DE69738078T2 - System und verfahren zur timing-kontrolle in einem distribuierten digitalen cross-connect-system - Google Patents

System und verfahren zur timing-kontrolle in einem distribuierten digitalen cross-connect-system Download PDF

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0685—Clock or time synchronisation in a node; Intranode synchronisation

Description

  • TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf den Bereich Telekommunikationssysteme, und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Timing-Kontrolle in einem distribuierten, digitalen Cross-Connect-System.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Telekommunikationssysteme sind in der Lage, zwei oder mehr Telekommunikationsports über eine Vielzahl von Datenübertragungsmedien miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann ein erster Telekommunikationsport mit einem Mikrowellen-Datenübertragungsmedium verbunden sein, das wiederum mit einem Kupferleiter-Datenübertragungsmedium, anschließend mit einem Glasfaser-Datenübertragungsmedium und schließlich mit einem zweiten Telekommunikationsport verbunden ist. In diesem Beispiel werden die Telekommunikationsdaten über einen Telekommunikationskanal zwischen dem ersten Telekommunikationsport und dem zweiten Telekommunikationsport über das Mikrowellen-Datenübertragungsmedium, das Kupferleiter-Datenübertragungsmedium und das Glasfaser-Datenübertragungsmedium übertragen.
  • Moderne Telekommunikationssysteme umfassen typischerweise eine große Anzahl an Telekommunikationsports, die mit einer großen Anzahl an Datenübertragungsmedien verbunden sind. Diese Medien können große Signalfrequenz-Bandbreiten nutzen, so dass zwei oder mehr Telekommunikationskanäle durch Multiplexing für die Übertragung über das Datenübertragungsmedium kombiniert werden können. Um einen beliebigen Port mit einem anderen beliebigen Port zu verbinden, ist es erforderlich spezielle Telekommunikations-Netzknoten einzusetzen, die verwendet werden, um die Datenübertragungsmedien miteinander zu verbinden. Solche Telekommunikations-Netzknoten sind in der Lage, eine beliebig große Anzahl (M) an Eingangsports mit einer beliebig großen Anzahl (N) an Ausgangsports zu verbinden, wobei mit jedem Eingangsport und jedem Ausgangsport ein unterschiedliches Datenübertragungsmedium verbunden ist. Des Weiteren können diese Netzknoten in der Lage sein, das über ein bestimmtes Medium übertragene Signal zu demultiplexen, um Netzknotenfähigkeiten für Multiplex-Telekommunikationskanäle zu bieten.
  • Ein digitales Cross-Connect-System ist ein spezieller Telekommunikations-Netzknoten, der eine verbesserte Flexibilität bei der Vermittlung bietet. Ein Beispiel für ein modernes digitales Cross-Connect-System wird im US-Patent Nr. 5.436.890 von Read et al. mit dem Titel „Integrated Multi-rate Cross-Connect System" für die DSC Communications Corporation, ausgestellt am 25. Juli 1995 (im Folgenden als „Read" bezeichnet) beschrieben. Neben einem Telekommunikations-Netzknoten, der in der Lage ist, jeden der M Eingangsports mit jedem der N Ausgangsports zu verbinden, umfasst das digitale Cross-Connect-System von Read redundante, parallele Ebenen aller Komponenten, so dass das digitale Cross-Connect-System eine ganze Reihe von Störungen an den Komponenten tolerieren kann, die beide Ebenen betreffen, ohne dass der Netzwerkverkehr ausfällt. Eine Einheit für Timing-/Kommunikationssteuerung liefert über eine Synchronisiereinrichtung Taktsignale für ein Breitband-Teilsystem, ein Weitband-Teilsystem und ein Schmalband-Teilsystem. Die Synchronisiereinrichtung bietet einen Vermittlungsstellen-Taktgeber und erzeugt die für jedes Teilsystem erforderlichen Taktsignale.
  • Trotz der zusätzlichen Flexibilität des digitalen Cross-Connect-Systems muss die Verbindung der Datenübertragungsmedien mit den Eingangsports und den Ausgangsports des digitalen Cross-Connect-Systems koordiniert werden, um den Telekommunikationsverkehr zu optimieren. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, den Telekommunikationsverkehr von dem Eingangsport eines ersten digitalen Cross-Connect-Systems an den Ausgangsport eines zweiten digitalen Cross-Connect-Systems zu übertragen. Während diese Verbindung durch Bereitstellung von Verbindungen zwischen einem Ausgangsport des ersten digitalen Cross-Connect-Systems und einem Eingangsport des zweiten digitalen Cross-Connect-Systems hergestellt wird, verbrauchen solchen Verbindungen Ressourcen des digitalen Cross-Connect-Systems, d.h. Eingangsports und Ausgangsports.
  • Wenn zudem zwei oder mehr separate und diskrete digitale Cross-Connect-Systeme genutzt werden, um den Telekommunikationsverkehr weiterzuleiten, muss ein erheblicher Anteil der Ressourcen des digitalen Cross-Connect-Systems eingesetzt werden, um die digitalen Cross-Connect-Systeme miteinander zu verbinden. In vielen Fällen ist es wünschenswert, zwei oder mehr physisch voneinander getrennte digitale Cross-Connect-Systeme zu nutzen, z.B. wenn eine geringe Anzahl an Telefonleitungen an die Netzwerkschnittstellen angeschlossen ist, die Anzahl an digitalen Cross-Connects, und damit auch die Anzahl an Verbindungen zwischen den digitalen Cross-Connects, jedoch später erhöht werden muss, z.B. wenn die Anzahl an Telefonleitungen, die an die Netzwerkschnittstellen anschlossen sind, zugenommen hat. Die derzeit verfügbaren digitalen Cross-Connect-Systeme sind nicht in der Lage, eine solche Erweiterung der Anzahl an Netzwerkschnittstellen umzusetzen, sondern benötigen Schnittstellen, die neu zugeordnet werden müssen, um die Anzahl an Verbindungen zu verringern, die zwischen digitalen Cross-Connect-Systemen hergestellt werden müssen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Daher ist der Bedarf an einem System und einem Verfahren zur Verbindung eines digitalen Cross-Connect-Systems mit Netzwerkschnittstellen entstanden, die in der Lage sind, Erweiterungen der Anzahl an Netzwerkschnittstellen umzusetzen.
  • Demzufolge bietet die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Timing-Kontrolle in einem distribuierten, digitalen Cross-Connect-System, mit dem Datenverkehr über eine distribuierte Dienstezentrale von einem Eingangsport einer Netzwerkschnittstellen-Insel an einen Ausgangsport einer Netzwerkschnittstellen-Insel übertragen werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein Timingsystem zur Koordination der Komponenten eines distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems, wobei das Timingsystem Folgendes umfasst: ein Master-Timingsystem, das in der Lage ist, eine Netzwerk-Taktreferenz zu empfangen und ein Master-Taktsignal zu generieren; ein distribuiertes Dienstezentralen-Timingsystem, das mit dem Master-Timingsystem verbunden ist, wobei das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem in der Lage ist, das Master-Taktsignal zu empfangen und ein dem Master-Taktsignal zugeordnetes Taktsignal in den Datenübertragungsrahmen einzubetten; und zwei oder mehr Netzwerkschnittstellen-Insel-Timingsysteme, die mit dem distribuierten Dienstezentralen-Timingsystem verbunden sind, wobei jedes Netzwerkschnittstellen-Insel-Timingsystem in der Lage ist, den Datenübertragungsrahmen zu empfangen und das einbettete Taktsignal aus dem Datenübertragungsrahmen auszulesen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet zahlreiche technische Vorteile. Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen-Inseln über eine distribuierte Dienstezentrale miteinander verbunden werden können, so dass Daten von einem Eingangsport einer Netzwerkschnittstellen-Insel an einen Ausgangsport einer anderen Netzwerkschnittstelle-Insel übertragen werden können.
  • Ein weiterer, wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Timingsysteme physisch voneinander getrennter Netzwerkschnittstellen-Inseln und distribuierter Dienstezentralen entsprechend koordiniert werden können, um die Übertragung von Telekommunikationsdaten von einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel an eine zweite Netzwerkschnittstellen-Insel einer distribuierten Dienstezentrale zu ermöglichen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile erfolgt die nachstehende Beschreibung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Referenzziffern gleiche Funktionen bezeichnen, wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Systemarchitektur eines distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems ist, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt wurden;
  • 2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Steuerkonfiguration für eine Einheit ist, in dem die interne Konfiguration der Netzwerkschnittstellen-Inselkomponenten dargestellt ist, die die Verbindung der Netzwerkschnittstellen-Insel mit der Master-Schnittstelleninsel und der distribuierten Dienstezentrale steuern;
  • 3 eine exemplarische, schematische Darstellung ist, in der die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt wurden und die die Datenübertragungswege von den Primärmultiplexbündel-Schaltungen zwischen der Netzwerkschnittstellen-Insel und dem Einheiten-Controller und der digitalen Matrix-Schnittstelle darstellt werden;
  • 4 ein beispielhaftes Blockdiagramm der gegenläufigen Ring-Schnittstellen ist, die eingesetzt werden, um an jeder Netzwerkschnittstellen-Insel Schalt- und Steuerdaten vom Kommunikationsmedium des Steuersystems zu empfangen und die Schalt- und Steuerdaten von der Master-Schnittstellen-Insel an das Kommunikationsmedium des Steuersystems zu übertragen;
  • 5 eine beispielhafte schematische Darstellung ist, in der die redundanten Ebenen der Steuerstruktur des Verwaltungs-Teilsystems und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel dargestellt sind;
  • 6 eine beispielhafte, schematische Darstellung einer Timing-Hierarchie ist, in der die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden;
  • 7 eine beispielhafte schematische Darstellung eines Timing-Verteilungssystems ist, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden;
  • 8A bis 8D beispielhafte Datenformate sind, in denen die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden;
  • 9 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Übertragung von Daten von einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel über eine distribuierte Dienstezentrale an eine zweite Netzwerkschnittstellen-Insel ist;
  • 10 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Timingverfahrens für ein digitales Cross-Connect-System ist; und
  • 11 ein beispielhaftes Verfahren zur Übertragung digital codierter Daten in Übereinstimmung mit den Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die bevorzugten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt, wobei gleiche Referenzziffern verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile der verschiedenen Zeichnungen zu bezeichnen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Systemarchitektur eines digitalen Cross-Connect-Systems 10, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Wie in 1 dargestellt, umfasst das digitale Cross-Connect-System 10 vier Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17, eine Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13, ein Verwaltungs-Teilsystem 14, ein Synchronisierungs-Teilsystem (SYNC) 16 und zwei distribuierte Dienstezentralen (DSN) 18. Das digitale Cross-Connect-System 10 umfasst zudem Vorkehrungen für ein optionales Verwaltungs-Teilsystem 20. Die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17, die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 und die distribuierten Dienstezentralen 18 sind mit dem Kommunikationsmedium des Steuersystems 22 verbunden. Zusätzlich ist jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 sowie die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 über Daten- und Timingmedien 24 mit jeder distribuierten Dienstezentrale 18 verbunden. Das Synchronisierungs-Teilsystem 16 ist über Taktsignal-Medien 26 mit den distribuierten Dienstezentralen 18 verbunden.
  • Die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 umfassen M Eingangsports und N Ausgangsports, wobei „M" und „N" beliebige Zahlen darstellen können. Beispielsweise kann eine erste Netzwerkschnittstellen-Insel 11 ein distribuiertes, digitales Cross-Connect-System 10 mit 1096 Eingangsports und 1096 Ausgangsports bieten, und eine zweite Netzwerkschnittstellen-Insel 15 kann ein digitales Cross-Connect-System 10 mit 548 Eingangsports und 548 Ausgangsports bieten. Diese Netzwerkschnittstellen-Inseln werden eingesetzt, um Telekommunikations-Netzwerkschnittstellenports zu bieten, über die Telekommunikations-Datenübertragungskanäle hergestellt werden können.
  • Beispielsweise kann ein Kupferleiter-Datenübertragungsmedium, das Signale auf DS1-Ebene überträgt, mit den Eingangsports und den Ausgangsports der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 verbunden sein. Ein Telekommunikations-Datenübertragungskanal muss z.B. zwischen einem ersten Telekommunikationsport hergestellt werden, der mit einem ersten Datenübertragungsmedium, das wiederum mit dem Eingangsport einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden ist, wie beispielsweise der Netzwerkschnittstellen-Insel 11, und einem zweiten Telekommunikationsport verbunden ist, der mit einem zweiten Datenübertragungsmedium verbunden ist, das mit dem Ausgangsport einer zweiten Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden ist, beispielsweise der Netzwerkschnittstellen-Insel 15. Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, dass dieser Telekommunikations-Datenübertragungskanal über eine distribuierte Dienstezentrale 18 hergestellt werden kann, ohne den Ausgangsport der Netzwerkschnittstellen-Insel 11 mit dem Eingangsport der Insel-Netzwerkschnittstelle 15 zu verbinden.
  • Wie in 1 dargestellt, sind die vier Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 mit den distribuierten Dienstezentralen 18 verbunden. Eine beliebige Anzahl an Netzwerkschnittstellen-Inseln kann mit den distribuierten Dienstezentralen 18 verbunden werden. Zudem kann jede Netzwerkschnittstellen-Insel, wie in 1 dargestellt, zwei redundante Ebenen umfassen. Der Einsatz von zwei redundanten Ebenen erfolgt ähnlich dem in Read beschriebenen System und Verfahren. Die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 kann mit den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 identisch sein, es kann die einzige Netzwerkschnittstellen-Insel sein, die direkt mit dem Verwaltungs-Teilsystem 14 verbunden ist.
  • Das Verwaltungs-Teilsystem 14 des distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10 übernimmt das Telekommunikations-Routing und die Datenbankwartung für das distribuierte, digitale Cross-Connect-System 10. Wie bereits erwähnt, kann das Verwaltungs-Teilsystem 14 dem Insel-Master-Netzwerkknoten 13 zugeordnet werden, so dass die Kommunikation mit den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 über das Kommunikationsmedium 22 des Steuersystems den Zwischenschritt einer Datenübertragung an die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 erfordern kann. Das Verwaltungs-Teilsystem 14 kann ebenfalls distribuiert sein, so dass die redundanten Verwaltungs-Teilsysteme 14 mit einer oder mehreren Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 verbunden oder an einer zentralen Stelle angeordnet und direkt mit jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 verbunden werden können.
  • Die Netzwerkverbindungen für jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 werden über das Kommunikationsmedium 22 des Steuersystems an das Verwaltungs-Teilsystem 14 übertragen. In gleicher Weise werden die Verbindungen, die über die distribuierte Dienstezentrale 18 zwischen den Eingangsports jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 13, 15 und 17, und den Ausgangsports der anderen Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 hergestellt werden, vom Verwaltungs-Teilsystem 14 koordiniert. Das Verwaltungs-Teilsystem 14 übernimmt außerdem die Datenbankwartung und die Routingfunktionen der Telekommunikations-Datenübertragungskanäle für das distribuierte, digitale Cross-Connect-System 10.
  • Bei dem Synchronisierungs-Teilsystem 16 handelt es sich um ein Timing-Teilsystem zur Koordination der Komponenten des distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10. Das Synchronisierungs-Teilsystem 16 kann der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 zugeordnet werden, in ähnlicher Weise wie das Verwaltungs-Teilsystem 14. Alternativ dazu kann das Synchronisierungs-Teilsystem 16 auch an einer zentralen Stelle angeordnet und direkt mit jedem Teilsystem und jeder Netzwerkschnittstellen-Insel im distribuierten, digitalen Cross-Connect-System 10 verbunden werden. Bei dem Synchronisierungs-Teilsystem 16 handelt es sich um ein Master-Timingsystem, das die Netzwerk-Referenz taktsignale vom Datenübertragungsmedium des Netzwerks empfängt, mit dem es verbunden ist (nicht explizit dargestellt). Diese Taktsignale werden an die Timingsysteme der distribuierten Dienstezentralen (nicht explizit dargestellt) übertragen, die mit den distribuierten Dienstezentralen 18 verbunden sind. Die Taktsignale werden anschließend über Daten- und Timing-Medien 24 an die Timingsysteme der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 übertragen.
  • Bei den distribuierten Dienstezentralen 18 handelt es sich um Telekommunikations-Netzknoten mit M Eingangsknoten und N Ausgangsknoten; sie bilden einen Telekommunikations-Datenübertragungsweg zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13. Die distribuierten Dienstezentralen 18 können Datenverarbeitungseinrichtungen zur Umwandlung von optischen Signalen in elektrische Signale und zum Multiplexen und Demultiplexen von Daten sowie Verarbeitungseinrichtungen zur Umwandlung von parallelen in serielle Datenformate umfassen.
  • Bei dem Kommunikationsmedium 22 des Steuersystems, den Daten- und Timingmedien 24 und dem Taktsignal-Medium 26 handelt es sich um digitale Datenübertragungsmedien, wie z.B. Kupferleiter, Koaxialkabel, Lichtwellenleiter oder zahlreiche andere, geeignete Leiter. In der bevorzugten Ausführungsvariante handelt es sich bei dem Kommunikationsmedium 22, den Daten- und Timingmedien 24 und dem Taktsignal-Medium 26 um Lichtwellenleiter, um die höchste Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erzielen. Digital codierte Telekommunikationsdaten werden in verschiedenen Datenformaten über diese Medien übertragen.
  • Im Betrieb werden die Datenübertragungsmedien, die dedizierte Telekommunikationskanäle übertragen, mit den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 verbunden. Beispielsweise kann jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 sowie die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 1.024 eingehende, lokale Telekommunikations-Datenkanäle und 1.024 abgehende, lokale Telekommunikations-Datenkanäle umfassen. Jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 sowie die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 kann jeden der 1.024 eingehenden, lokalen Telekommunikations-Datenkanäle über distribuierte Dienstezentralen 18 mit jedem der 1.024 abgehenden, lokalen Telekommunikations-Datenkanäle verbinden. Diese Telekommunikations-Datenkanäle können über ein einziges Datenübertragungsmedium, wie z.B. ein Glasfaserkabel, oder über mehrere Datenübertragungsmedien, z.B. einzelne Kupferleiter, übertragen werden.
  • Die Verbindungen zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 werden durch distribuierte Dienstezentralen 18 gebildet. Die Daten- und Timing-Medien 24 können beispielsweise 1.024 Telekommunikations-Datenkanäle über distribuierte Dienstezentralen 18 zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 übertragen. Diese Telekommunikations-Datenkanäle übertragen Telekommunikationsdaten von den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 an die distribuierten Dienstezentralen 18, sie übertragen zudem Telekommunikationsdaten von den distribuierten Dienstezentralen 18 an die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13.
  • Zu weiteren Erläuterung muss beispielsweise ein Telekommunikations-Datenkanal zwischen dem Eingangsport der Netzwerkschnittstellen-Insel 11 und einem Ausgangsport der Netzwerkschnittstellen-Insel 15 hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, einen Telekommunikations- Datenkanal über die distribuierten Dienstezentralen 18 von der Netzwerkschnittstellen-Insel 11 zu der Netzwerkschnittstellen-Insel 15 herzustellen.
  • Um digital codierte Telekommunikationsdaten zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11 und 15 und den distribuierten Dienstezentralen 18 zu übertragen, muss das Timing des jeweiligen distribuierten Systems auf eine einzige, gemeinsame Frequenzreferenz zurückverfolgt werden können. Die gemeinsame Frequenzreferenz für jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17, die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 und die distribuierten Dienstezentralen 18 wird durch ein Synchronisierungs-Teilsystem 16 zur Verfügung gestellt. Die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie direkt mit dem Synchronisierungs-Teilsystem 16 verbunden ist. Alle anderen Netzwerkschnittstellen-Inseln sind über die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 mit dem Synchronisierungs-Teilsystem 16 verbunden.
  • Das Routing des Telekommunikationsverkehrs wird vom Verwaltungs-Teilsystem 14 koordiniert. Wenn der Telekommunikationsverkehr daher von einem Eingangsport einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel 11 an einen Ausgangsport einer zweiten Netzwerkschnittstellen-Insel 15 geleitet werden muss, werden die Routingsignale, die vom Verwaltungs-Teilsystem 14 empfangen werden, zuerst in Steuersignale konvertiert, die Schaltbefehle beinhalten können. Anschließend werden diese Steuersignale über das Kommunikationsmedium des Steuersystems 22 vom Verwaltungs-Teilsystem 14 an die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11 und 15, die am Datenübertragungsweg beteiligt sind, und an die distribuierten Dienstezentralen 18 übertragen.
  • Als Reaktion auf diese Steuersignale werden die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11 und 15 sowie die distribuierten Dienstezentralen 18, die den Datenübertragungskanal-Weg vom Eingangsport der ersten Netzwerkschnittstellen-Insel 11 zum Ausgangsport der zweiten Netzwerkschnittstellen-Insel 15 bilden, entsprechend geschaltet, um den Telekommunikations-Datenkanal zu übertragen. Die Vermittlung wird durch das Synchronisierungs-Teilsystem 16 anhand von Taktsignalen, die über das Taktsignal-Medium 26 und die Daten- und Timingmedien 24 übertragen werden, synchronisiert.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem distribuierten, digitalen Cross-Connect-System 10 möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So können beispielsweise beliebig viele Netzwerkschnittstellen-Inseln eingesetzt werden, denn die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vier Netzwerkschnittstellen-Inseln und eine Master-Netzwerkschnittstellen-Insel begrenzt, die in 1 dargestellt werden. Gleichermaßen können beliebig viele Datenübertragungsmedien eingesetzt werden, um die Telekommunikationsdaten sowie die Verwaltungs- und Steuerdaten zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln, der Master-Zugriffsinsel und den distribuierten Dienstezentralen zu übertragen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Einheits-Steuerkonfiguration 30, in der die interne Konfiguration der Netzwerkschnittstellen-Inselkomponenten dargestellt ist, die die Verbindung der Netzwerkschnittstellen-Ports der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 mit den distribuierten Dienstezentralen 18 (1) steuern. Diese Verbindungen bestehen aus Primärmultiplexbündel-Schaltungen (DC) 34 der Einheiten-Controller (UC) 36, die in den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 enthalten sind, und die von digitalen Matrix-Controllern (DMCs) 40 der Zugriffsbaugruppen 38 gesteuert werden. Die abgebildete Steuerkonfiguration 30 der Baugruppen umfasst Zugriffsbaugruppen für die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17.
  • Die Steuerkonfiguration 30 der Baugruppen für jede Netzwerkschnittstellen-Insel umfasst 48 DS1-Baugruppeneinheiten 32 und zwei redundante, digitale Matrix-Controller 40. Bei der DS1-Baugruppeneinheit 32 kann es sich um eine diskrete Komponente des Telekommunikationssystems handeln, die eine Reihe von Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 und Einheits-Controllern 36 umfasst. Beispielsweise kann es sich bei der DS1-Baugruppeneinheit 32 um eine Leiterplattenkarte handeln, die diskrete Schaltungskomponenten umfasst. Die DS1-Baugruppeneinheit 32 besteht beispielsweise aus 28 einzelnen Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 und zwei redundanten Einheits-Controllern 36. Alternativ dazu kann die DS1-Baugruppeneinheit 32 auch aus mehr als einer diskreten Komponente des Telekommunikationssystems bestehen, z.B. aus zwei Leiterplatten und einem parallelen Datenkommunikationsmedien-Anschluss und einer beliebigen Anzahl von Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 und Einheits-Controllern 36.
  • Achtundvierzig DS1-Baugruppeneinheiten 32 sind mit dem digitalen Matrix-Controller 40 der Zugriffsbaugruppe 38 verbunden. Jede DS1-Baugruppeneinheit 32 empfängt eine Reihe von seriellen Telekommunikations-Datenströmen mit einer ersten Frequenz an den Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 von einer Netzwerkschnittstellen-Insel. Diese seriellen Datenströme werden vom Einheits-Controller 36 in parallele Datenströme mit einer zweiten Frequenz konvertiert. Die von dem digitalen Matrix-Controller 40 empfangenen Steuerdaten werden in die parallelen Datenströme eingebettet.
  • Bei der Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 kann es sich um eine diskrete Komponente des Telekommunikations-Netzknotens handeln, wie z.B. eine integrierte Schaltung in einer einzelnen Baugruppe aus integrierten Schaltungen, die einen einzelnen, digital codierten, seriellen Datenstrom oder Kanal von einem externen Telekommunikations-Datenübertragungsmedium empfängt. Alternativ dazu kann die Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 auch mehr als eine diskrete Schaltungskomponente umfassen oder in einer einzelnen, diskreten Netzwerkschnittstellen-Inselnkomponente mit einem oder mehreren Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 enthalten sein. Beispielsweise kann die Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 zwei oder mehr Baugruppen aus integrierten Schaltungen, diskrete Komponenten und dazu gehörige Leiter enthalten.
  • Bei dem Einheits-Controller 36 in der DS1-Baugruppeneinheit 32 kann es sich um eine diskrete Telekommunikationskomponente handeln, wie beispielsweise eine Leiterplattenkarte, eine separat gepackte integrierte Schaltung oder eine ähnliche, diskrete Komponente. Alternativ dazu kann der Einheits-Controller 36 eine oder mehrere diskrete Telekommunikationskomponenten umfassen. Der Einheits-Controller 36 empfängt eine Vielzahl von diskreten, seriellen Telekommunikationsdatenkanälen, die digital codierte, serielle Daten in einem ersten Datenformat mit einer ersten Frequenz übertragen, konvertiert das erste Datenformat in ein zweites Datenformat mit einer zweiten Frequenz und integriert die von dem digitalen Matrix-Controller 40 empfangenen Steuerdaten in das zweite Datenformat.
  • Beispielsweise kann die Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 ein erstes, serielles Datenformat mit 8-Bit-Worten mit einer Geschwindigkeit von 1,536 Megabit pro Sekunde empfangen und diese Daten in ein zweites Datenformat mit 21-Bit-Worten mit einer Geschwindigkeit von 4,032 Megabit pro Sekunde konvertieren. Die von dem digitalen Matrix-Controller 40 empfangenen Steuerdaten werden vom Einheits-Controller 36 in die zusätzlichen 13 Bit jedes Datenworts integriert. Der Einheits-Controller 36 kann zudem das zweite Datenformat mit seriellen Daten in ein drittes Datenformat mit parallelen Daten konvertieren. Beispielsweise kann der Einheits-Controller 36 die 21-Bit-Worte mit seriellen Daten von den Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 in 16-Bit-Worte mit parallelen Daten konvertieren. Diese parallelen Daten werden dann mit einer Geschwindigkeit von 5,376 Millionen Worten pro Sekunde zur anschließenden Übertragung an die distribuierten Dienstezentralen 18 an die Zugriffsbaugruppe übertragen.
  • Neben dem digitalen Matrix-Controller 40 kann die Zugriffsbaugruppe 38 Alarmeinheiten, Netzteile und andere, geeignete Komponenten umfassen. Der digitale Matrix-Controller 40 empfängt über das Kommunikationsmedium des Steuersystems Schalt- und Steuerdaten vom Verwaltungssystem 14 und die Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 integriert diese Schalt- und Steuerdaten in den Datenstrom, der von der Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 an den Einheits-Controller 36 übertragen wird.
  • 3 ist eine beispielhafte schematische Darstellung 44, in der die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden und die den Datenübertragungsweg von den Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 an die Einheits-Controller 36 und an eine digitale Matrix-Schnittstelle 46 darstellt. Dieser Datenübertragungsweg ist auch in den Zugriffsbaugruppen 38 (2) der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 (1) enthalten. Jede Primärmultiplexbündel-Schaltung 34 empfängt ein serielles DS1-Telekommunikationsdatensignal von einem externen Telekommunikations-Datenübertragungsmedium, das aus 8-Bit-Worten besteht. Die 28 Primärmultiplexbündel-Schaltungen 34 sind mit einem Einheits-Controller 36 verbunden, der die 28 seriellen 8-Bit-Telekommunikationsdatensignale in ein einzelnes, paralleles 16-Bit-Datensignal zur Übertragung an die digitale Matrix-Schnittstelle 46 konvertiert. In der Zugriffsbaugruppe 38 aus 3 sind acht digitale Matrix-Schnittstellen 46 enthalten.
  • Bei der digitalen Matrix-Schnittstelle 46 handelt es sich um eine Telekommunikationsnetzknoten-Komponente, die die parallelen 16-Bit-Datensignale von den Einheits-Controllern 36 empfängt und diese Signale zu einem einzelnen Signal bündelt, das die digital codierten Daten übermittelt. Die digitale Matrix-Schnittstelle 46 umfasst einen Multiplexer 48, der mit einem 16-zu-10-Bit-Konverter 50 verbunden ist. Der 16-zu-10-Konverter 50 ist mit einem elektrisch/optischen Konverter 52 verbunden. Wie in 3 dargestellt, werden im Multiplexer 48 sechs parallele 16-Bit-Datensignale von den Einheits-Controllern 36 empfangen und in einem einzelnen parallelen 16-Bit-Datensignal gebündelt, das anschließend an den 16-zu-10-Bit-Konverter 50 übertragen wird. Der 16-zu-10-Bit-Konverter 50 konvertiert das parallele 16-zu-10-Bit-Datensignal, das er vom Multiplexer 48 empfangen hat, in ein paralleles 10-Bit- Datensignal. Dieses parallele 10-Bit-Datensignal und weitere parallele 10-Bit-Datensignale von einer digitalen Slave-Matrix-Schnittstelle 46 werden dann von dem elektrisch/optischen Konverter 52 von einem elektrischen in ein optisches Signal umgewandelt und an die distribuierten Dienstezentralen 18 übermittelt.
  • Nachdem das optische Datensignal in den distribuierten Dienstezentralen 18 empfangen wurde, wird es in einzelne Datenkanäle unterteilt, die den ursprünglichen DS0- oder DS1-Datensignalen entsprechen, und zwar in einem Verfahren, das teilweise einer Umkehr des in 3 dargestellten Verfahrens entspricht. Das optische Datensignal wird zunächst von einem optisch-elektrischen Konverter (nicht explizit dargestellt) wieder in zwei elektrische, parallele 10-Bit-Datensignale konvertiert. Die parallelen 10-Bit-Datensignale (32.256 parallele 10-Bit-Datensignale) für die acht digitalen Matrix-Schnittstellen 46 für jede Zugriffsbaugruppe 38 werden dann durch die Schaltmatrix der distribuierten Dienstezentralen 18 übermittelt, zusätzlich zu den parallelen 10-Bit-Datensignalen, die von den anderen Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 empfangen werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante können bis zu 5.376 DS1-Signale (129.024 DS0-Signale) von der Schaltmatrix jeder distribuierten Dienstezentrale 18 übermittelt werden, obwohl jede beliebige Anzahl an Matrix-Eingangsports und Ausgangsports eingesetzt werden kann.
  • Auf Ausgangsport-Seite der Schaltmatrix in den distribuierten Dienstezentralen 18 werden zwei parallele 10-Bit-Datensignale zur Übertragung an die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 in ein optisches Signal konvertiert. Das optische Signal wird anschließend wieder in serielle DS1-Datenströme konvertiert, die anschließend über externe Datenübertragungsmedien übertragen werden.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem System aus 3 möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann eine beliebige Anzahl an DS1-Signalen von seriellen in parallele Daten konvertiert werden, und die Größe der parallelen Datenworte kann aus bestimmten Gründen von der angegebenen Größe abweichen. Außerdem kann der Schritt der Konvertierung eines elektrischen Signals in ein optisches Signal entfallen, wenn elektrische Signale über die Daten- und Timingmedien 24 übertragen werden. Gegebenenfalls können den Datenübertragungswegen zusätzliche Einrichtungen für Fehlerüberwachung und Alarmmeldung, Datenverarbeitungseinrichtungen und Datenübertragungseinrichtungen hinzugefügt werden. Beispielsweise kann ein Datenpuffer eingesetzt werden, um die Daten im Fall eines Timingfehlers vorübergehend zu speichern und so die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen.
  • 4 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm 54 der gegenläufigen Ringschnittstellen, die eingesetzt werden, um die Schalt- und Steuerdaten von dem Kommunikationsmedium des Steuersystems in jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 zu empfangen und die Schalt- und Steuerdaten von der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 an das Kommunikationsmedium 22 des Steuersystems zu übertragen. Das Blockdiagramm 54 umfasst in Ebene „A" und „B" redundante, digitale Matrix-Controller 40 für jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 sowie für die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13, die mit dem rechtsdrehenden Ring „A" 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 und dem linksdrehenden Ring „B" 64 verbunden sind, die Kommunikationsmedien 22 des Steuersystems umfassen. Die distribuierten Dienstezentralen 18 sind ebenfalls mit dem rechtsdrehenden Ring „A" 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 und dem linksdrehenden Ring „B" 64 verbunden.
  • Der digitale Matrix-Controller 40 empfängt Steuer- und Schaltbefehle von dem rechtsdrehenden Ring „A" 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 und dem linksdrehenden Ring „B" 64 an der gegenläufigen Ringschnittstelle, die im Blockdiagramm 54 dargestellt ist. Jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 umfasst einen digitalen Matrix- Controller 40 und eine entsprechende, gegenläufige Ringschnittstelle. Außerdem erfolgen die Verbindungen zwischen dem Verwaltungs-Teilsystem 14 und dem rechtsdrehenden Ring „A", 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 und dem linksdrehenden Ring „B" 64 über den digitalen Matrix-Controller 40 der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13. Wie bereits erwähnt, umfasst jede Netzwerkschnittstellen-Insel der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 parallele Ebenen mit redundanten Komponenten. Zu diesem Zweck sind die „A"-Ringe mit der „A"-Ebene jeder Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden, und die „B"-Ringe sind mit der „B"-Ebene jeder Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden.
  • Im Betrieb werden die Steuer- und Schaltbefehle, die vom Verwaltungs-Teilsystem 14 erstellt werden, von der gegenläufigen Ringschnittstelle der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 an den rechtsdrehenden Ring „A" 58, den linksdrehenden Ring „A" 60, den rechtsdrehenden Ring „B" 62 und den linksdrehenden Ring „B" 64 übertragen. Die Steuer- und Schaltbefehle werden anschließend über die gegenläufige Netzwerkschnittstelle jeder Netzwerkschnittstellen-Insel an jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 übertragen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Steuer- und Schaltbefehle für jede parallele Ebene der Netzwerkschnittstellen-Insel der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 über zwei redundante Wege übertragen werden.
  • Für Ebene A der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17, die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 und die distribuierten Dienstezentralen 18 werden die Schalt- und Steuerbefehle beispielsweise über den rechtsdrehenden Ring „A" 58 und den linksdrehenden Ring „A" 60 übertragen. Gleichermaßen werden die Schalt- und Steuerbefehle für Ebene B der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17, die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 und die distribuierten Dienstezentralen 18 über den rechtsdrehenden Ring „B" 62 und den linksdrehenden Ring „B" 64 übertragen. Diese Konfiguration gewährleistet, dass nach einem Aufbaufehler oder einer ähnlichen Unterbrechung an einem Punkt im rechtsdrehenden Ring „A" 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 oder dem linksdrehenden Ring „B" 64 zwischen jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 ein Weg zur Verfügung steht.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an der in 4 dargestellten gegenläufigen Ringschnittstelle vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann ein einzelner Satz gegenläufiger Ringe eingesetzt werden, oder die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel kann gegebenenfalls direkt mit den gegenläufigen Ringen verbunden werden.
  • 5 ist eine beispielhafte schematische Darstellung der redundanten Ebenen der Steuerstruktur 70 des Verwaltungs-Teilsystems 14 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13. Die Steuerstruktur 70 umfasst digitale Matrix-Controller (DMC) 40 für Ebene A und Ebene B der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13, die mit den digitalen Matrix-Schnittstellen (DMI) 46 der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 verbunden sind. Die digitalen Matrix-Controller 40 sind außerdem mit dem rechtsdrehenden Ring „A" 58, dem linksdrehenden Ring „A" 60, dem rechtsdrehenden Ring „B" 62 oder dem linksdrehenden Ring „B" 64 verbunden, um die gegenläufige Ringschnittstelle für die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 zu bilden. Ebene „A" der Steuerstruktur 70 ist mit einer einzelnen Alarmschnittstelle (AI) 72 verbunden. Beide Ebenen sind mit einer Speichereinheit 74 verbunden. Die Synchronisierungs-Leiterplatten (SYNC) 76 sind mit digitalen Matrix-Controllern 40 verbunden.
  • Bei der Alarmschnittstelle 72 handelt es sich um eine Komponente des Verwaltungssystems für das Telekommunikationssystem, die mit dem Mikroprozessor 78 und dem Einheitsmanager 80 der Ebene „A" verbunden ist. Die Alarmschnittstelle 72 empfängt Alarmmeldungen vom Mikroprozessor 78 oder dem Einheitsmanager 80, die aus allgemeinen Schalt- und Steuerdaten abgeleitet werden, und überträgt diese Alarmmeldungen an einen Alarmmonitor (nicht explizit dargestellt) oder eine andere geeignete Komponente, um die Netzbetreiber über Defekte von Einrichtungen, Stromausfälle oder andere Funktionsstörungen zu informieren.
  • Bei dem Speicher 74 handelt es sich um eine digitale Datenspeichereinrichtung zur Speicherung der Informationen über die Steuer- und Schaltkonfiguration. Die Speichereinheit 74 kann beispielsweise Daten enthalten, die die aktuelle Konfiguration jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 beschreiben. Bei der Speichereinheit 74 kann es sich um eine Magnetdiskette oder ein Bandlaufwerk, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen optischen Datenspeicher oder eine andere geeignete Einrichtung zur digitalen Datenspeicherung handeln.
  • Die Synchronisierungs-Leiterplatte 76 empfängt Taktsignale von externen Taktgebern, verarbeitet diese Taktsignale und überträgt die Informationen über den Taktsignalstatus an den digitalen Matrix-Controller 40. Die von der Synchronisierungs-Leiterplatte empfangenen und verarbeiteten Taktsignale werden an das Timingsystem der distribuierten Dienstezentralen 18 und die Timingsysteme der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstelle-Insel 13 übertragen. Diese übertragenen Taktsignale werden verwendet, um die Übertragung der Impulscode-modulierten Daten zwischen den distribuierten Dienstezentralen 18 der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 zu koordinieren.
  • Im Betrieb werden die Befehle zum Telekommunikationsrouting im Mikroprozessor 78 von einer externen Quelle (nicht explizit dargestellt) empfangen. Diese Befehle zum Telekommunikationsrouting werden vom Mikroprozessor 78 verarbeitet, der die im Speicher 74 abgelegten Daten verwendet, zu denen die aktuelle Matrix-Konfiguration des digitalen Cross-Connect-Systems für die distribuierten Dienstezentralen 18 und die Netzwerkverbindungen für jede Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 und 17 sowie für die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 gehört, um die Matrix-Verbindungen zu ermitteln, die benötigt werden, um den Telekommunikations-Datenübertragungsweg zu bilden, der für die Befehle zum Telekommunikationsrouting erforderlich ist. Dieser Telekommunikations-Datenübertragungsweg kann Verbindungen zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 über distribuierte Dienstezentralen 18 umfassen.
  • Der Mikroprozessor 78 überträgt diese Matrix-Verbindungsdaten dann an den Einheits-Manager 80, der die Daten in Befehle und Adressen für Schaltkomponenten konvertiert. Diese Befehle und Adressen für Schaltkomponenten werden dann an die digitalen Matrix-Controller 40 übertragen, die die Befehle für die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 sowie für die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 verarbeiten. Der Befehlsstatus wird dann erneut an den Mikroprozessor 78 übertragen.
  • Wenn die verarbeiteten Befehle an die digitalen Matrix-Schnittstellen 46 der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 adressiert werden, leiten die digitalen Matrix-Controller 40 der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 die verarbeiteten Befehle an die entsprechenden digitalen Matrix-Schnittstellen 46 weiter. Andernfalls werden die verarbeiteten Befehle von den digitalen Matrix-Controllern 40 der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 über den rechtsdrehenden Ring „A" 58, den linksdrehenden Ring „A" 60, den rechtsdrehenden Ring „B" 62 und den linksdrehenden Ring „B" 64 an die digitalen Matrix-Controller 40 der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 weitergeleitet.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem in 5 dargestellten Verwaltungssystem vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann das Verwaltungssystem 14 distribuiert sein, so dass in jeder Netzwerkschnittstellen-Insel ein redundantes Verwaltungssystem 14 vorhanden ist. Die Alarmschnittstellen und andere Komponenten können entfallen oder gegebenenfalls an anderer Stelle angeordnet werden. Gleichermaßen können zusätzliche Datenverarbeitungseinrichtungen und Komponenten für das Datenübertragungssystem hinzugefügt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • 6 ist ein beispielhaftes Schemadiagramm einer Timing-Hierarchie 90, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Die Timing-Hierarchie 90 umfasst ein Master-Timingsystem 92a und ein redundantes Master-Timingsystem 92b, die mit den Haupt-Timingsystemen 94a und 96a sowie mit den Reserve-Timingsystemen 94b und 96b der distribuierten Dienstezentralen 18 verbunden sind. Die primäre Netzwerkreferenz 98 und die sekundäre Netzwerkreferenz 99 sind mit der Master-Timinginsel 92 verbunden. Die Timingsysteme der distribuierten Dienstezentralen sind mit den Timingsystemen der redundanten Ebenen der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12 und 15 und mit der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 verbunden.
  • Im Betrieb werden die aus der primären Netzwerkreferenz 98 und der sekundären Netzwerkreferenz 99 abgeleiteten Taktsignale von einer Synchronisierungskarte (nicht explizit dargestellt) der Master-Timingsysteme 92a und 92b empfangen. Diese Netzwerkreferenz-Taktsignale werden verwendet, um ein Referenzsignal für die Master-Timingsysteme 92a und 92b zu erzeugen, die synchron zu den Netzwerkreferenz-Timingsignalen sind. Die Referenz-Taktsignale von den Timingsystemen 92a und 92b der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel werden dann an die Haupt-Timingsysteme 94a und 96a der distribuierten Dienstezentralen und die Reserve-Timingsysteme 94b und 96b der distribuierten Dienstezentralen übertragen.
  • Die Haupt- und Reserve-Timingsysteme der distribuierten Dienstezentralen beider Ebenen erzeugen Referenz-Taktsignale, die synchron und im Gleichtakt mit dem Taktreferenz-Signal sind, das von den Timingsystemen 92a oder 92b der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel empfangen wurde. Die Taktreferenz-Signale der distribuierten Dienstezentralen werden auch zwischen den redundanten Ebenen ausgetauscht. Wenn ein Konflikt zwischen einem dieser Taktsignale besteht, wird ein Alarmsignal generiert, und das fehlerhafte Taktsignal kann isoliert und missachtet werden. Die Taktsignale der distribuierten Dienstezentralen sind in Datenrahmen eingebettet, die von den distribuierten Dienstezentralen 18 an die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12 und 15 und die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 übertragen werden. Die lokalen Taktreferenz-Signale werden in jeder Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12 und 15 und in der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 erzeugt und mit einem der Taktsignale synchronisiert und abgeglichen, die in den übertragenen Datenrahmen eingebettet sind.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an der in 6 dargestellten Timing-Hierarchie vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Taktsignale gegebenenfalls direkt von der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel an alle Netzwerkschnittstellen-Inseln übertragen werden.
  • 7 ist ein beispielhaftes Schemadiagramm eines Timing-Verteilungssystems 100, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Das Timing-Verteilungssystem 100 umfasst ein Master-Timingsystem 102, das mit den Timingsystemen 104 und 106 der distribuierten Dienstezentrale verbunden ist, die wiederum mit dem Timingsystem 108 einer beispielhaften Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden sind, das in einer Netzwerkschnittstellen-Insel angeordnet ist, wie z.B. der Netzwerkschnittstellen-Insel 11, 12, 15 oder 17 oder der Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13.
  • Das Master-Timingsystem 102 führt die Funktionen ähnlich wie das Synchronisierungs-Teilsystem 16 aus 1 aus. Das Master-Timingsystem 102 umfasst unabhängige Taktgeber (SYNC) 110 und 112, die mit optischen Synchronisierungsverteilern 114 und 116 verbunden sind. Die unabhängigen Taktgeber 110 und 112 sind ebenfalls mit den Netzwerk-Taktreferenzen 98 und 99 verbunden, die die Taktreferenz-Signale, die im Telekommunikationsnetzwerk vorhanden sind, übertragen.
  • Bei den Timingsystemen 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen handelt es sich um zwei redundante Ebenen von Komponenten, die die Timingfunktionen für die distribuierten Dienstezentralen 18 ausführen. Wie bereits erläutert, umfassen die distribuierten Dienstezentralen 18 und andere Komponenten des distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10 zwei redundante Komponentenebenen, so dass das distribuierte, digitale Cross-Connect-System 10 auch nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten einsatzfähig bleibt. Die Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen umfassen primäre Taktgeber (TGEN) 118 bzw. 122 und Reserve-Taktgeber (TGEN) 120 bzw. 124. Jeder primäre Taktgeber 118 und 122 sowie jeder Reserve-Taktgeber 120 und 124 ist über Lichtwellenleiter 134 mit optischen Synchronisierungsverteilern 114 bzw. 116 verbunden. Der primäre Taktgeber 118 und 122 und der Reserve-Taktgeber 120 und 124 sind außerdem mit Phasenregelkreisen 126 verbunden, die mit elektrisch-optischen Konvertern 128 verbunden sind.
  • Die elektrisch-optischen Konverter 128 der Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen können über Lichtwellenleiter 138 und 140 mit digitalen Matrix-Schnittstellen 130 und 132 des beispielhaften Timingsystems 108 der Netzwerkschnittstellen-Insel verbunden werden. Die digitalen Matrix-Schnittstellen 130 und 132 des beispielhaften Timingsystems 108 der Netzwerkschnittstellen-Insel sind mit Taktgebern 133 verbunden, die jeweils über Cross-Connects miteinander verbunden sind.
  • Die primären Taktgeber 118 und 122 der Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen werden eingesetzt, um ein Referenz-Taktsignal zur Übertragung an das Timingsystem 108 der beispielhaften Netzwerkschnittstellen-Insel zu liefern. Die Reserve-Taktgeber 120 und 124 werden nur bei einem Ausfall der primären Taktgeber 118 und 122 eingesetzt, sie können jedoch alternativ dazu gegebenenfalls auch in anderen Situationen eingesetzt werden. Das Referenz-Taktsignal der distribuierten Dienstezentralen wird in die Daten eingebettet, wenn es über das Timingsystem 108 der exemplarischen Netzwerkschnittstellen-Insel von den Timingsystemen 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen übertragen wird.
  • Das Timingsystem 108 der beispielhaften Netzwerkschnittstellen-Insel umfasst digitale Matrix-Schnittstellen 130 und 132 und Taktgeber 133, die mit elektrisch/optischen Konvertern 128 verbunden sind. Die digitalen Matrix-Schnittstellen 130 und 132 lesen das in den Datenrahmen eingebettete Takt-Referenzsignal über die Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen aus und übermitteln das ausgelesene Taktsignal an die Taktgeber 133.
  • Im Betrieb werden die Netzwerk-Taktreferenzen von den unabhängigen Taktgebern 110 und 112 des Master-Timingsystems 102 empfangen. Die unabhängigen Taktgeber 110 und 112 erzeugen ein Taktsignal, das mit den Netzwerk-Taktreferenzen 98 und 99 synchronisiert und abgeglichen werden kann. Die unabhängigen Taktgeber 110 und 112 übertragen das Taktsignal an optische Synchronisierungsverteiler 114 und 116, die das Taktsignal wiederum über Lichtwellenleiter 134 an die primären Taktgeber 118 und 122 und die Reserve-Taktgeber 120 und 124 der Timingsysteme 104 bzw. 106 der distribuierten Dienstezentralen übertragen. Dieser Verbindungsweg wird verwendet, um das Referenz-Taktsignal des Master-Timingsystems 102 an die Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen zu übertragen.
  • Das Referenz-Taktsignal wird anschließend an das Timingsystem 108 der Netzwerkschnittstellen-Insel übertragen, indem ein Taktsignal in die Daten eingebettet wird, die von den distribuierten Dienstezentralen 108 an die Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 15 und 17 und an die Master-Netzwerkschnittstellen-Insel 13 übertragen werden.
  • Bei den Taktgebern 118, 120, 122 und 124 handelt es sich um äußerst präzise Taktgeber, die mit 64,512 MHz oder 32,256 MHz arbeiten. Die Taktgeber 118, 120, 122 und 124 sind in der Lage, ein Netzwerk-Referenztaktsignal mit 64,512 MHz zu empfangen und lokale Referenztaktsignale mit 32,256 MHz und 8,064 MHz zu erzeugen.
  • Zusätzlich sind die Taktgeber 118, 120, 122 und 124 in der Lage, weitere herkömmliche Funktionen auszuführen, wie z.B. Funktionstests der Referenzsignale, Auslesen der Taktsignale aus einem Datenstrom, Zwischenspeicherung von Taktsignalen und Synchronisierung eines lokalen Taktsignals mit einem Referenz-Taktsignal.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem Timing-Verteilungssystem 100 möglich sind, ohne von Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können anstelle der Lichtwellenleiter elektrische Leiter eingesetzt werden, und die Reserve-Taktgeber können gegebenenfalls entfallen.
  • 8A bis 8C sind beispielhafte Datenformate, in denen die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. 8A stellt ein herkömmliches DS1-Datenformat dar, das aus einem erweiterten Überrahmen 142, vierundzwanzig Rahmen 144 und vierundzwanzig Kanälen 146 besteht. Jeder Kanal 146 umfasst acht Bit digital codierte Daten. Wie in 8A dargestellt, weist ein Kanal eine Übertragungszeit von 5,2 Mikrosekunden auf, was einer Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1,544 Millionen Bit pro Sekunde entspricht.
  • 8B stellt ein beispielhaftes Datenformat dar, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Das Datenformat 147 umfasst einen erweiterten Überrahmen (nicht explizit dargestellt), vierundzwanzig Rahmen 148 und vierundzwanzig Kanäle 150. Jeder Kanal umfasst einundzwanzig Bit digital codierte Daten und weist eine Übertragungszeit von 5,2 Mikrosekunden auf, was einer Datenübertragungsgeschwindigkeit von 4,032 Millionen Bit pro Sekunde entspricht. Wie in 8B dargestellt, umfasst der Kanal 150, zusätzlich zu den ursprünglich acht Bit digital codierter Daten im Kanal 146 aus 8A ein abgeleitetes Zeichengabebit als Bit 8, ein Rahmenbit als Bit 9, ein Verbindungsbearbeitungs-Indikatorbit als Bit 12, ein Wegkennzeichnungsbit als Bit 14, ein Paritätsbit als Bit 15 und ein Steuerkanalbit als Bit 16. Alle anderen, nicht zugeordneten Bits können Zufallsdatenwerte übermitteln oder gegebenenfalls der Übertragung anderer Daten zugeordnet werden.
  • 8C stellt ein beispielhaftes Datenübertragungs-Ablaufdiagramm 158 dar, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Das Datenübertragungs-Ablaufdiagramm 158 zeigt die Konvertierungsschritte, die zur Datenübertragung zwischen einer Netzwerkschnittstellen-Insel und einer distribuierten Dienstezentrale ausgeführt werden. Das Datenübertragungs-Ablaufdiagramm 158 umfasst achtundzwanzig parallele Kanäle 152 mit seriellen Daten, einen Seriell-Parallel-Konverter 154 und einen parallelen Datenrahmen 156. Bei den achtundzwanzig parallelen Kanülen 152 mit seriellen Daten handelt es sich um die achtundzwanzig Kanäle 150, wie in 8B dargestellt. Der Seriell-Parallel-Konverter 154 empfängt die achtundzwanzig parallelen Kanäle 152 und schneidet nicht zugeordnete Datenbits ab, wie in Bezug auf 8B beschrieben. Der Seriell-Parallel-Konverter 154 kann beispielsweise Datenspeicher-Vorrichtungen umfassen, die die achtundzwanzig parallelen Kanäle 152 mit seriellen Daten beim Empfang speichern und die gespeicherten Daten anschließend als parallele Daten übertragen. Die verbleibenden sechzehn Bit digital codierter Daten werden über sechzehn parallele Leiter im parallelen Datenrahmen 156 übertragen.
  • 8D zeigt ein beispielhaftes, paralleles 10-Bit-Datenformat 159, in dem die Konzepte der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Das parallele 10-Bit-Datenformat 159 umfasst Daten aus 24 Rahmen des parallelen 16-Bit-Datenrahmens 156. Neben den 8 Datenbits umfasst der parallele Datenrahmen 156 fünf Steuer-, Timing- und Zeichengabebits sowie drei Bits mit ungenutzten Daten. Diese Daten werden von dem parallelen 16-Bit-Datenrahmen 156 zu einem parallelen 10-Bit-Datenrahmen 159 komprimiert, indem die redundanten Daten eliminiert werden. Beispielsweise kann der Verbindungsbearbeitungsindikator (TCI) nur in jedem sechsten Rahmen übertragen werden, wie dies für die meisten Fehler zumindest nach einem zweiten Filter festgesetzt wird, und die Übertragungszeit der sechs Rahmen beträgt 750 Mikrosekunden. Auf die gleiche Weise können Kanal-ID, Parität und andere Daten komprimiert werden.
  • Im Betrieb werden die digital codierten, seriell übertragenen Daten von der Netzwerkschnittstellen-Insel in dem in 8A dargestellten Datenformat empfangen, bei dem es sich um ein herkömmliches DS1-Datenformat handelt. Diese Daten umfassen acht Bit mit Telekommunikationsdaten. Das Datenformat 147 der vorliegenden Erfindung verwendet eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit, um die Datenmenge zu erhöhen, die in einem 5,2 Mikrosekunden-Kanal übertragen werden kann. Neben den acht Bit mit Telekommunikationsdaten umfasst der Kanal 150 dreizehn weitere Datenbits, darunter ein abgeleitetes Bit mit Zeichengabedaten, Rahmenbit-Daten, Verbindungsbearbeitungs-Indikatordaten, Wegkennzeichnungsdaten, Paritätsdaten und Steuerkanaldaten. Achtundzwanzig Kanäle 152 mit seriellen Daten im Datenformat 152 werden in das parallele Datenformat 156 konvertiert. Diese Daten werden in das in 8D dargestellte 10-Bit-Format konvertiert und von einer Netzwerkschnittstellen-Insel an die distribuierte Dienstezentrale übertragen. Das gleiche Format wird verwendet, um Daten von der distribuierten Dienstezentrale an die Netzwerkschnittstellen-Insel zu übertragen.
  • Die in 8A bis 8D dargestellten Datenformate können eine beliebige Anzahl an Komponenten aufweisen. Im Allgemeinen können die Datenformate aus 8A Q erweiterte Überrahmen mit P Rahmen aus N Kanälen mit M-Bit-Worten aufweisen, und das Datenformat aus 8B kann Z erweiterte Überrahmen mit Y Rahmen aus X Kanälen mit W-Bit-Worten aufweisen, wobei die M Bit des W-Bit-Worts den Daten aus dem Datenformat in 8A und die R Bit des W-Bit-Worts anderen Daten entsprechen und wobei M, N, P, Q, R, W, X, Y und Z geeignete ganze Zahlen sind, die die oben genannten Kriterien erfüllen. Die Summe aus M und R kann beispielsweise nicht größer als W sein.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem oben beschriebenen Datenformat vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die nicht zugeordneten Datenbits entfallen oder anderen, geeigneten Datenwerten zugeordnet werden. Des Gleichen kann das parallele Datenübertragungsformat geändert werden, so dass es mehr oder weniger als sechzehn Bit umfasst, wie in 8C dargestellt.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm 160 eines beispielhaften Verfahrens zur Übertragung von Daten in einem digitalen Cross-Connect-System von einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel über eine distribuierte Dienstezentrale an eine zweite Netzwerkschnittstellen-Insel. Das Verfahren beginnt mit Schritt 162, in dem die Routingbefehle vom Verwaltungs-Teilsystem 14 empfangen werden. Diese Routingbefehle können den Eingangsport einer ersten Netzwerkschnittstellen-Insel und den Ausgangsport einer zweiten Netzwerkschnittstellen-Insel umfassen, zwischen denen ein Datenübertragungskanal erstellt werden muss. In Schritt 164 legt das Verwaltungs-Teilsystem 14 anhand der Daten, die den aktuellen Status aller Komponenten des distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10 darstellen, einen Datenübertragungskanal zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 und den distribuierten Dienstezentralen 18 fest.
  • Das Verwaltungs-Teilsystem 14 überträgt in Schritt 166 Steuerbefehle zur Herstellung des Datenübertragungskanals zwischen den Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 und den distribuierten Dienstezentralen 18. Diese Verbindungen werden in Schritt 168 hergestellt. In Schritt 170 werden die seriellen Daten, die über den Datenübertragungskanal übertragen werden sollen, von der ersten Netzwerkschnittstellen-Insel in einem DS1-Standardformat empfangen. Diese seriellen Daten werden anschließend in Schritt 172 für eine höhere serielle Datenübertragungsgeschwindigkeit in der Baugruppeneinheit der Netzwerkschnittstellen-Insel gebündelt. Die seriellen Hochgeschwindigkeitsdaten werden anschließend in Schritt 174 in ein paralleles 16-Bit-Datenformat konvertiert, wie beispielsweise das parallele 16-Bit-Datenformat 156 aus 8C.
  • In Schritt 176 werden die parallelen 16-Bit-Daten zu einer zweiten, höheren Übertragungsgeschwindigkeit gebündelt und anschließend in Schritt 178 in ein paralleles 10-Bit-Format konvertiert, wie z.B. das parallele 10-Bit-Datenformat 159 aus 8D. In Schritt 180 wird das parallele 10-Bit-Datenformat zur Übertragung von der Netzwerkschnittstellen-Insel an die distribuierten Dienstezentralen in Schritt 182 von einem elektrischen in ein optisches Signal konvertiert.
  • In Schritt 184 wird das optische Signal in den distribuierten Dienstezentralen in ein elektrisches Signal konvertiert. In Schritt 186 werden die Daten über die Schaltmatrix der distribuierten Dienstezentralen übermittelt und anschließend in Schritt 188 wieder in ein optisches Signal konvertiert. Dieses optische Signal wird dann in Schritt 190 von den distribuierten Dienstezentralen an die Netzwerkschnittstellen-Inseln übertragen.
  • In Schritt 192 wird das parallele, optische 10-Bit-Signal in der Netzwerkschnittstellen-Insel in ein elektrisches Signal konvertiert und anschließend in Schritt 194 in ein paralleles 16-Bit-Signal konvertiert. In Schritt 196 werden die allgemeinen Daten, wie z.B. Steuer- und Schaltdaten an die Baugruppeneinheit übertragen, die die Daten verwendet, um das parallele 16-Bit-Signal in Schritt 198 in ein serielles Signal zu konvertieren. Diese seriellen Daten werden dann in Schritt 200 an die Netzwerkverbindung der entsprechenden Primärmultiplexbündel-Schaltung übertragen.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der Schritt zur Konvertierung von einem elektrischen in ein optisches Signal gegebenenfalls entfallen. Des Gleichen können die Schritte zum Multiplexen und Demultiplexen der Datensignale gegebenenfalls entfallen.
  • 10 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm 220 eines Timing-Verfahrens für ein distribuiertes, digitales Cross-Connect-System 10. Das Timing-Verfahren beginnt in Schritt 222, in dem von den unabhängigen Taktgebern 110 und 112 aus 7, die redundante Master-Timingsysteme 102 umfassen, ein Netzwerk-Taktreferenzsignal empfangen wird. In Schritt 224 wird in jedem unabhängigen Taktgenerator 110 und 112 des Master-Timingsystems 102 ein Referenz-Taktsignal erzeugt. Diese Referenz-Taktsignale des Master-Timingsystems werden in Schritt 226 zwischen den redundanten Ebenen des Master-Timingsystems 102 an die optischen Synchronisierungsverteiler 114 und 116 übertragen. Anschließend wird ein gemeinsames Takt-Referenzsignal des Referenz-Timingsystems für die redundanten Ebenen des Master-Timingsystems 102 erstellt und in Schritt 228 von den optischen Synchronisierungsverteilern 114 an die primären Taktgeber 118 und 122 und die Reserve-Taktgeber 120 und 124 der Timingsysteme 104 bzw. 106 der distribuierten Dienstezentralen übertragen.
  • In Schritt 230 wird der primäre oder der Reserve-Taktgeber auf der Basis geeigneter Auswahlkriterien gewählt, z.B. ob die primären Taktgeber 118 und 122 einsatzfähig sind. In Schritt 232 werden die Referenz-Taktsignale zwischen den Timingsystemen 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen übertragen, damit die Systeme synchronisiert werden können. In Schritt 234 werden die Referenz-Taktsignale der Timingsysteme 104 und 106 der distribuierten Dienstezentralen in einen Datenrahmen eingebettet, der von der distribuierten Dienstezentrale 18 an eine der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 übertragen werden soll.
  • In Schritt 238 leitet das Timingsystem der Netzwerkschnittstellen-Insel 108 aus dem eingebetteten Taktsignal ein Referenz-Taktsignal ab, und empfangt zudem ein lokales Taktsignal von einem lokalen Oszillator. Das Timingsystem 108 der Netzwerkschnittstellen-Insel verwendet dann dieses Referenz-Taktsignal, um in Schritt 240 die Phase eines lokal erzeugten Taktsignals abzugleichen. Auf diese Weise kann das Timing eines distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10 so koordiniert werden, dass sämtliche Komponenten des distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems 10 ein synchronisiertes Taktreferenzsignal erhalten.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Schritte zum Einbetten eines Referenzsignals in einen Datenrahmen entfallen und durch Schritte zur Übertragung von Taktsignalen über einen dedizierten Timingkanal ersetzt werden.
  • 11 ist ein beispielhaftes Verfahren 250 zur Übertragung digital codierter Daten in Übereinstimmung mit den Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung. In Schritt 252 werden erste serielle Daten mit einer ersten Frequenz empfangen. Die ersten seriellen Daten können beispielsweise einen DS1-Standardkanal mit 8 Bit digital codierter Daten umfassen. Diese ersten seriellen Daten werden in Schritt 254 gespeichert, anschließend wieder abgerufen und in Schritt 256 mit einer höheren Frequenz übertragen. Nachdem die ersten seriellen Daten übertragen wurden, werden in Schritt 258 zweite serielle Daten übertragen. Diese ersten und zweiten seriellen Daten können beispielsweise in dem Datenformat von Kanal 150 aus 8B übertragen werden, wobei die ersten seriellen Daten den Bits 0 bis 7 aus Rahmen 150 und die zweiten seriellen Daten den Bits 8 bis 20 aus Rahmen 150 entsprechen können.
  • Die kombinierten ersten und zweiten seriellen Daten können anschließend von einem Seriell-Parallel-Konverter empfangen werden, z.B. dem Seriell-Parallel-Konverter 154, und die seriellen Datenworte können in Schritt 260 abgeschnitten werden. Beispielsweise können alle nicht zugeordneten Bits abgeschnitten werden, wie in 8C dargestellt. Diese abgeschnittenen, seriellen Daten können gespeichert und in Schritt 262 in parallele Daten konvertiert werden. Die parallelen Daten werden dann in Schritt 264 übertragen, z.B. zwischen einer Netzwerkschnittstellen- Insel einer der Netzwerkschnittstellen-Inseln 11, 12, 13, 15 und 17 und der distribuierten Dienstezentrale 18.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen an dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der Schritt zum Abschneiden der Daten aus Schritt 260 entfallen, wenn in den seriellen Daten keine nicht zugeordneten Daten enthalten sind. Des Gleichen kann der Schritt zur parallelen Übertragung gegebenenfalls entfallen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet zahlreiche technische Vorteile. Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass zwei oder mehrere diskrete Netzwerkschnittstellen-Inseln auf eine Art und Weise miteinander verbunden werden können, die es ermöglicht, jeden Eingangsport der miteinander verbundenen Netzwerkschnittstellen-Inseln auf jeden Ausgangsport der miteinander verbundenen Netzwerkschnittstellen-Inseln aufzuschalten. Ein weiterer wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Anzahl an miteinander verbundenen Netzwerkschnittstellen-Inseln erhöht oder verringert werden kann, ohne die Eingangs- und Ausgangsport-Konfigurationen der Netzwerkschnittstellen-Inseln zu beeinflussen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert erläutert wurde, versteht es sich von selbst, dass zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
  • 1
    • Admin.
    Administrator
    Network Interface Island
    Netzwerkschnittstellen-Insel
    Master Network Interface Island
    Master-Netzwerkschnittstellen-Insel
    SYNC
    Synchronisierung
    DSN
    Distribuierte Dienstezentrale
    Control
    Steuerung
    Timing
    Timing
    DSO Data and Timing
    DSO-Daten und Timing
  • 2-5
    • Unit Shelf
    Baugruppeneinheit
    Access Shelf
    Zugriffsbaugruppe
    Access Island
    Zugriffsinsel
    DC
    Primärmultiplexbündel-Schaltung
    UC
    Einheiten-Controller
    DMI
    Matrix-Schnittstellen
    To DSN
    Zur Dienstezentrale
    A-/B-DSN
    Distribuierte Dienstezentrale A/B
    AI
    Alarmschnittstelle
    UM
    Einheitsmanager
    SYNC
    Synchronisierungs-Teilsystem
    DMC
    Digitaler Matrix-Controller
    Admin-A/B Plane
    Administrator-Ebene A/B
    A-/B-Matrix
    Matrix A/B
  • 6
    • Primary/Secondary Network
    Reference Primäre/sekundäre Netzwerkreferenz
    Master A Plane
    Master-Ebene A
    Island B Plane
    Inselebene B
    Hierarchy
    Hierarchie
    First/Second/Third Level
    Erste/zweite/dritte Ebene
    AA/AB/BA/BB Plane
    Ebene AA/AB/BA/BB
    DSN
    Dienstezentrale
    200 Meters (max./Maximum)
    (Maximal) 200 Meter
    Separation distance between
    Abstand zwischen DSN-Ebenen
    DSN Planes
  • 8B
    • Frame
    Rahmen
    125 Microseconds
    125 Mikrosekunden
    Channel
    Kanal
    Bit
    Bit
    PCM
    Datenbits
    Robbed Bit Signalling
    Abgeleitetes Zeichengabebit
    Frame Bit
    Rahmenbit
    Unused – Future
    Ungenutzt – für zukünftigen Gebrauch
    Trunk conditioning indicator
    Verbindungsbearbeitungs-Indikator
    Path identification
    Wegkennzeichnung
    Parity
    Parität
    Control Channel
    Steuerkanal
    Die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 125 μs/24 Kanäle/21 Bittakte = 248 ns pro Bittakt, d.h. eine Übertragungsgeschwindigkeit von 4,032 MHz.
  • 7
    • Sync A/B
    Synchronisierungs-Teilsystem A/B
    Master
    Master
    DSN A/B Plane
    Distribuierte Dienstezentralen-Ebene A/B
    TGEN
    Taktgeber
    Embedded Timing
    Eingebettetes Timing
    To Units
    Zu den Einheiten
  • 8A
    • Extended Superframe
    Erweiterter Überrahmen
    3 Milliseconds
    3 Millisekunden
    Frame
    Rahmen
    125/5.2 Microseconds
    125/5,2 Mikrosekunden
    Channel
    Kanal
    Bit
    Bit
    Erweiterter Überrahmen = 24 Rahmen = 3 Millisekunden Rahmen = 24 Kanäle + 1 Rahmenbit = 193 Bit = 125 Mikrosekunden Kanal = 8 Datenbit = 5,18 Mikrosekunden Die Datenübertragungsgeschwindigkeitbeträgt 125 μs/24 Kanäle/8 Bittakte + 1 Rahmenbit = 647,7 ns pro Bittakt, d.h. eine Übertragungsgeschwindigkeit von 1,544 MHz.
  • 8C
    • From DC
    Von Primärmultiplexbündel-Schaltung
    Channel
    Kanal
    5.2 Microseconds
    5,2 Mikrosekunden
    Unused – Future
    Ungenutzt – für zukünftigen Gebrauch
    Serial to Parallel
    Seriell-Parallel-Konvertierung
    PCM
    Datenbits
    Robbed bit signalling
    Abgeleitetes Zeichengabebit
    Frame Bit
    Rahmenbit
    Trunk conditioning indicator
    Verbindungsbearbeitungs-Indikator
    Path identification
    Wegkennzeichnung
    Parity
    Parität
    Die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 125 μs/28 DC-Karten/24 Kanäle = 186 ns pro Kanal(DSO), d.h. eine parallele Übertragungsgeschwindigkeit von 5,376 MHz.
  • 8D
    • Frame
    Rahmen
    Data
    Daten
    TCI
    Verbindungsbearbeitungs-Indikator
    Bits
    Bit
  • 9
    • 162
    Empfang der Routing-Befehle
    164
    Festlegung des Datenübertragungskanals
    166
    Übertragung der Steuerbefehle an Alarmschnittstellen, Dienstezentralen
    168
    Herstellung der Verbindungen
    170
    Empfang der Daten an den Alarmschnittstellen-Eingängen
    172
    Datenmultiplexing in der Baugruppeneinheit
    174
    Konvertierung der Daten in ein paralleles 16-Bit-Format
    176
    Multiplexing von 16-Bit-Daten
    178
    Konvertierung in ein paralleles 10-Bit-Format
    180
    Konvertierung des elektrischen in ein optisches Signal
    182
    Übertragung des optischen Signals von der Alarmschnittstelle an die Dienstezentrale
    184
    Konvertierung des optischen in ein elektrisches Signal
    186
    Daten vom Eingang zum Ausgang vermitteln
    188
    Konvertierung des elektrischen in ein optisches Signal
    190
    Übertragung des optischen Signals von der Dienstezentrale an die Alarmschnittstelle
    192
    Konvertierung des optischen in ein elektrisches Signal
    194
    Konvertierung in ein paralleles 16-Bit-Format
    196
    Übermittlung der Daten an die Baugruppeneinheit
    198
    Konvertierung in serielle Daten
    200
    Übertragung der Schaltdaten
  • 10
    • 222
    Empfang des Netzwerk-Taktsignals
    224
    Erzeugung eines Referenz-Taktsignals in jedem Master-Timingsystem
    226
    Übertragung des Referenz-Taktsignals zwischen den Master-Timingsystemen
    228
    Übertragung der Referenz-Taktsignale an die Timingsysteme der Dienstezentralen
    230
    Auswahl des Haupt-/Reserve-Taktgebers
    232
    Übertragung der Referenz-Taktsignale zwischen den Timingsystemen der Dienstezentralen
    234
    Referenz-Taktsignal in Datenrahmen einbetten
    236
    Übertragung des Datenrahmens an die Timingsysteme der Alarmschnittstellen
    238
    Auslesen des Referenz-Taktsignals aus dem Datenrahmen
    240
    Phasenabgleich des lokalen Taktsignals mit dem Referenz-Taktsignal
  • 11
    • 252
    Empfang der ersten seriellen Daten mit der ersten Frequenz
    254
    Speicherung der ersten seriellen Daten
    256
    Übertragung der ersten seriellen Daten mit der zweiten Frequenz
    258
    Übertragung der zweiten seriellen Daten nach Übertragung der ersten seriellen Daten
    260
    Abschneiden der seriellen Datenworte
    262
    Konvertieren der seriellen Daten in parallele Daten
    264
    Übertragung der parallelen Daten

Claims (20)

  1. Ein Timingsystem zur Koordination der Komponenten eines distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems, wobei das Timingsystem Folgendes umfasst: – ein Master-Timingsystem (13), das in der Lage ist, eine Netzwerk-Taktreferenz zu empfangen und ein Master-Taktsignal zu erzeugen; – ein distribuiertes Dienstezentralen-Timingsystem (18), das mit dem Master-Timingsystem verbunden ist, wobei das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem in der Lage ist, das Master-Taktsignal zu empfangen und ein Taktsignal einzubetten, das dem Master-Taktsignal in einem Datenübertragungsrahmen zugeordnet ist; und – zwei oder mehr Insel-Timingsysteme für Netzwerkschnittstellen (11, 12, 15, 17), die mit dem distribuierten Dienstezentralen-Timingsystem verbunden sind, wobei jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen in der Lage ist, den Datenübertragungsrahmen zu empfangen und das eingebettete Taktsignal aus dem Datenübertragungsrahmen auszulesen.
  2. Das Timingsystem aus Anspruch 1, wobei das Master-Timingsystem (13) außerdem zwei redundante Komponentenebenen umfasst, so dass das Master-Timingsystem nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des Master-Timingsystems in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann.
  3. Das Timingsystem aus Anspruch 1, wobei das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem (18) außerdem zwei redundante Komponentenebenen umfasst, so dass das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des distribuierten Dienstezentralen-Timingsystems in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann.
  4. Das Timingsystem aus Anspruch 1, wobei jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen (11, 12, 15, 17) außerdem zwei redundante Komponentenebenen umfasst, so dass jedes Insel- Timingsystem für Netzwerkschnittstellen nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des digitalen Cross-Connect-Systems in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann.
  5. Das Timingsystem aus Anspruch 1, wobei das Master-Timingsystem (13), das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem (18) und jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen (11, 12, 15, 17) außerdem zwei redundante Komponentenebenen umfassen, so dass das Master-Timingsystem (13), das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem (18) und jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten in vollem Umfang einsatzfähig bleiben können.
  6. Das Timingsystem aus Anspruch 5, wobei die erste redundante Master-Timingsystemebene mit der zweiten redundanten Master-Timingsystemebene verbunden ist, wobei die erste redundante Master-Timingsystemebene in der Lage ist, das Master-Taktsignal von der zweiten redundanten Master-Timingsystemebene zu empfangen, und die zweite redundante Master-Timingsystemebene in der Lage ist, das Master-Taktsignal von der ersten redundanten Master-Timingsystemebene zu empfangen.
  7. Das Timingsystem aus Anspruch 5, wobei jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen (11, 12, 15, 17) außerdem Folgendes umfasst: – einen lokalen Taktgeber (130, 132), der in der Lage ist, ein Taktreferenzsignal aus einem in einen Datenstrom eingebetteten Taktsignal abzuleiten; – einen Haltestromkreis, der in der Lage ist, Abweichungen im lokalen Taktgeber zu erfassen; und – eine Ausrichtungsschaltung, die in der Lage ist, die Phase des lokalen Taktgebers an der des eingebetteten Taktsignals auszurichten.
  8. Das Timingsystem aus Anspruch 1, wobei das Master-Timingsystem zwei redundante Komponentenebenen (92a, 92b) aufweist, wobei die erste redundante Master-Timingsystemebene mit der zweiten redundanten Master-Timingsystemebene verbunden ist, so dass das Master-Timingsystem nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des Master-Timingsystems in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann, und wobei die erste redundante Master-Timingsystemebene in der Lage ist, das Master-Taktsignal von der zweiten redundanten Master-Timingsystemebene zu empfangen und die zweite redundante Master-Timingsystemebene in der Lage ist, das Master-Taktsignal von dem ersten redundanten Master-Timingsystem zu empfangen, und wobei das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem zwei redundante Komponentenebenen aufweist, so dass das distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des distribuierten Dienstezentralen-Timingsystems in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann, und wobei jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen zwei redundante Komponentenebenen aufweist, so dass jedes Insel-Timingsystem für Netzwerkschnittstellen nach dem Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des Insel-Timingsystems für den Netzwerkzugriff in vollem Umfang einsatzfähig bleiben kann.
  9. Das Timingsystem aus Anspruch 6 oder Anspruch 8, wobei das erste und das zweite redundante, distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem jeweils einen Haupt- und einen Reserve-Taktgeber umfassen, wobei die erste redundante Master-Timingsystemebene mit dem Haupt- und dem Reserve-Taktgeber des ersten und des zweiten redundanten, distribuierten Dienstezentralen-Timingsystems verbunden ist, und die zweite redundante Master-Timingsystemebene mit dem Haupt- und dem Reserve-Taktgeber des ersten und zweiten redundanten, distribuierten Dienstezentralen-Timingsystems verbunden ist.
  10. Das Timingsystem aus Anspruch 9, wobei das erste redundante, distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem mit dem zweiten redundanten, distribuierten Dienstezentralen-Timingsystem verbunden ist.
  11. Das Timingsystem aus Anspruch 6 oder Anspruch 8, wobei das erste und das zweite redundante, distribuierte Dienstezentralen-Timingsystem außerdem einen Phasenregelkreis umfasst, der mit einem elektrisch-optischen Konverter verbunden und in der Lage ist, Taktsignale an die Insel-Timingsysteme für den Netzwerkzugriff zu übertragen, indem er ein Taktsignal in einen Datenstrom einbettet.
  12. Das Timingsystem aus Anspruch 9, wobei die Reserve-Taktgeber des ersten und zweiten distribuierten Dienstezentralen-Timingsystems außerdem einen Controller umfassen, der die Reserve-Taktgeber erst nach dem Ausfall des Haupt-Taktgebers aktiviert, der mit jedem Reserve-Taktgeber verbunden ist.
  13. Das Timingsystem aus Anspruch 8, wobei jedes Insel-Timingsystem für den Netzwerkzugriff außerdem einen lokalen Taktgeber umfasst, der in der Lage ist, ein Taktreferenzsignal aus einem in einen Datenstrom eingebetteten Taktsignal abzuleiten.
  14. Das Timingsystem aus Anspruch 8, wobei jedes Insel-Timingsystem für den Netzwerkzugriff außerdem einen lokalen Taktgeber umfasst, der in der Lage ist, aus dem eingebetteten Taktsignal ein Taktreferenzsignal zu erzeugen.
  15. Das Timingsystem aus Anspruch 14, wobei jedes Insel-Timingsystem für den Netzwerkzugriff außerdem einen Haltestromkreis umfasst, der in der Lage ist, Abweichungen im lokalen Taktgeber zu erfassen.
  16. Das Timingsystem aus Anspruch 15, wobei jedes Insel-Timingsystem für den Netzwerkzugriff außerdem Folgendes umfasst: – eine Ausrichtungsschaltung, die in der Lage ist, die Phase des lokalen Taktgebers an der des eingebetteten Taktsignals auszurichten.
  17. Ein Timingverfahren zur Koordination der Komponenten eines distribuierten, digitalen Cross-Connect-Systems, wobei das Timingverfahren Folgendes umfasst: – Empfang einer Netzwerk-Taktreferenz; – Erzeugung eines Master-Taktsignals in Übereinstimmung mit der Netzwerk-Taktreferenz; – Erzeugung eines Taktreferenzsignals in Übereinstimmung mit dem Master-Taktsignal; – Einbetten des Taktreferenzsignals in Netzwerkdaten, die in einem Datenübertragungsrahmen übertragen werden; – Ableitung eines lokalen Taktsignals aus dem eingebetteten Taktreferenzsignal.
  18. Das Verfahren aus Anspruch 17, das zudem die Erfassung von Abweichungen im lokalen Taktsignal beinhaltet.
  19. Das Verfahren aus Anspruch 18, das zudem die Ausrichtung einer Phase des lokalen Taktsignals als Reaktion auf die Abweichung beinhaltet.
  20. Das Verfahren aus Anspruch 17, das zudem die Synchronisierung des lokalen Taktsignals mit dem eingebetteten Taktreferenzsignal beinhaltet.
DE69738078T 1996-12-05 1997-12-04 System und verfahren zur timing-kontrolle in einem distribuierten digitalen cross-connect-system Expired - Lifetime DE69738078T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US76075996A 1996-12-05 1996-12-05
US760759 1996-12-05
US774156 1996-12-26
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PCT/US1997/022027 WO1998025436A2 (en) 1996-12-05 1997-12-04 System and method for controlling timing in a distributed digital cross-connect system

Publications (2)

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DE69738078D1 DE69738078D1 (de) 2007-10-11
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DE69738078T Expired - Lifetime DE69738078T2 (de) 1996-12-05 1997-12-04 System und verfahren zur timing-kontrolle in einem distribuierten digitalen cross-connect-system

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