformation zu tragen, wird eine Gruppe von sechs Frames für die Konstruktion eines Super- Frames benutzt. Die Super-Frameausrichtungsbits werden in der ersten Spalte des Super-Frames getragen.

Verzögerungskalibrierzeitmarke

Jeder Super-Frame trägt eine Verzögerungskalibrierzeitmarke (Delay Calibration Timestamp) DCT. Die Quelle des virtuellen Kanalprotokolls sendet einen kontinuierlich ansteigenden 6-Bit-Wert in dieses Feld. Der DCT-Wert wird erhöht, nachdem jeder Super-Frame von Steuerung gesendet wurde.
Die Verzögerungsauflösung, die durch diesen Mechanismus geliefert wird, ist eine Funktion der virtuellen Kanalgröße. Dies wird weiter in der Leistungsabschätzungssektion besprochen.

Kanal ID

Das Kanal-ID-Feld liefert einen 6-Bit-Kanalidentifizierer, woraus eine maximale virtuelle Kanalgröße von 64 resultiert.

Statuswort

Das Sechs-Bit-Statuswort wird definiert als:
Bit 5 Signalbit D
Bit 4 Signalbit C
Bit 3 Signalbit B
Bit 2 Signalbit A
Bit 1 virtuelle Kanalsynchronisation (VSCYNCH) 1 = in Synchronisation
Bit 0 Kanaldatensynchronisation (DSYNCH) 1 = in Synchronisation
DSYNCH - jeder Kanal im virtuellen Kanal wird das DSYNCH-Bit benutzen, um seinen Framerstatus ans andere Ende zu senden. Wenn es im Frame ist, wird es DSYNCH = 1 setzen, sonst DSYNCH = 0.
VSYNCH - jeder Kanal im virtuellen Kanal wird VSYNCH, wenn der virtuelle Kanal in Betrieb ist. Ein virtueller Kanal in Betrieb wird definiert als einer, für welchen:
alle Kanäle Datensynchronisation haben
alle Verzögerungskalibrierungen ausgeführt wurden
Signalisierungsbits sind nur für den Kanal definiert, der die niedrigste Kanalnummer in einer virtuellen Kanalgruppe hat (typischerweise Kanal 0). Die Signalisierbits auf anderen Kanälen in der Gruppe sind nicht definiert.

Status des Endstücks

Die Synchronisation des Endstücks ist direkt durch das DSYNCH-Bit bekannt.
Die Synchronisation des virtuellen Kanals am Endstück ist angenommen, wenn ALLE Kanäle VSYNCH senden.
Wenn Kanäle am Anfangsstück außerhalb des Frames sind, können ihre Statusbits nicht herausgezogen werden und sollten ignoriert werden. Die überbleibenden VSYNCH-Bits werden benutzt, um den Status des virtuellen Kanals zu bestimmen. Wenn ein Kanal VSYNCH für 10 ms zeigt, kann er erklärt werden als in Betrieb.

Verzögerungsbestimmung

Der Empfänger kann die Relativverzögerung zwischen den Kanälen durch das Behalten der folgenden Information bestimmen:
DCT-Zähler von nach dem Super-Frame
Frameversatz von dem Beginnen des vorliegenden Super-Frames Kanal ID
Der DCT-Unterschied kann nur bis zur halben Größe des DCT aufgelöst werden (durch Überlappung). Vor der Ausführung von irgendwelchen Berechnungen sollte die Liste der DCT-Größen in aufsteigender Ordnung gelesen werden, bis ein Unterschied von mehr als oder genau 32 gefunden wird. Die DCT-Nummer sollte dann renormalisiert werden, um die Überlappung zu entfernen.
Die differentielle Verzögerung zwischen zwei Kanalen A und B, wobei DCTA> DCTB ist, ist:
(DCTA - DCTB) × 30N + OFFSETA - OFFSETB + CIDA - CIDB
Dieser Ausdruck liefert den Betrag, um den B verzögert werden muß, um ihn A anzugleichen. Konzeptionell gibt uns der Unterschied in DCT die Anzahl von entfernten Super-Frames an, der Versatz gibt uns die Anzahl von entfernten Frames an und dann müssen wir den Unterschied in Kanalnummern nachkorrigieren (da die Steuerung auf Kanal 0 einen Kanal vor derjenigen auf Kanal 1 erscheint, usw.).
Beim Angleichen von Verzögerungen müssen wir zunächst den langsamsten Kanal finden (denjenigen mit dem größten Wert von DCT + OFFSET - CID). Wir wollen dann den Verzögerungspuffer dieses Kanals 0 setzen und die Verzögerung aller anderen Kanäle relativ zum langsamsten bestimmen.
Um auf Frameverschiebungen reagieren zu können, ist es wünschenswert, den langsamsten Kanalverzögerungspuffer auf einen geringen Nicht-0-Wert zu setzen. Dies ermöglicht die Handhabung von Verschiebungen des Kanals. Die Wahl dieses Wertes ist von der lmplementation abhängig, da er Einfluß auf die Puffergröße hat. In den Netzwerken, welche sich wiederholt verschieben, wird dieser Platz schließlich verbraucht und dann wird eine vollständige Rekalibrierung nötig.

Schaltkreis-Kanal-Nummerauslegung

Um die Verzögerung am Empfänger zu korrigieren, müssen die Reihenfolge, in welcher die Rotationszählung gesendet wird und die Zuordnung der Kanalnummern zu Schaltkreisnummern dem Empfänger bekannt sein.
Der Kanalrotationszähler wird zuerst auf dem Steuerkanal gesendet und dann auf den Datenkanälen in der Reihenfolge von ansteigender Kanalnummer.
Die Kanalnummern werden den Senderdatenschaltkreisen in der folgenden Weise zugeordnet:
in einem ST-BUS bekommen die früheren Zeitslots die niedrigsten Nummern
in MX-Strömen werden simultane ST-BUS Zeitslots durch die PE- Slotnummer geordnet
in MX-Verbindungen werden die Zeitslots geordnet nach D1 < CB1 < D2 < C82
Dieses Protokoll erfordert, daß Datenschaltkreise von der Datenquelle zur virtuellen Kanalquelle in derselben Weise ausgelegt sind, wie die Schaltkreise vom Empfänger VCR zum Datenempfänger. Dieses stellt sicher, daß Dateninterface-Anschlüsse richtig verbunden sind (Figur 2.2).
Die Schaltkreise zwischen VCRs müssen nicht konsistent ausgelegt sein. Der virtuelle Kanalempfänger wird die Kanalnummerzuordnungen bestimmen und die Daten in Ordnung von in ansteigendem Zeitslot auf den Datenschaltkreisen zu den Datenempfängern aussenden. Dies ermöglicht Unabhängigkeit des Netzwerkes (Schalter 56 ist bekannt dafür, Gruppenschaltkreise durcheinander zu bringen).
Die maximale Verzögerungsauflösung ist eine Funktion der Kanalgröße und der Anzahl Bits, die für den DCT benutzt werden. Der virtuelle Kanal für den schlimmsten Fall ist N = 2.
Die DCT-Bits erscheinen mit einer Frequenz 8N und sechs Frames werden benötigt, um einen kompletten DCT zu erhalten. Aufgrund von Überlappungen der Zählung können wir nur Verzögerungen bis zur Hälfte des maximalen DCT-Wertes oder 32 auflösen. Die resultierende Auflösung ist:
8 × 6N × 32 × 0,125 us
Für N = 2 resultiert dies in einer Verzögerungsauflösung von 384 ms und für N = 7 in 1344 ms. Dies schließt von vornherein gemischte Satellit/terrestrische Anwendungen aus (es ist unwahrscheinlich daß ein VCR genügend Pufferraum für solche Anwendungen hat).
In der beschriebenen Methode können Daten durch ein Netzwerk geleitet werden, in welchem Eingabe- und Ausgabekanäle beliebig kreuzweise mit verschiedenen Pfadverzögerungen verbunden sind und am Empfänger wieder geordnet werden.
Ein Hauptvorteil des beschriebenen Systems ist, daß die Methode adaptiv ist und sich Änderungen der Verzögerung während der Verkehrsübertragung anpassen wird. Das System erlaubt ebenfalls einem hochbitgeschwindigkeitssynchronen Kanal Änderungen im Netzwerk zu entdecken und sich von diesen zu erholen (z.B. Frame-Verschiebungen, Schützschalter) während die Verbindung aufgebaut ist und die Signalisierung kann durch ABCD-Bits in den Steuerbytes weitergereicht werden.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer höheren Bitgeschwindigkeit als der vorbestimmten Basis-Bitgeschwindigkeit in einem digitalen Datenübertragungsystem, das normalerweise diskrete Datenkanäle mit der vorbestimmten Basis-Bitgeschwindigkeit aufweist, wobei die Datenkanäle unterschiedliche Verzögerungsfortpflanzungscharakteristiken für das System aufweisen, einschließlich der Zuordnung einer Gruppe von k Datenkanälen (7,8,9,10,11) mit der vorbestimmten Bitgeschwindigkeit zu einem virtuellen Kanal für die Übertragung von Signalen mit der hohen Bitgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkanal(11) in mindestens einer der Gruppe von Datenkanälen definiert ist, wobei die Signale mit der hohen Bitgeschwindigkeit in n Untersignale aufgeteilt sind, mit n k, die eine gleiche oder kleinere Bitgeschwindigkeit als die vorbestimmte Bitgeschwindigkeit aufweisen, wobei die n Untersignale über die Datenkanäle (7,8,9,10) übertragen werden, daß die Steuersignale in Intervallen an normalerweise für Datenübertragung vorgesehenen Slots in den Datenkanäle übertragen werden, daß die Daten, die normalerweise diese Slots einnehmen, in dem Steuerkanal (11) übertragen werden, während die Steuersignale an ihrer Stelle übertragen werden, und daß die Steuersignale am Endstück (14) dazu verwendet werden, die n Untersignale zu den originalen Datensignalen mit der hohen Bitgeschwindigkeit wiederherzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß k=n&spplus;¹ ist und einer (11) aus der Gruppe von Kanälen ausschließlich als Steuerkanal dient, wobei die verbleibenden n Kanäle (7,8,9,10) als Datenkanäle dienen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale Verzögerungskalibrierungssignale enthalten, die nacheinander über die entsprechenden Datenkanäle (7,8,9,10,11) in einer rotierenden Anordnung übertragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungskalibrierungssignale dazu verwendet werden Rotationszählbytes (least significant bits (LSBs) und most significant bits (MSBs) in der rotierenden Anordnung zu senden, aus welcher die originalen Signale wiederhergestellt werden können.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rotationszählbytes (LSB und MSBS), Mehrzweck-Steuerbytes (multi-purpose overhead bytes (OHBs)) eingefügt sind, die Steuerdaten für den virtuellen Kanal enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur die n - höchstsignifikaten Bits der Rotations-zählbytes (LSBs) gesendet werden, wobei n kleiner ist als die Anzahl Bits in dem Byte, und daß die höchstsignifikanten Bits in einem Höchstsignifikanten Bit Byte (Most significant Bit Byte (MSB)) gesendet werden, und daß LSBs und Mehrzweck- Steuerbytes zwischen den MSBS eingefügt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die MSBs gradzahligen LSBs folgen, und daß die OHBs ungradzahligen LSBs folgen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß n=6 ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzweck-Steuerbytes (OHBs) Statuswörter, die dem Sender Statusinformationen über den virtuellen Kanal geben, und Kanalidentifikationsbytes, die dem Empfänger die Kanalnummern des übertragenen virtuellen Kanals angeben, enthalten.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe (Fig.7) von C&sub0;...Cn-1 der Datenkanäle mit vorbestimmter Bitgeschwindigkeit als ein virtueller Kanal ausgewiesen ist, daß von den Datenkanälen Cm (Channel 0, Fig.7) eine freie Bitposition aufweist, die nicht zur Datenübertragung benötigt wird und die den Steuerkanal mit einer Teilgeschwindigkeit der vorbestimmten Bitgeschwindigkeit versorgt, un daß die Steuersignale durch die Einfügung von entsprechenden einzelnen Bits davon in einem Rotationsverfahren in den entsprechenden Datenkanälen (Channel 1, Channel 2, Fig.7) übertragen werden, daß jedes Bit der Steuersignale in die freie Bitposition des Kanals Cm oder die Datenbitpositionen der anderen n-1 Kanäle eingefügt wird, daß das Datenbit, welches normalerweise in einer von einem Datenkalibrierungsbit eingenommenen Bitposition übertragen wird, in der freien Bitposition des Kanals Cm gesendet wird, während seine Bitposition durch ein Steuerbit eingenommen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale über einen 8kbs virtuellen Steuerkanal (Fig.7) gesendet werden, der aus rotierenden Bitpositionen besteht, die über die Datenkanäle verteilt sind.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Frame das erste Steuerbit in der freien Bitposition des ersten Kanals gesendet wird, daß in einem zweiten Frame das zweite Steuerbit in einer vorbestimmten Bitposition des zweiten Kanals gesendet wird, wobei das dazugehörige Datenbit, das normalerweise an dieser Bitposition gesendet wird, in der freien Bitposition des ersten Kanals gesendet wird, daß in einem dritten Frame das dritte Steuerbit in einer vorbestimmten Bitposition des dritten Kanals gesendet wird, wobei das dazugehörige Datenbit, das normalerweise an dieser Bitposition gesendet wird, in der freien Bitposition des ersten Kanals gesendet wird, und so weiter bis ein Steuerbit in allen Datenkanälen substituiert wurde, worauf der Zyklus wiederholt wird.

13. Apparat zur Übertragung von Signalen mit einer höheren Bitgeschwindigkeit als der vorbestimmten Basis-Bitgeschwindigkeit in einem digitalen Datenübertragungssystem, das normalerweise diskrete Datenkanäle mit der vorbestimmten Basis-Bitgeschwind igkeit aufweist, wobei die Datenkanäle unterschiedliche Verzögerungsfortpflanzungscharakteristiken im System aufweisen, mit Mitteln zur Zuweisung einer Gruppe von k Datenkanälen (7,8,9,10,11) mit der vorbestimmten Bitgeschwindigkeit zu einem virtuellen Kanal zur Übertragung von Signalen mit der hohen Bitgeschwindigkeit, mit Mitteln zur Aufteilung der Signale mit der hohen Bitgeschwindigkeit in n Untersignale, mit n k, die eine gleiche oder kleinere Bitgeschwindigkeit als die vorbestimmte Bitgeschwindigkeit aufweisen, mit Mitteln zur Übertragung der n Untersignale über die n Datenkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Kanälen ein Steuerkanal (11) definiert ist, daß Mittel (6) zur Übertragung der Steuersignale in Intervallen in den Kanälen vorhanden sind, daß die Steuersignale in den Datenkälen (7,8,9,10,11) in Slots übertragen werden, die normalerweise Daten zugeordnet sind, daß die Daten die normalerweise die Slots der Daten einnehmen über den Steuerkanal übertragen werden, während die Kalibrierungssignale an ihrer Stelle übertragen werden, und daß Mittel (12) am Endstück vorgesehen sind, die die Verzögerungskalibrierungssignale dazu verwenden, die n Untersignale zu den originalen Datensignalen mit der hohen Bitgeschwindigkeit wiederherzustellen.

14. Apparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfangsstück und das Endstück ein virtuelles Kanalquellenelement (6,12) aufweisen, daß das sendende virtuelle Kanalquellenelement (6) die Steuersignale in die abgehenden Bitströme einfügt daß das empfangende virtuelle Kanalquellenelement (12) eine Reframer-Einheit (14) aufweist, um mit den genannten Steuersignalen die empfangenen Bitströme in der originalen Reihenfolge wiederherzustellen.