DE69418763T2

DE69418763T2 - Statischer Gewinn durch ATM-Signalisierung

Info

Publication number: DE69418763T2
Application number: DE69418763T
Authority: DE
Inventors: Michael Denis Batts; Mark Timothy Jeffrey; Richard John Proctor
Original assignee: Marconi Communications Ltd; Marconi Co Ltd
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2014-03-12
Also published as: DE69418763D1; JP3396852B2; ES2132337T3; EP0618706A2; GB9306367D0; EP0618706A3; GB2276518B; JPH077514A; GB9404643D0; US5790552A; EP0618706B1; GB2276518A

Description

Es wird ein Verfahren beschrieben, durch welches Querverbindungen in einem Telekommunikationssystem verbessert werden können, um einen statistischen Gewinn bei Telefongesprächen oder anderem Verkehr mit konstanten Bitraten über hochpreisige internationale Verbindungen bereitzustellen.
Bei der Verwendung des Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) als Mittel hat sich das Interesse ergeben, in einem bestehenden Netzwerk einen statistischen Gewinn zu erzielen, insbesondere auf den hochpreisigen internationalen Verbindungen.
Wir befassen uns mit Einsparungen bei der Übertragung von synchronem Verkehr, keinen ATM-Diensten, so daß das Problem in der Art angegangen werden muß, wie ein Dienst in synchronem Übertragungsmodus (STM für engl.: Synchronous Transfer Mode) auf den ATM-Träger umgesetzt wird.
Eine detaillierte Beschreibung der Definition der ATM- Anpassungsschicht 1 wird in der ITU-T Richtlinie I-363 vom März 1993 gegeben, insbesondere in Absatz 2. Ein Beispiel der Anpassung von ATM mit 2 Mbit/s ist in Electronics and Communication Engineering Journal, Band 4, Nummer 6, vom 1. Dezember 1992, Seiten 385-393 von Potts, M. gegeben in: "Exploitation of an ATM-Testbed for Broadband Experiments and Applications", man beachte Absatz 6.
Es ist vorgeschlagen worden, daß die Umsetzung der Rahmen von einer Verbindung mit 2-Mbit auf den ATM-Zellenstrom so angepaßt werden könnte, daß unbesetzte Kanäle weggelassen werden, indem der Signalisierungskanal daraufhin untersucht wird, welche Kanäle benutzt werden.
Dieser Vorschlag funktioniert nicht, da, während ein Digitales Signalisierungssystem 1 (DSS1) 16 Kanäle der Pulscodemodulationsstruktur zur Signalisierung verwendet, dies nicht auf das Signalisierungssystem 7 (SS7) zutrifft, welches sogar auf einem unterschiedlichen Übertragungsträger betrieben werden kann, hierbei sind DSS1 und SS7 Standards der CCITT (jetzt in ITU-T umbenannt).
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns zur Verfügung gestellt, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein Bitstrom-basiertes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL für ATM Adaption Layer) aufweisen, das eine Abbildungsdatei (map) beinhaltet, die jeden unbelegten STM-Kanal anzeigt, wobei die unbelegten Kanäle nicht in den Zellen übertragen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns zur Verfügung gestellt, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein Bitstrom-basiertes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL) aufweisen, das eine Abbildungsdatei beinhaltet, die ein sich wiederholendes Muster auf einem Kanal oder Kanälen anzeigt, wobei die Kanäle mit demselben Muster wie bereits auf diesem Kanal übertragen, nicht in den Zellen übertragen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns zur Verfügung gestellt, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein Bitstrom-basiertes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL) aufweisen, das eine Abbildungsdatei beinhaltet, die Kanäle anzeigt, die keinen Toninhalt aufweisen, wobei solche Kanäle nicht in den Zellen übertragen werden.
Die vorliegende Erfindung soll nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zelle des Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) ist, die das Basisformat des ATM-Anpassungsschicht-Typ 1 (AAL1) verwendet;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zelle wie in Fig. 1 ist, aber die Verwendung weiterer AAL1-Oktette zeigt.;
Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die die Einfügung einer Belegungsabbildungsdatei in das AAL1-Format zeigt;
Fig. 4 die sich aus der Verwendung der vorliegenden Erfindung ergebende Leistungsfähigkeit graphisch darstellt; und
Fig. 5 ein typisches Beispiel der Verteilung von Zeitschlitzen innerhalb einer Reihe von Zellen ist.
Es ist möglich, unbelegte Kanäle durch die Datenbytes, die sie enthalten, zu identifizieren. Ein leerer Kanal weist ein definiertes Muster auf. Deshalb würde es möglich sein, diese Kanäle bei den auf das ATM-Netzwerk übertragenen Mustern wegzulassen. Dafür ist es notwendig, innerhalb des Bandes Informationen einzufügen, um zu identifizieren, welche Kanäle zu jedem Zeitpunkt vorhanden sind. Es gibt mehrere Wege, dies zu tun.

(i) Ein Feld mit der Abbildungsdatei der Belegung pro Rahmen mit 2 Mbit/s

Ein Feld aus 4 Oktetten kann zu Beginn jedes 2 Mbit/s-Rahmens eingeschoben werden. Dieses wird eine Markierung von einem Bit für jeden der 32 Zeitschlitze des Trägers beinhalten. Wenn das Bit gesetzt ist, zeigt dies an, daß der entsprechende Kanal in diesem Rahmen vorhanden ist. Die Länge des Rahmens kann berechnet werden, indem die belegten Bits addiert werden, und die Bytes können dann, wiederum basierend auf dem Belegungsmuster, aussortiert werden.
Dieses Verfahren bedeutet Organisationsdaten (overhead) von 4 Oktetten pro Rahmen. Es gibt immer dann eine Einsparung, wenn weniger als 26 Zeitschlitze in Verwendung sind, mehr als diese machen es weniger effizient.

(ii) Ein Feld mit der Abbildungsdatei der Belegung pro Zelle

Alternativ können die Belegungsbits pro Zelle eingefügt werden, was die Organisationsdaten stark reduzieren würde. Die Belegungsbits werden sich auf alle Rahmen beziehen, die nach dem Anfang der Zelle beginnen, nicht auf jene, die bereits verarbeitet werden. Das hat den Vorteil der leichten Lokalisierbarkeit in dem Empfänger und der weit geringeren Organisationsdaten als pro Rahmen. Änderungen können nicht in jedem Rahmen berücksichtigt werden, aber dies ist kein großer Verlust.

(iii) Belegungsabbildungsdatei als Erweiterung der ATM-Anpassungsschicht (AAL) Typ 1

Es ist auch möglich und vielleicht die beste Möglichkeit von allen, das vorhandene AAL-Typ 1-Format für strukturierte Daten zu verwenden, indem man den Erweiterungsmechanismus anwendet, um die Belegungsabbildungsdatei zu übertragen. Dies würde nur Organisationsdaten von 4 Oktetts (für eine PCM mit 32 Kanälen) bedeuten, wenn eine Änderung der Konfiguration erforderlich ist. Dieses Verfahren ist nachfolgend beschrieben.
Das AAL-Typ 1-Format besteht gegenwärtig so wie in, Fig. 1 gezeigt.
Die Sequenzzählung ist ein binärer Zähler, der während der Verbindungsdauer freiläuft. Das gesamte Sequenznummern(SN)- Feld ist durch den Sequenznummernschutz (SNP) geschätzt. Die Verwendung des Bits des Konvergenz-Teilschicht-Indikators (CSI, für Convergence Sublayer Indicator) hängt von der Sequenzzählung ab. Wenn die Sequenzzählung ungerade ist, wird das CSI-Bit verwendet, um einen Wert von vier Bit über acht Datenzellen zu übertragen, welcher für ein synchrones Grundzeitprotokoll (Synchronous Residual Time Stamp) verwendet wird. Ist die Sequenzzählung gerade, so gibt das CSI-Bit das Vorhandensein eines weiteren Oktetts oder weiterer Oktette vom AAL-Typ 1 an. Fig. 2 zeigt, wie dies erreicht wird.
Die zu übertragenden Daten, Pulscodemodulations(PCM)-rahmen, sind strukturiert und synchron. Das erste Bit innerhalb des Zeigeroktetts ist ein reserviertes Bit, welches in diesem Fall auf eins gesetzt wird.
Nun auf Fig. 3 bezugnehmend zeigt das Vorhandensein eines auf eins gesetzten reservierten Bits das Vorhandensein einer Anzahl weiterer Oktette an, wobei die Oktette den belegten Zustand der PCM-Kanäle angeben.
Die Anzahl der erforderlichen Oktette wird durch die Art der übertragenen Verbindung bestimmt und beim Verbindungsaufbau festgelegt.
Für unser Beispiel betrachten wir den Fall einer PCM-Struktur mit 32 Kanälen, nach dem Standard El des Europäischen Standardisierungskomittees für Telekommunikation (ETSI), gemäß dem 31 Kanäle für Anwenderdaten verfügbar sind. Das entspricht dem dienstintegrierenden digitalen Fernsprechnetz (ISDN, Schmalband).
Die Belegungsabbildungsdatei bezieht sich auf alle Daten, die auf den Rahmen folgen, auf den der Versetzungszeiger (offset pointer) hinweist. Daten vor diesem Punkt werden noch durch die vorausgehende Belegungsabbildungsdatei gesteuert.
Wenn das reservierte Bit Null ist, wird die Belegungsabbildungsdatei nicht vorhanden sein und der Empfänger wird annehmen, daß die vorausgegangene Belegungsabbildungsdatei gültig bleibt. Der Sender kann nach einer Anzahl wiederholter identischer Abbildungsdateien der Belegung nach Wahl aufhören, die Belegungsabbildungsdatei zu senden. Es kann aber wohl ratsam sein, selbst diese identische Belegungsabbildungsdatei von Zeit zu Zeit zu senden, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Wenn die gesamte Verbindung unbelegt wird, könnte der Datenfluß nach einer Anzahl wiederholter Rahmen, die alle leer sind, gänzlich eingestellt werden, zur Zuverlässigkeitsprüfung sollte jedoch eine langsame Bestätigung mit einer geringen Datenrate gesendet werden.
Die Größe der Abbildungsdatei ist die Länge der Belegungsabbildungsdatei in Oktetten. Die Größe der Abbildungsdatei erlaubt es, die Größe des Datenstromes zu ändern, ohne den vorhandenen Verkehr zu beeinträchtigen. Die zyklische Redundanzprüfung (CRC4) schützt den Zeiger und die gesamte Abbildungsdatei der belegten Bits.
Das Vorhandensein einer "1" in der Belegungsabbildungsdatei zeigt einen belegten Zeitschlitz an und eine "0" einen leeren Zeitschlitz. Die Zeitschlitze erhöhen sich in der oberen Reihe von rechts nach links, danach über die nachfolgenden Reihen. Das Bit links unten in der Tabelle wird nicht verwendet, da es nur 31 Datenkanäle gibt.
Ein analoger Ansatz könnte zur Anwendung kommen, um den "Wiederholungs"-zustand eines Kanals anzuzeigen, wobei sich die Abbildungsdatei in diesem Fall nicht auf leere Kanäle bezieht, sondern auf Fälle, in denen das Muster dasselbe ist, wie bereits auf diesem Kanal übertragen.
Analog könnten Kanäle auf Tongehalt geprüft werden und so könnten auf dieser Basis Kanäle weggelassen werden. Dies muß jedoch sorgfältig geschehen, um in diesem Fall eine unbeabsichtigte Verfälschung von Datenkanälen zu vermeiden.
Um weit genug vorauszuschauen, um die Belegungsabbildungsdatei aufzubauen, wird es notwendig sein, eine Vorausschau der ausgehenden Informationen von zwei Zellen zu haben. Dies wird eine Verzögerung mit sich bringen, wenn die Zellen vor der Komprimierung gespeichert werden. Die Größe der Verzögerung wird von der Anzahl der 2 Mbit/s-Rahmen abhängen, die eingepaßt werden können, welche wiederum von der Anzahl der belegten Kanäle abhängt. Es wird möglicherweise wünschenswert sein, einige unbelegte Informationskanäle zu senden, wenn sehr wenige Kanäle in Verwendung sind, um zu verhindern, daß die Bandbreite zu stark abfällt und dadurch die Verzögerung auf nicht akzeptable Niveaus steigt. Die tatsächliche Umsetzung dieses wird von den Erfordernissen des Anwenders abhängen.
Wenn eine Zelle, die eine Belegungsabbildungsdatei beinhaltet, verloren geht, werden die nachfolgenden Zellen möglicherweise verworfen werden müssen. Der Schaden wird sich von der verlorenen Zelle bis zu dem Rahmen erstrecken, der nach der nächsten Belegungsabbildungsdatei beginnt.
Fig. 4 stellt graphisch die Last auf einem Kanal dar, der eine PCM mit 2 Mbit/s trägt. Die dünne gerade Linie stellt die Last bei Verwendung des AAL1-Standards dar, während die dicke Linie die Last bei Anwendung der Erfindung darstellt. Der Graph zeigt die Auswirkung des Sendens von minimal fünf Kanälen, um eine minimale Bandbreite aufrecht zu erhalten.
Die Erfindung kann auf die Datenkanalkompression für Modemdaten und ISDN-Daten niedrigerer Raten, einschließlich Transkodierung erweitert werden. Weiterhin würde bei Betrieb einer größeren Anzahl von 2 Mbit/s-Strömen eine geringe Verzögerung aufrechterhalten bleiben.
In Fig. 5 ist eine Sequenz von vier Zellen gezeigt, bei der Zeitschlitze gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen den Zellen verteilt sind.
Beginnend mit 19 belegten Zeitschlitzen, folgen 17 belegte Zeitschlitze. In jedem Fall, wo eine neue Sequenz von belegten Zeitschlitzen am Anfang der Zelle auftritt, ist eine Abbildungsdatei der belegten Bits vorhanden, der ein Zeiger (PTR) vorausgeht. Dieser weist auf den Beginn des Rahmens in der Zelle hin, wo die neue Gruppe von Zeitschlitzen beginnt, wie durch den Pfeil angegeben, der von PTR ausgeht.

Claims

1. Ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein bitstrom-basierendes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL) aufweisen, das

dadurch gekennzeichnet

ist, daß es eine Abbildungsdatei beinhaltet, die jeden unbelegten STM Kanal anzeigt, wobei die unbelegten Kanäle nicht in den Zellen übertragen werden.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, gemäß dem die Abbildungsdatei auch ein sich wiederholendes Muster auf einem Kanal oder Kanälen anzeigt, wobei die Kanäle mit demselben Muster wie bereits auf diesem Kanal übertragen nicht in den Zellen übertragen werden.

3. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem die Abbildungsdatei auch Kanäle anzeigt, die keinen Toninhalt aufweisen, wobei solche Kanäle nicht in den Zellen übertragen werden.

4. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem eine festgesetzte minimale Anzahl von Kanälen übertragen wird, einschließlich, falls nötig, unbelegter Kanäle.

5. Ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein bitstrom-basierendes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL) aufweisen, das

dadurch gekennzeichnet

ist, daß es eine Abbildungsdatei beinhaltet, die ein sich wiederholendes Muster auf einem Kanal oder Kanälen anzeigt, wobei die Kanäle mit demselben Muster wie bereits auf diesem Kanal übertragen nicht in den Zellen übertragen werden.

6. Ein Verfahren zur Bereitstellung eines statistischen Gewinns, wenn Verkehrsdaten im Synchronen Übertragungsmodus (STM) als Zellen auf einem Träger für Asynchronen Übertragungsmodus (ATM) übertragen werden, wobei die Zellen ein bitstrom-basierendes Format mit ATM-Anpassungsschicht (AAL) aufweisen, das

dadurch gekennzeichnet

ist, daß es eine Abbildungsdatei beinhaltet, die Kanäle anzeigt, die keinen Toninhalt aufweisen, wobei solche Kanäle nicht in den Zellen übertragen werden.

7. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem das AAL-Format vom AAL-Typ 1 für strukturierte Daten ist und die Abbildungsdatei übertragen wird, indem dessen Verlängerungsmechanismus genutzt wird.

8. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem, wenn der Inhalt der Abbildungsdatei von einer Zelle zur nachfolgenden oder einer Reihe nachfolgender Zellen konstant bleibt, die Abbildungsdatei bei mindestens einer der nachfolgenden Zellen weggelassen wird.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 7 oder einem davon abhängigem, gemäß dem das Vorhandensein einer Abbildungsdatei durch Setzten des reservierten Zeigerbits angezeigt wird.