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Allgemeiner
Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft allgemein Telekommunikationssysteme und insbesondere
ein integriertes Netzwerk zur Bereitstellung von Schmalbanddiensten
wie etwa Telefonie und Breitbanddiensten wie etwa Daten und digitales
Video unter Verwendung eines Transports des asynchronen Transfermodus (ATM)
zwischen der Vermittlungsstelle und der Außenverteileranlage und zum
Erzeugen von Zellen des asynchronen Transfermodus (ATM).
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Es
versteht sich, daß Fernsprechdienste
zur Zeit über
ein schmalbandiges Netzwerk bereitgestellt werden, das hauptsächlich zur
Bereitstellung von Sprache für
Wohnungen ausgelegt ist. Ein separates Videodienstnetzwerk, wie
etwa ein Kabelfernsehnetzwerk, stellt Wohnungen entweder digitalen oder
analogen Videodienst bereit. Darüber
hinaus führen
Fernsprechdienstanbieter und Kabelfernsehdienstanbieter in ihren
jeweiligen Netzwerken Breitbandtechnologien wie etwa Dienste des
asynchronen Transfermodus (ATM) ein, um Video-, Daten- oder andere
Breitbanddienste bereitzustellen. Es ist möglich, daß diese Netzwerke letztendlich
insofern redundant werden, wie es bestimmte der von ihnen bereitgestellten
Dienste angeht; es ist jedoch unwahrscheinlich, daß bestimmte
Dienste die Hauptdomäne
des einen oder anderen der Netzwerke bleiben werden, so daß ein Kunde,
der alle diese Dienste wünscht,
an mehreren Netzwerken teilnehmen müßte. Vom Standpunkt des Kunden
aus gesehen ist die Notwendigkeit, mit zwei oder mehr separaten
Netzwerkbetreibern ins Geschäft
zu kommen, unzweckmäßig und
verwirrend. Da die Netzwerke sich jedoch unabhängig entwickeln, ist es auch
wahrscheinlich, daß sich
letztendlich verschiedene Architekturen und Protokolle entwickeln.
Folglich werden die Kosten von Wartung, Implementierung und Erweiterung
von Diensten auf zwei oder mehr separaten Netzwerken höher sein
als wenn ein einziges integriertes Netzwerk entwickelt wird, und
diese Kosten werden letztendlich an den Kunden weitergegeben.
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Außerdem verwendet
das typische Netzwerk schmalbandigen Transport für schmalbandige Signale wie
etwa digitale Sprache und Breitband-ATM-Transport für breitbandige
Signale wie etwa digitales Video und Daten zwischen der Vermittlungsstelle
und der Außenverteilungsanlage.
Die Verwendung der beiden Transports verkompliziert das Netzwerk,
da jedes Element in dem Netzwerk zwischen der Vermittlungsstelle
und dem Kundenstandort beide Transports führen muß. Es ist wichtig, daß der Netzwerkbetreiber
das relative Verkehrsvolumen vorhersagen muß, das über die beiden Transports geführt wird,
und die Netzwerkeinrichtungen auf der Basis dieser Vorhersagen entwirft
und aufbaut. Wenn die Vorhersagen sich als ungenau erweisen, wird
die Menge an Verkehr, die von den Transports geführt werden kann, durch den
ursprünglichen Netzwerkentwurf
begrenzt, so daß das
Netzwerk möglicherweise übermäßige Kapazität eines
Transports und unzureichende Kapazität des anderen Transports besitzt.
Somit ist es wünschenswert,
ein Netzwerk bereitzustellen, in dem die geführte Art von Informationen
monolithisch ist, so daß sich
das Netzwerk an tatsächliche
Benutzungslasten anpassen und diese unterbringen kann, statt durch
die erwarteten Benutzungslasten eingeschränkt zu sein.
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Es
wäre vorteilhaft,
wenn Wohnungen sowohl Breitband- als
auch Schmalbanddienste über ein
einziges auf ATM-Technologie
basierendes Netzwerk bereitgestellt werden könnten. Die Integration dieser
verschiedenen Dienste zu einem auf ATM basierenden Netzwerk würde zur
Kundenschnittstelle ein einfacheres und benutzerfreundlicheres Netzwerk
ergeben. Außerdem
wären die
Kosten für
Implementierung, Wartung und Erweiterung für ein einziges auf ATM basierendes
integriertes Netzwerk kleiner als für mehrere unabhängige Netzwerke,
die jeweils einen Teil der gewünschten
Dienste, aber nicht alle, bereitstellen. Diese Ersparnisse könnten an
den Kunden weitergegeben werden, was zu geringeren Gesamtkosten
für die
Dienste für
den Kunden führt. Schließlich würde die
Verwendung eines einzigen auf ATM basierenden integrierten Netzwerks
einen einheitlichen Qualitätsstandard
bereitstellen und die Standardisierung von Kundenstandortgeräten und anderen
Netzwerkschnittstellen erleichtern.
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Standard-ATM-Technologie
packt Daten in Zellen, wobei jede Zelle 53 Byte lang ist und aus
einem 5-Byte-Kopfteil
und einem 48-Byte-Nutzsignal besteht. Alle Byte des 48-Byte-Nutzsignals
sind mit einer einzigen Verbindung assoziiert. Folglich muß jede Zelle
vor der Übertragung
um 6 Mikrosekunden verzögert
werden, damit die 48 Abtastwerte gesammelt und mit einer Abtastrate
von 8 Kilobyte pro Sekunde in die Zelle eingefügt werden können. Diese Verzögerung führt zu einem
Echo, so daß in
dem Netzwerk relativ kostspielige Echolöscher verwendet werden (wie
zum Beispiel in den Anschlußkarten
des Vermittlungssystems), um die Effekte der Verzögerung zu
beseitigen.
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Eine
Verbesserung gegenüber
Standard-ATM-Technologie ist ATM-Verbundzellentechnologie. Eine
ausführliche
Beschreibung der ATM-Verbundzellentechnologie findet man in dem US-Patent
Nr. 5,345,445 mit dem Titel „Establishing Telecommunications
Cells In A Broadband Network", ausgegeben
an Hiller et al. am 6.9.1994. Der Grundunterschied zwischen Standard-ATM-Technologie und
Verbundzellentechnologie besteht darin, daß bei Verwendung von Verbundzellentechnologie
jede Zelle einen Abtastwert von bis zu 48 verschiedenen Verbindungen
führt,
wobei jeder Abtastwert eines der 48 Byte des Zellennutzsignals füllt. ATM-Übertragungssysteme mit Verbundzellentechnologie
erfahren nicht die in Standard-ATM-Systemen zu findende Verzögerung,
weil die Zelle nicht die 6 Mikrosekunden Warten auf das Ankommen
der 48 Abtastwerte der einzigen Verbindung verzögert. Folglich wird das Problem
des Echos und die entsprechende Notwendigkeit von Echolöschern beseitigt.
Außerdem
können
neue Verbindungen gewöhnlich
durch Verwendung verfügbarer
Byte in den Zellen existierender virtueller Verbindungen hergestellt
werden.
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Obwohl
Verbundzellentechnologie ein sehr effizienter Mechanismus zum Übertragen
von Signalen über
ATM ist, ist sie insofern etwas beschränkt, als die Anzahl der Zellen
pro Rahmen in das Netzwerk hineinentworfen ist. Folglich kann nicht
leicht eine signifikante Zunahme oder Abnahme des Signalverkehrs
berücksichtigt
werden. Obwohl Verbundzellentechnologie Echos beseitigt, maximiert
sie nicht unbedingt außerdem
die effiziente Benutzung der Bandbreite unter allen Verkehrslasten.
Somit wäre
es wünschenswert,
einen Mechanismus zur Einstellung der Verbundzellenkonfiguration
zur Berücksichtigung
von Änderungen
von Signalverkehrsniveaus bereitzustellen, um den Kompromiß zwischen
Bandbreite und Leistungsfähigkeit
für ein
gegebenes Verkehrsniveau entsprechend auszugleichen.
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Außerdem verwendet
das typische Netzwerk Schmalbandtransports für schmalbandige Signale wie
etwa digitale Sprache und Breitband-ATM-Transport für Breitbandsignale
wie etwa digitales Video und Daten zwischen der Vermittlungsstelle
und der Außenverteilungsanlage.
Die Verwendung dieser beiden Transports verkompliziert das Netzwerk,
da jedes Element in dem Netzwerk zwischen der Vermittlungsstelle
und dem Kundenstandort beide Transports führen muß. Es ist wichtig, daß der Netzwerkbetreiber
das relative Verkehrsvolumen vorhersagen muß, das über die beiden Transports geführt wird,
und die Netzwerkeinrichtungen auf der Basis dieser Vorhersagen entwirft
und aufbaut. Wenn sich die Vorhersagen als ungenau erweisen, wird die
Verkehrsmenge, die durch die Transports geführt werden kann, durch den
ursprünglichen
Netzwerkentwurf begrenzt, so daß das
Netzwerk möglicherweise zuviel
Kapazität
eines Transports und unzureichende Kapazität des anderen Transports aufweist.
Es ist wünschenswert,
ein Netzwerk bereitzustellen, in dem die geführte Art von Informationen
monolithisch ist, so daß sich
das Netzwerk an tatsächliche
Benutzungslasten anpassen und diese unterbringen kann, anstatt durch
erwartete Benutzungslasten eingeschränkt zu werden. Um ein solches
Netzwerk bereitzustellen, ist eine Einrichtung zum agilen Umsetzen des
synchronen Schmalbandverkehrs in einem ATM-Transport erforderlich.
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Somit
besteht ein Problem im Stand der Technik insofern, als ein integriertes
Netzwerk zum effizienten Führen
von sowohl Breitband- als auch Schmalbandsignalisierung von der
Vermittlungsstelle zu dem Kundenstandort über ATM und ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum agilen Umsetzen von synchronen Signalen in
ATM-Verbundzellentransport nicht existieren.
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Aus
O. Fundneider et al., „Universal
ATM Communication Node: A Realistic Proposition?", Proceedings Of the International Switching
Symposium Yokohama, 25.-30.10.1992,
Band 1, Nr. Symp 14, 25.10.1992, S. 280-284, Institute Of Electronics;
Information And Communication Engineers, sind Anordnungen zum Vermitteln
in einem einzigen Netzwerk sowohl von Signalen mit Ursprung als
synchrone Signale als auch von ATM-Zellen bekannt. Die synchronen
Signale werden in ATM-Zellen umgesetzt und mit ATM-Zellen, die Breitbandsignale
führen,
kombiniert, um in eine ATM-Vermittlung vermittelt zu werden. Gewählte ATM-Zellen
werden dann wieder in Synchronsignale umgesetzt, um zu Geräten am Kundenstandort
abgeliefert zu werden.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
werden in den unabhängigen Ansprüchen definiert,
auf die der Leser nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale werden
in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Kurzfassung
der Erfindung
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Das
Netzwerk der Erfindung verwendet eine ATM-Infrastruktur zur Bereitstellung von
Telefonie, Video und Daten für
eine diverse Menge von Endbenutzern, darunter Einfamilienwohnungen,
Apartment-Komplexe und Unternehmen. Es verwendet ATM als exklusiven
Transport zwischen der Vermittlungsstelle und der Außenverteilungsanlage.
Telefonie- und andere schmalbandige Signale werden von einem lokalen
Vermittlungssystem über
synchrone Einrichtungen zu einem Hostendgerät transportiert. Digitales
Video und Digitaldaten-ATM-Signale werden von einem Videoanbieter
bzw. Datendienstanbieter zu dem Hostendgerät gesendet. Das Hostendgerät setzt
die synchronen Schmalbandsignale in ein Verbundzellen-ATM-Format
um und kombiniert diese Signale mit den ATM-Video- und Datensignalen
und liefert das Ensemble von ATM-Zellen über ein Standard-SONET-Transportformat
an mehrere Verteilungsmanager oder andere Netzwerkelemente ab.
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Um
die synchronen Signale umzusetzen, enthält das Hostendgerät der Erfindung
einen Synchron-zu-Asynchron-Umsetzer
(SAC), der die zur Bereitstellung von Sprache über ATM notwendige Formatumsetzung
bereitstellt. In der Signalabwärtsrichtung
empfängt
er mehrere synchrone 64-kbps-Zeitschlitze über eine Menge von DS1-Zuführungen
oder eine synchrone SONET-Einrichtung und setzt diese in eine Sequenz
von ATM-Verbundzellen um, wobei jede Zelle 48 DS0s hält. Genauer gesagt
tritt synchroner Verkehr durch eine Einrichtungsschnittstelle in
den SAC ein. Dabei könnte
es sich um eine Gruppe von T1-Signalen oder eine SONET-Faser handeln.
Nachdem die Einrichtungen gerahmt und in DS0s umgesetzt wurden,
legt ein Zeitvielfach (TSI) Zuführungszeitschlitze
aus der Einrichtungsschnittstelle in eine ATM-Anpassungsschichtlogik, in der Zuführungszeitschlitze
in den für
einen beliebigen Verteilungsmanager bestimmten Verbundzellenstrom
umgesetzt werden. Eine Abbildung in dem TSI steuert die Vielfachfunktion.
Als nächstes durchlaufen
die DS0-Kanäle
aus dem TSI eine ATM-Anpassungsschicht (AAL), die Zeitschlitze puffert,
die sie zu Gruppen von bis zu 48 zusammenstellt und einen 5-Byte-ATM-Kopfteil
hinzufügt,
der Adressierungsinformationen enthält, die sie aus einem Kopfteil-RAM
ausliest. Die resultierenden Zellen werden gepuffert und zu der
Backplane des Koppelfeldes gesendet. In der Rückwärtsrichtung werden Zellen von
der Backplane in einer Zellenwarteschlange gepuffert, durchlaufen
die AAL, in der die Kopfteile geprüft und entfernt werden, und
die wiederhergestellten DS0s werden schließlich durch das TSI zurück zu der
Einrichtungsschnittstelle geleitet. Der SAC arbeitet außerdem zum
agilen Bewegen zwischen Zellengrößen, so
daß die
48 Byte der Zelle an eine beliebige Stelle zwischen einzelnen und
48 Verbindungen abgebildet werden können. Somit stellt der SAC
die Zellenkonfiguration ein, um Leistungsfähigkeit und Bandbreitenbenutzung
in Echtzeit auszugleichen, um die Verteilungsanlagenbandbreite optimal
auszunutzen.
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Die
Verteilungsmanager in dem Netzwerk der Erfindung sind über SONET-Einrichtungen
mit den Hostendgeräten
verbunden. Bei diesen Einrichtungen kann es sich entweder um Punkt-zu-Punkt-Faserabschnitte
oder um SONET-Ringe handeln. SONET-Ringe bieten bei dieser Architektur
Vorteile durch Ermöglichung
einer Verbindung mehrerer Verteilungsmanager mit einer einzigen
SONET-Anschlußkarteneinrichtungsschnittstelle.
Die Anzahl der Verteilungsmanager pro Ring kann verändert werden,
um verschiedene Größen von
Verteilungsmanagern, Merkmalmischungen, verfügbare Bandbreiten und Fehlergruppengrößen zu berücksichtigen.
Jeder Verteilungsmanager besteht aus mehreren Funktionselementen,
einschließlich
einer ATM-Routing-Funktion,
die die ATM-Zellen zu der korrekten Anschlußkarte oder Verarbeitungslogik lenkt.
Genauer gesagt werden Verbundzellen aus dem Hostendgerät von dem
ATM-Koppelfeld der Verteilungsmanager empfangen. Auf der Basis des
Inhalts ihrer Kopfteile werden die Zellen durch das Koppelfeld zu
einem von mehreren Ports geroutet. Wenn die Adresse anzeigt, daß die Zellen
für einen
anderen Verteilungsmanager in einem SONET-Ring bestimmt sind, werden
die Zellen zu dem SONET-Einrichtungsausgangsport
geleitet, um Zellen zu dem nächsten
Verteilungsmanager weiterzuleiten. Wenn die Adresse angibt, daß die Zellen
Telefoniezellen sind, werden sie zu einem SAC-Eingang geroutet,
an dem die Telefonie-ATM-Zellen wieder in synchronen Verkehr umgesetzt
und über
eine Anschlußkarte
und eine schmalbandige Auskopplung zu dem Kundenstandort gesendet
werden. Wenn die Zellen Daten oder Videozellen sind, werden sie
zu der entsprechenden Schnittstelle und aus der Breitbandanschlußkarte und
-auskopplung heraus geroutet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein Blockschaltbild der Netzwerkarchitektur
der Erfindung;
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2 ist
ein Blockschaltbild des Vermittlungssystems des Netzwerks von 1;
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3 ist
ein Blockschaltbild des Hostendgeräts des Netzwerks von 1;
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4 ist
ein Blockschaltbild des Synchron-zu-Asynchron-Umsetzers des Netzwerks von 1;
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5 ist
eine Tabelle verschiedener Zellenkonfigurationen;
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6 ist ein Flußdiagramm der Funktionsweise
des Synchron-zu-Asynchron-Umsetzers der Erfindung; und
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7 ist
ein Blockschaltbild des Verteilungsmanagers des Netzwerks von 1.
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Ausführliche
Beschreibung
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Nunmehr
insbesondere mit Bezug auf 1 ist die
Gesamtarchitektur des Netzwerks der Erfindung gezeigt, die im allgemeinen
aus einer Breitbandzentrale 2, einer Vermittlungsstelle 4 und
einer Außenverteilungsanlage 6 besteht.
Die Breitbandzentrale 2 enthält die Elemente, die digitale
Austrahlungsdienste wählen,
steuern und verwalten und liefert eine Schnittstelle zwischen den
Video- und Dateninformationsanbietern und dem Netzwerk. Die Vermittlungsstelle 4 besteht
aus den Elementen zum Vermitteln von Telefonie- und Digitalvideo-
und Datensignalen von der Quelle der Signale (d.h. der Breitbandzentrale 2 für Video-
und Datensignale und den öffentlichen
Fernsprechwählnetzen
für die
Telefoniesignale) und zum Erzeugen des Ensembles von ATM-Zellen.
Die Außenverteilungsanlage 6 enthält die Elemente
zum Senden der Video-, Daten- und Telefoniesignale zu den Kundenstandortgeräten (CPE) 10.
Es versteht sich, daß zu
dem CPE 10 Telefone, Fernseher, Multimediageräte, Endgeräte, Personalcomputer,
Heimnetzwerksteuerungen oder beliebige Geräte gehören, die von einem Kunden zum
Empfangen und/oder Senden von Video-, Daten und Telefonie- und Steuersignalen
benutzt werden.
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Insbesondere
mit Bezug auf die Breitbandzentrale 2 unterstützt ein
Breitbandvermittlungssystem (BSS) 12 sowohl Dienste mit
permanenten virtuellen Leitungen als auch mit vermittelten virtuellen Leitungen.
Das BSS 12 kann aus der von Lucent Technologies Inc. hergestellten
und vertriebenen Vermittlung GlobeViewTM-2000
oder aus einer anderen ähnlichen
Breitbandvermittlung bestehen.
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Ein
Videomanager 14 wirkt als Teilnehmerschnittstelle, um Teilnehmern
Zugang zu Videoinformationsanbietern zu geben, um Netzwerkverbindungen
herzustellen und zu verwalten. Der Videomanager 14 speichert
Teilnehmerinformationen und Videoanbieterinformationen und dient
als zentrales Lager für
diese Informationen. Er führt
diese Informationen anderen Netzwerkelementen und den Informationsanbietern
zu, wodurch eine Umsatzgelegenheit für den Dienstanbieter geschaffen
wird. Der Videomanager 14 liefert außerdem die Gebührenberechnung betreffende
Messungen (wie zum Beispiel Sitzungszählwerte, Benutzungsinformationen
und dergleichen), Verbindungsaufbau, Menüs und Verbindungssteuerung.
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Ein
Videoserver 16 stellt den durch das Netzwerk zu den Kundenstandortgeräten 10 zu
sendenden Videoinhalt bereit. Der Videoserver 16 kann vermitteltes
digitales Video, ausgestrahltes digitales Video oder dergleichen
enthalten. Es wird ersichtlich sein, daß vermittelte digitale Videosignale
in ATM-Zellen verkapselt sind und ausgestrahlte digitale Videosignale
komponiertes und codiertes ATM-formatiertes Programmmaterial umfassen,
wobei ein Ensemble von Kanälen
in einem Versorgungsgebiet über
das BSS 12 verpackt und selektiv zu CPEs 10 ausgestrahlt
wird. Ähnlich
sind ein Datenmanager 18 und ein Datenserver 20 zum
Abliefern des Dateninhalts in das Netzwerk im ATM-Format vorgesehen, die ähnlich wie
der oben beschriebene Videomanager 14 und Videoserver 16 funktionieren.
Es versteht sich, daß das
BSS 12 auch Konvektivität
zum Internet bereitstellen kann.
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Der
Inhalt aus den Videoservern 16 und Datenservern 20 wird über optische
Strecken 22 als Signale mit ATM-Standard-SONET-Rate (z.B. OC-3, OC-12
oder OC-48) an das Netzwerk durch die BSS 12 abgeliefert.
Der Datenstrom aus dem BSS 12 wird zur Verteilung an die
Kundenstandortgeräte
der Vermittlungsstelle 4 zugeführt, wie im folgenden beschrieben
werden wird, oder der ATM-Gebühreninfrastruktur,
einschließlich
des Internets.
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Die
Vermittlungsstelle 4 besteht aus zwei Hauptelementen: dem
Vermittlungssystem 30 und einem Hostendgerät 32.
Das Vermittlungssystem 30 stellt die gesamte Schmalbandtelefonieverbindungsbearbeitung
bereit und kann aus der Vermittlung 5ESS® bestehen,
die von Lucent Technologies Inc. hergestellt und vertrieben und
in dem US-Patent Nr. 4,592,048, ausgegeben an Beckner et al. am 27.5.1986,
und in AT&T Technical
Journal, Band 64, Nr. 6, Teil 2, S. 1305-1564, beschrieben wird,
oder aus anderen ähnlichen
Vermittlungssystemen. Das Vermittlungssystem 30 arbeitet,
wie in der Technik bekannt ist, zum Vermitteln von Telefoniesignalen durch
das Netzwerk. Die Architektur eines solchen Vermittlungssystems
ist in 2 ausführlicher
gezeigt und enthält
ein Kommunikationsmodul 34, das einen Verteiler bildet
und mehrere Vermittlungsmodule 36 aufweist, und ein Administrationsmodul 38, das
daraus hervortritt. Jedes Vermittlungsmodul 36 wird durch
den Mikroprozessor 37 gesteuert und stellt Verbindungsbearbeitung,
Zeitmultiplex-Vermittlung und Zeichengabe für die Leitungen und Verbindungsleitungen
bereit, mit denen sie verbunden ist. Anschlußeinheiten 43 stellen
eine Schnittstelle zu Digitalsignalträgern 41 bereit, die
an das Hostendgerat 32 angeschlossen sind, und Verbindungsleitungseinheiten 40 stellen
eine Schnittstelle zu den Verbindungsleitungen 47 bereit,
die an die anderen Vermittlungen in dem öffentlichen Wählnetz 45 angeschlossen
sind. Das Administrationsmodul 38 stellt Funktionen bereit,
die zentralisiert werden können,
wie zum Beispiel Wartungssteuerung, Craft-Schnittstelle, Text- und
Datenbankverwaltung, Verbindungs-Routing und Zeitschlitzzuteilung.
Das Administrationsmodul 38 besteht aus einer Steuereinheit
wie etwa dem Duplexprozessor 3B21D von Lucent Technologies Inc.
und einem Hauptspeicher 48. In bestimmten Vermittlungssystemen
wird das Administrationsmodul durch einen separaten Prozessor unterstützt, der
bestimmte administrative Funktionen ausführt. Das Administrationsmodul 38 enthält außerdem einen
Eingangs-/Ausgangsprozessor 50, der Kommunikation zwischen
dem Vermittlungssystem 30 und Peripheriegeräten 52 wie
zum Beispiel Endgeräten,
Druckern und dergleichen bereitstellt. Das Kommunikationsmodul 34 ist
der Verteiler des Vermittlungssystems und ermöglicht Kommunikation zwischen
dem Administrationsmodul 38 und den Vermittlungsmodulen 36.
Das Kommunikationsmodul 34 besteht aus einer Nachrichtenvermittlung,
die die Nachrichtenkommunikation von Administrationsmodul zu Vermittlungsmodul
und von Vermittlungsmodul zu Vermittlungsmodul bereitstellt, und
einer zeitlich gemultiplexten Vermittlung, die die Zeitschlitzverbindung
von Vermittlungsmodul zu Vermittlungsmodul und Vermittlungsmodul
zu Administrationsmodul für
Sprach- und Datenkommunikation und die Taktverteilung bereitstellt.
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Das
Vermittlungssystem 30 weist über Standardschnittstellen
wie etwa TR-303, TR-08 oder dergleichen Schnittstellen mit dem Hostendgerät 32 auf. Die
Schnittstelle wird physisch durch Standard-Synchron-Zeitmultiplex-Digitalsignalträger 41 wie
etwa DS1, SONET OC-3, E1 oder dergleichen bereitgestellt. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
werden zwischen 2 und 28 DS1s verwendet, wenn keine Konzentration
in dem Vermittlungssystem bereitgestellt ist. Es versteht sich,
daß gegebenenfalls
eine größere Anzahl
von DS1s verwendet werden kann.
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Das
Hostendgerät 32 dient
als der Integrationspunkt für
alle Schmalband-Telefonie- und Breitband-Digitalsignale, die für die CPEs
bestimmt sind. Das Hostendgerät 32,
das in 3 allgemein gezeigt ist, ist eine busorientierte
Vermittlung mit mehreren ATM-Empfängern, darunter
OC-12-Schnittstellen 60, Steuerprozessoren 62 und
Synchron-Asynchron-Umsetzer (SAC) 64, und mehreren ATM-Sendern,
darunter OC-3-Schnittstellen 65, OC-12-Schnittstellen 66 und
OC-48-Schittstellen 67. Es
sollte beachtet werden, daß das
Hostendgerät 32 gegebenenfalls
als ein gemeinsam benutzter Speicher oder als Sterntopologie konfiguriert
werden könnte.
Jeder ATM-Empfänger
steuert in vorbestimmten Zeitschlitzen Zellen auf die ATM-Backplane 68.
Alle ATM-Zellensender überwachen
die Adressen aller von allen der Empfänger auf die Backplane 68 abgelieferten
Zellen, und wenn die Adresse einer bestimmten Zelle mit einer in
der Adressentabelle eines Senders gespeicherten Adresse übereinstimmt,
wird diese Zelle aus der Backplane erfaßt und in einer Warteschlange
für diesen
Sender gespeichert. Die Sender lesen die Zellen und Senden sie zu
assoziierten SONET-Einrichtungen
zur Ablieferung an die Verteilungsmanager. Die Koppelfelder sind
zu Broadcast und Multicast fähig.
Als Alternative könnten
direkt Breitbandschnittstellen oder Telefonieschnittstellen, wie
zum Beispiel mit Bezug auf 7 beschrieben
werden, mit der ATM-Backplane 68 verbunden werden.
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Die
OC-12-Schnittstellen 60 empfangen das OC-12-ATM-Signal aus dem Breitbandvermittlungssystem 12 der
Breitbandzentrale 2. Die OC-12-Schnittstellen 60 empfangen
sowohl die digitalen Videosignale als auch die Datensignale. Wie
in der Technik bekannt ist, stellen die Schnittstellen 60 Busschnittstellen
bereit, um die Signale für
die Übertragung über das
Netzwerk vorzubereiten; stellen Zeichengabefunktionen bereit, wie
durch die gewählte
ATM-Anpassungsschicht designiert; und stellen die physische Eingangs-/Ausgangsschnittstelle
zwischen dem Netzwerk und dem Hostendgerät bereit. Steuerprozessoren 62 empfangen
die Signale der Beschaffung von Organisationsmitteln (OAM&P) aus dem OAM&P-Prozessorkomplex 69,
der als Teil der Breitbandzentrale 2 in 1 gezeigt
ist. Die Steuerprozessoren 62 kommunizieren mit dem CPE,
Verteilungsmanagern, der ATM-Infrastruktur und dem OAM&P-Prozessorkomplex 69,
um Routen durch das ATM-Koppelfeld
aufzubauen. Außerdem
führen die
Steuerprozessoren 62 Fehlerbehebungs- und Konfigurationsverwaltungsfunktionen
durch.
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Der
Synchron-zu-Asynchron-Umsetzer (SAC) 64 setzt die aus dem
Vermittlungssystem 30 empfangenen synchronen Sprachsignale
in ATM-Signale um. Außerdem
erzeugt der SAC die Verbundzellen und steuert die Konfiguration
der Zellen, um den Durchsatz des Systems zu maximieren. Die SACs 64 des
Hostendgeräts 12 sowie ähnliche
SACs in den Verteilungsmanagern ermöglichen es dem Netzwerk der
Erfindung, nur ATM-Zellen aus dem Hostendgerät 32 zu führen.
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Insbesondere
mit Bezug auf 4 ist der SAC 64 dargestellt
und enthält
eine SAC-Steuerung 126 mit einem Prozessor 128,
wie zum Beispiel einem Motorola Power PC oder 68000-Derivat, der über die
Prozessorschnittstelle 130 mit anderen Elementen des SAC
und dem Systemprozessorkomplex 69 kommuniziert. Die SAC-Steuerung 126 enthält ferner
einen RAM 132 und einen Flash-Speicher 134, die über die
Datenstrecke 135 mit dem Prozessor 128 und der
Schnittstelle 130 kommunizieren. Die Steuerung 126 ist
für das
Zuführen
von Rahmeninformationen zu den Rahmenvorrichtungen 122,
Fehlerbehebung, Auffüllen
des Zeitvielfachabbildungs-RAM
und für
die Durchführung
des Verfahrens der Bestimmung der Verbundzellenkonfiguration verantwortlich,
wie im folgenden beschrieben werden wird.
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Der
SAC 64 enthält
mehrere Schnittstellen 120 der physischen Schicht, die
die synchronen Signale über
die Schnittstelle 41 aus dem Hostendgerät 32 empfangen. Die Schnittstelle 120 der
physischen Schicht stellt, wie in der Technik bekannt ist, Anschlußschutz
bereit. Von den Schnittstellen 120 der physischen Schicht
aus werden die synchronen Signale über den Bus 124 an
die Rahmenvorrichtungen 122 abgeliefert. Die Rahmenvorrichtungen 122 rahmen
die Signale in bezug auf den Systemtakt nach Anleitung durch die
SAC-Steuerung 126 über
die Datenstrecke 128. Die Rahmenvorrichtungen können aus
der Rahmenvorrichtung 1000 BS T1 von AT&T oder einer beliebigen anderen geeigneten
Einrichtung bestehen. Die gerahmten Signale aus den Rahmenvorrichtungen 122 werden
den Puffern 136 zugeführt.
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Von
den Puffern 136 aus wird das gerahmte Signal über den
Bus 127 an das Zeitvielfach (TSI) 138 abgeliefert,
das aus einem Zeitschlitzzähler 140, einem
Abbildungs-RAM 142 und
einem Zeitschlitz-RAM 146 besteht. Die auf dem Bus 127 ankommenden
Zeitschlitze werden nach Anleitung durch den Abbildungs-RAM 142 geordnet
und an den Bus 147 abgeliefert. Der Abbildungs-RAM 142 wird über die
Datenstrecke 149 gemäß dem Verfahren
der Erfindung zur Bestimmung der Verbundzellenkonfiguration durch
die SAC-Steuerung 126 aktualisiert, wie im folgenden beschrieben
werden wird.
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Ein
am Einsatzort programmierbares Gate-Array (FPGA) der Dienstschaltung
oder eine anwendungsspezifische Schaltung (ASIC) 145 mit RAM 157 und
dem digitalen Dienstschaltungs-Signalprozessor (DSP) 159 überwacht
Zeichengabezustandsübergänge auf
den Bussen 127 und 147. In der Signalabwärtsrichtung überwacht
die Dienstschaltung 154 Anforderungen von Verbindungen
und Trennungen von dem Vermittlungssystem, und in der Signalaufwärtsrichtung
erkennt die Dienstschaltung Abnahme- und Auflegesignale von den
Verteilungsmanagern sowie Durchführung
anderer Standard-DSP-Funktionen. Die Dienstschaltung 154 informiert
die SAC-Steuerung 128 über
diese Anforderungen von Verbindungen und Trennungen über die Datenstrecke 156,
und diese Informationen werden bei der Bestimmung der Verbundzellenkonfiguration verwendet,
wie im folgenden beschrieben werden wird. Die Dienstschaltung 154 könnte auch
eine Prüfung
durchführen,
wie zum Beispiel Messung von Rauschpegeln und Rückkehrverlusten, Durchgangsprüfungen und
Auskoppelprüfungen,
und erzeugt Töne
in beiden Richtungen für
Testzwecke. Die Dienstschaltung 154 stellt außerdem D-Kanal-Packung
für ISDN-Zeichengabe
bereit. Als letztes führt die
Dienstschaltung Hochpegel-Datenübertragungssteuerung
(HDLC) durch, wobei es sich um ein für TR08-Übertragung erforderliches robustes Übertragungsprotokoll
handelt.
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Das
geordnete synchrone Signal aus dem Zeitvielfach 138 wird über den
Bus 147 an das FPGA 144 der ATM-Anpassungsschicht
(AAL) abgeliefert. Die AAL 144 ist der Punkt in dem SAC,
an dem die synchronen Signale in ATM-Zellen umgesetzt werden. Die
AAL 144 kommuniziert über
die Datenstrecke 150 mit dem Kopfteil-RAM 148 und über die
Datenstrecke 152 mit der SAC-Steuerung 128, wie
im folgenden beschrieben werden wird. Ferner enthält die AAL 144 eine
Nutzsignaltabelle 151, die die Konfiguration des ATM-Zellennutzsignals
enthält.
Ferner enthält
die AAL einen Puffer 155 zum Puffern der ankommenden synchronen
Abtastwerte, während
die Verbundzellen konstruiert werden.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf die Tabelle von 5 und das
Flußdiagramm
von 6 wird nun die Methodologie zum
agilen Ändern
der Verbundzellenkonfiguration auf der Basis tatsächlicher
Verkehrsniveaus erläutert.
Mit Bezug auf 5 ist eine Anzahl von Verbundzellen
dargestellt, die alle einen 8-Byte-Kopfteil und 48 Byte Nutzsignal
enthalten; die Zellen unterscheiden sich jedoch durch die Art und
weise der Konfiguration des 48-Byte-Nutzsignals. Zum Beispiel besteht
die Zellengröße 1 (CS1) aus
48 Abtastwerten einer einzigen Verbindung, d.h. alle 48 Byte des
Nutzsignals sind Abtastwerte von derselben Verbindung (Standard-ATM-Zellenkonfiguration).
CS2 besteht aus einem Nutzsignal mit 24 Abtastwerten aus zwei verschiedenen
Verbindungen. Die anderen dargestellten Zellenkonfigurationen C3 bis
C48 zeigen verschiedene Verhältnisse
von Abtastwerten zu Verbindungen, wobei es zu einer Ausnutzung von
100% des ATM-Zellennutzsignals kommt. Das Verhältnis zwischen der Anzahl von
Abtastwerten und der Anzahl der Verbindungen kann variiert werden,
solange das Produkt dieser Variablen 48 ist. Darüber hinaus ist es möglich, die
Anzahl der Verbindungen anders als in 5 gezeigt
zu wählen, wobei
weniger als das gesamte verfügbare
Nutzsignal verwendet wird. Zur Erläuterung wird die Anzahl der
Abtastwerte pro Verbindung als J und die Anzahl der Verbindungen
pro Zelle als K bezeichnet, wobei J × K = 48 ist. Zum Beispiel
ist für
eine C8-Zelle J = 6 und K = 8. Die tatsächliche Zellenkonfiguration
wird durch den SAC auf kontinuierlicher Basis wie durch Verkehrsniveaus
bestimmt, wie nachfolgend erläutert werden
wird, bestimmt.
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Mit
Bezug auf 6 soll zur Erläuterung
angenommen werden, daß gerahmte
synchrone geordnete Signale alle über dem Bus 147 an
die AAL 144 abgeliefert werden und daß das ATM-Nutzsignal als eine
CS6-Zelle konfiguriert ist. Die AAL 144 empfängt DS0s
von dem Zeitschlitzbus 147 alle 125 Mikrosekunden (Block 601).
Die Zeichengabebit werden aus jedem DS0 entweder durch die AAL 144 oder
durch den FPGA der Dienstschaltung 154 abgezweigt (Block 602).
J Abtastwerte aus jedem DS0 werden in der AAL 144 gepuffert
(Block 603). Auf der Basis der Annahme, daß eine CS6-Zelle
konfiguriert wird, gilt J = 8. Eine Nutzsignaltabelle 151 in
der AAL 144 (siehe 4) wird
konsultiert und der Inhalt von K Puffern (wobei K die Anzahl der
Verbindungen pro Zelle ist) wird zu einem vollen ATM-Zellennutzsignal,
geordnet durch die Nutzsignaltabelle, kombiniert (Block 604). Wieder
wird angenommen, daß eine
CS6-Zelle konfiguriert wird, wobei K = 8 ist. Gleichzeitig mit der
Erzeugung des Zellennutzsignals werden die aus jedem DS0 abgetrennten
Zeichengabebit unterabgetastet (Block 605). Es wird eine
Zeichengabetabelle 153 (4) in der
AAL konsultiert und die i Zeichengabeströme werden zu einem vollen ATM-Zellennutzsignal
kombiniert, wobei i die Anzahl der in einer Zeichengabezelle geführten Zeichengabeströme ist (Block 606).
Dann werden ATM-Kopfteile aus dem Kopfteil-RAM gelesen und den vollen
ATM-Nutzsignalen vorangestellt (Block 607). Die ATM-Zelle
wird dann über
die ATM-Backplane-Schnittstelle zu einem von mehreren Backplane-Bussen
gesendet (Block 608). Die ATM-Backplane-Schnittstelle formatiert außerdem die
Zeichengabe für
das spezifische Backplane-Protokoll und führt Warteschlangen- und Stausteuerfunktionen
aus.
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Zusätzlich zu
der Erzeugung von Zeichengabeverbundzellenströmen, die parallel mit den Nutzsignalverbundstellenströmen geführt werden,
könnte man
zwei alternative Zeichengabetransportströme verwenden. Als erstes könnten die
mit Schmalbandverbindungen in einer Anzahl, die einer Verbundzelle gleich
kommt, assoziierten Zeichengabebit mit Schmalbanddaten in derselben
Zelle verkettet werden. Dies verringert die Anzahl der Nutzsignalkanäle, die
ein gegebener Verbundzellenstrom führen kann, um einen Faktor,
der dem Verhältnis
von Nutzsignalbandbreite zu Zeichengabebandbreite entspricht. Zweitens
könnten
die Zeichengabeströme
außerband
geführt
werden, indem man jedesmal, wenn irgendein Anschluß einen
Zeichengabezustandsübergang
aufweist, eine vollständige
ATM-Zelle erzeugt. Das Nutzsignal dieser Zelle enthält Informationen über die
Identität
des Anschlusses, der den Übergang
aufwies, und seinen alten und neuen Zeichengabezustand. Dieses Verfahren
benutzt Bandbreite effizient, mit den Kosten, daß potentiell zusätzliche Verarbeitungsbetriebsmittel zur
Handhabung der Zeichengabenachrichten erforderlich sind, insbesondere
in Situationen, bei denen viele Anschlüsse gleichzeitig Zeichengabeübergänge aufweisen.
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Um
die Zellenkonfigurationen an das tatsächliche Verkehrsniveau anzupassen,
führt der SAC-Prozessor
die in 6 gezeigten Verfahrensschritte 609 bis 618 jedesmal
dann durch, wenn eine Zelle auf die Backplane gesendet wird. Als
erstes bestimmt die SAC-Steuerung 128, ob ein neuer Abgenommen-Zustand
oder eine Anforderung einer Verbindung erkannt wird, durch Überwachen
der Zeichengabeströme
von den Kundenstandortgeräten und
dem Hostvermittlungssystem (Block 609). Genauer gesagt
erkennt die Dienstschaltung 154 Änderungen von Zeichengabezuständen, um
zu bestimmen, ob ein CPE in den Abgenommen-Zustand übergegangen
ist oder ob eine Anforderung einer Verbindung aus dem Vermittlungssystem
erfolgte, wie zuvor beschrieben. Die Dienstschaltung übermittelt
etwaige Zustandsänderungen über die
Datenstrecke 128 zu der SAC-Steuerung. Wenn eine Zustandsänderung
erkannt wurde, bestimmt die AAL, ob ein leerer oder unbenutzter
Nutzsignalstrom in einer existierenden Zelle vorliegt, die mit der
neuen Bandbreitenanforderung zu dem Kundenstandortgeräteziel geroutet
wird (Block 610). Genauer gesagt bestimmt die SAC-Steuerung
aus der Nutzsignaltabelle in der AAL, ob die tatsächliche
Anzahl der Verbindungen für eine
gegebene Zelle kleiner als K ist. Wenn es eine verfügbare Verbindung
gibt (d.h. die Anzahl der Verbindungen < K ist), wird die neue Verbindung dann auf
der verfügbaren
Verbindung geführt
und die Nutzsignaltabelle in der AAL wird aktualisiert (Block 611). Wenn
es keine verfügbare
Verbindung gibt (d.h. Anzahl der Verbindungen = K), wird durch revidieren
der Nutzsignaltabelle, der Zeichengabetabelle und des Kopfteil-RAM
weitere Bandbreite zugeteilt, um die Anzahl der Verbindungen pro
Zelle (K) und die entsprechende Anzahl der Abtastwerte pro Verbindung (J)
zu ändern
(Block 612).
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In
dem oben angegebenen Beispiel nehme man an, daß die CS6-Zelle 6 Verbindungen
führte,
so daß die
gesamte Zelle voll war. Um eine neue Verbindung zu führen, leitet
die SAC-Steuerung die AAL an, die Zelle in eine CS8-Zelle mit 8
verfügbaren
Verbindungen umzukonfigurieren. Die sechs ursprünglichen Verbindungen und die
neue siebte Verbindung können
dann untergebracht werden, wobei eine leere Verbindung verfügbar bleibt.
Um die Umsetzung vorzunehmen, führt
die SAC-Steuerung Abbildungen für Zeitschlitze
für beliebige
der möglichen
Zellengrößen, die
benutzt werden können.
Wenn eine Änderung
der Zellengröße erforderlich
ist, werden Abbildungen für
die neue Zellengröße aus der
SAC-Steuerung an die AAL und den Kopfteil-RAM abgeliefert, so daß die ankommenden
Signale entsprechend abgebildet werden können. Da die Änderung
der Zellenkonfiguration notwendigenfalls sofort nach dem Senden
einer Zelle auftritt, werden die neuen Abbildungen abgeliefert,
bevor die Schritte des Pufferns und der Zellenkonfiguration (Blöcke 603 und 604)
ausgeführt
werden, so daß Host-
und Fernendgerät-AAL-Funktionen synchronisiert
bleiben.
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Ähnlich führt die
SAC-Steuerung 128 dieselbe Analyse für den Zustand durch, bei dem
eine Verbindung abgeschlossen wird. Genauer gesagt erkennt das Dienstschaltungs-FPGA
Zeichengabe, die Änderungen
des Aufgelegt-Zustands oder Anforderungen von Trennungen repräsentieren
(Block 613). Wenn keine Verbindung abgeschlossen wird,
ist die Analyse abgeschlossen (Block 614). Wenn eine Verbindung
abgeschlossen wird, bestimmt die AAL, ob die Bandbreite des existierenden
Stroms reduziert werden kann (Block 615). Genauer gesagt
begutachtet die SAC-Steuerung die Nutzsignaltabelle der AAL und
bestimmt, ob die Anzahl der Verbindungen, die benutzt werden, durch
eine Zelle unter Verwendung von weniger Bandbreite geführt werden
könnte. Wenn
zum Beispiel angenommen wird, daß eine CS8-Zelle benutzt wird,
könnte,
wenn die Anzahl der Verbindungen auf sechs oder weniger abfällt, eine CS6-Zelle alle Verbindungen
unterbringen. Somit werden die Werte J und K in den Routing-Tabellen geändert, um
einem existierenden Strom weniger Bandbreite zuzuteilen (Block 616).
Wenn bei Verwendung desselben Beispiels sieben Verbindungen benutzt
bleiben, könnte
die CS6-Zelle nicht
alle Verbindungen unterbringen, so daß keine Zellenkonfigurationsänderung
vorgenommen wird und die Nutzsignaltabelle einfach aktualisiert
wird, um die leergeschaltete Verbindung wiederzuspiegeln (Block 617).
Wenn eine Anforderung einer zusätzlichen
Verbindung empfangen wird, die die maximale Nutzsignalkapazität des existierenden
Zellenstroms zu einem Endpunkt übersteigt,
wird ein gänzlich
neuer Verbundzellenstrom erzeugt (Block 618). wenn die
Entfernung einer Verbindung zu einer Situation führt, in der die existierenden
Verbindungen ohne Verwendung eines zusätzlichen Zellenstroms untergebracht
werden können,
wird ähnlich
die Anzahl der Zellenströme
reduziert (Block 619). Wenn die Zellenkonfiguration geändert wird,
um die Bandbreite des existierenden Stroms entweder zu vergrößern oder
zu verkleinern (Blöcke 604 und 608)
oder um die Anzahl der Zellenströme
zu vergrößern oder
zu verkleinern (Blöcke 618 und 619),
wird eine Steuernachricht über
den Steuerbus 160 zu den Verteilungsmanagern gesendet,
um die Nutzsignaltabelle in dem Verteilungsmanager-SAC zu aktualisieren
(Block 620). Obwohl der SAC mit besonderer Bezugnahme auf
das integrierte Netzwerk der Erfindung beschrieben wurde, versteht sich,
daß der
SAC separaten Nutzen hat und in einem beliebigen System verwendet
werden kann, in dem die Umsetzung zwischen synchronen Signalen und
ATM erwünscht
ist, oder wenn es erwünscht
ist sich agil zwischen verschiedenen Zellengrößenkonfigurationen zu bewegen.
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Mit
Bezug auf 1 wird das Verbundzellen-ATM-Signal
einschließlich
Telefonie, Video und Daten aus dem Hostendgerät 12 an die Verteilungsmanager
(DMs) in der Außenverteilungsanlage 6 abgeliefert.
Die Größe jedes
der Verteilungsmanager und der ATM-Transportverbindungen von dem
Hostendgerät 12 zu
den Verteilungsmanagern wird durch die Anzahl der durch den Verteilungsmanager
zu versorgenden Anschlüsse
und die Verkehrsmischung vorgeschrieben. Eine OC-48-Strecke 72 verbindet das
Hostendgerät 12 mit
einem großen
Verteilungsmanager 70 in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die ungefähr zwischen
64 und 2 K Anschlüsse 74 versorgt.
Eine OC-12-Strecke 76 verbindet das Hostendgerät 12 mit
mittleren Verteilungsmanagern 78, die in einer SONET-Ringverbindung
angeordnet sind, wobei die Signale aus dem signalaufwärts gelegenen
Verteilungsmanager zu dem angrenzenden signalabwärts gelegenen Verteilungsmanager
abgeliefert werden. Jeder mittlere Verteilungsmanager 78 versorgt
zwischen ungefähr
16 und 64 Anschlüsse 80 und
bis zu ungefähr
8 Verteilungsmanager pro OC-12-Ring. Kleine Verteilungsmanager 82,
die von ungefähr
1 bis 16 Anschlüsse 89 versorgen
können, werden
schließlich über OC-3-Strecken 86 mit
dem Hostendgerät 12 verbunden.
Es können
ungefähr 16 kleine
Verteilungsmanager unterstützt
werden, die in einer SONET-Ringkonfiguration angeordnet sind. Man
beachte, daß die
Verteilungsmanager auch in einer hierarchischen Konfiguration angeordnet
werden können,
bei der ein großer
Verteilungsmanager 70 einen oder mehrere mittlere Verteilungsmanager 78 oder
kleine Verteilungsmanager 82 versorgt oder wenn ein mittlerer
Verteilungsmanager einen oder mehrere kleine Verteilungsmanager
versorgt, wie in 1 dargestellt. Wie
in 1 dargestellt, kann darüber hinaus
ein größerer Verteilungsmanager
gegebenenfalls einen Ring kleinerer Verteilungsmanager versorgen.
Die tatsächliche
Maximalkapazität
einer Verteilungsstrecke hängt
von Verkehrsstatistiken, Fehlertoleranzbetrachtungen und Reserve
für Wachstum
ab.
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Insbesondere
mit Bezug auf 7 ist ein mittlerer Verteilungsmanager 78 dargestellt,
der aus einer SONET-Schnittstelle 90 zur
Bereitstellung der physischen Schnittstelle zwischen der OC-12-Strecke 76 und
dem ATM-Koppelfeld oder -router besteht. Die ATM-Signale werden
aus der SONET-Schnittstelle 90 an das ATM-Koppelfeld 92 abgeliefert,
und dort werden die Zellen zu dem entsprechenden Ziel verteilt.
Genauer gesagt routet das ATM-Koppelfeld 92 die Zellen
zu einem von mehreren Ports 94 auf der Basis des Inhalts
der Zellenkopfteile, wie in der Technik bekannt. Gewählte der
Ports 94 sind mit Breitbandschnittstellen an Anschlußkarten 96 zum
Routen von Daten und Videozellen zu den entsprechenden Breitbandauskopplungen 104, die
mit CPEs 10 verbunden sind, verbunden. Durch die Kopfteiladresse
angegebene Schmalband-Verbundzellen werden zu einem SAC 98 geroutet,
der zwischen dem ATM-Koppelfeld
und den Telefonieschnittstellen oder Anschlußkarten 100 angeordnet ist.
Der SAC 98 ist genauso wie der SAC 64 des Hostendgeräts 32 aufgebaut
und arbeitet auf dieselbe Weise, um in der Signalabwärtsrichtung
die ATM-Zellen in synchrone Signale umzusetzen und um in der Signalaufwärtsrichtung
synchrone Signale in ATM-Zellen umzusetzen, mit der Ausnahme, daß der SAC 98 keine
unabhängigen
Entscheidungen in bezug auf Zellenkonfiguration trifft, statt dessen
reagiert er auf die von dem SAC 64 getroffenen Entscheidungen.
Die synchronen Sprachsignale werden an die Telefonieschnittstellen 100 abgeliefert,
die mit den Telefonieanschlußauskopplungen 102 verbunden sind.
Wenn das Netzwerk der Erfindung drahtlose oder persönliche Kommunikationsdienste
(PSC) unterstützen
soll, werden die Daten oder Videozellen und die Telefoniezellen
an eine drahtlose Schnittstelle 110 abgeliefert, die die
Signale zu HF-Sendern/empfängern,
Antennen und Steuerlogik an dem Zellenstandort 112 sendet.
Ein Steuerprozessor 108 steuert ATM-Zellenrouting, Bandbreitenverwaltungsfunktionen,
Zeichengabefunktionen und Testfunktionen wie in der Technik bekannt.
Die großen
Verteilungsmanager und die kleinen Verteilungsmanager sind ähnlich konstruiert,
mit der Ausnahme, daß die Anzahl
und die Bandbreite der Einrichtungen vergrößert oder verkleinert ist,
um die Kapazität
der Einrichtungen zu vergrößern bzw.
zu verkleinern, und die kleinen Verteilungsmanager erfordern möglicherweise
keine Einrichtungsredundanz.
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Mit
Bezug auf 1B wird, wie allgemein bei 183 gezeigt,
ferner in Betracht gezogen, daß ATM-Sprache,
Video und Daten aus dem Hostendgerät 32 durch eine analoge
Außenverteilungsanlage 177 (wie
zum Beispiel eine typische hybride Faser-Koaxial-(HFC-)Baum-und-Zweigkonfiguration) an
den Faserknoten 170 und dann an einen kleinen Verteilungsmanager 182,
der sich an dem Kundenstandort oder in der Nähe davon befindet, über eine Koxialstrecke 172 abgeliefert
wird. Der Verteilungsmanager 182 ist dem mit Bezug auf 7 beschriebenen
Verteilungsmanager ähnlich,
mit der Ausnahme, daß die
SONET-Schnittstelle 90 durch einen HF-Empfänger und
ein Mediumzugriffsprotokoll (MAC) gemäß IEEE 802.14 174 ersetzt wird.
Bei diesem Szenario werden ATM-Verbundzellen für Schmalbandsignale in dem
MAC 174, das sich in dem Hostendgerät 32 befindet, und
in dem kleinen DM 182 assembliert/deassembliert. Diese
ATM-Verbundzellen werden zusammen mit anderen ATM-Signalen (Video/Daten/Zeichengabe)
unter Verwendung des vorgeschlagenen Mediumzugriffsprotokolls (MAC)
gemäß IEEE 802.14
174 in dem Hostendgerät in
analoge ATM-Signale
umgesetzt und durch ein MAC 174, das sich in dem kleinen
Verteilungsmanager befindet, wieder in Standard-ATM-Zellen umgesetzt.
Mit Ausnahme des analogen Verteilungsmediums und -protokolls wäre das Szenario
identisch mit dem oben definierten. Es versteht sich, daß mehrere Verbundzellen
für Schmalbanddienste
in dem Faserknoten 170 für den gesamten gegenüberliegenden Verkehr
oder für
jede Koaxialauskopplung, die mehrere Kunden unterstützt, gebildet
werden könnte.
Außerdem
versteht sich, daß die
Verbundzelle je nach Kunden unterstützt werden könnte. Schließlich wird auch
in Betracht gezogen, daß eine
SONET-Strecke 175 digitalen ATM-Verkehr zu dem Faserknoten 170 führen könnte. Bei
dieser Konfiguration würde
die Verbundzelle in dem Faserknoten durch das MAC 174 assembliert/deassembliert,
anstatt in dem Hostendgerät.