DE69836365T2 - Steuerungsarchitektur mittels eingebetteten Signalinformationen - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein digitale Übertragungsnetze und insbesondere die einbettete Steuerung von Routing-Strukturen, wie zum Beispiel in Netzwerkelementen verwendeter Koppelfelder.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Digitale Übertragungsnetze, wie zum Beispiel die, die auf den Standards des synchronen optischen Netzwerks bzw. der synchronen digitalen Hierarchie (SONET/SDH) basieren, werden extensiv zum Transport von Breitbandkommunikationssignalen verwendet. Netzwerkelemente wie etwa Multiplexer, digitale Crossconnect-Systeme und dergleichen dienen in diesen Übertragungsnetzen zur Unterstützung einer Anzahl verschiedener Anwendungen, darunter bestimmte, an denen mehrere Vermittlungs- oder Routingfunktionen beteiligt sind. Es versteht sich, daß die Ausdrücke "Vermitteln", "Routen", "Auswählen" und "Verbinden" hier austauschbar verwendet werden und die Handhabung von Signalen in einem Übertragungsweg bedeuten. Ein Beispiel für eine Anwendung mit mehreren Vermittlungsfunktionen ist die "Weg-inline"-Schutzumschaltung, die auch als "virtuelle Ringe" oder "Ring-auf-Ring" bezeichnet wird, bei der Leitungen über bidirektionale leitungsvermittelte Ringe (BLSR) vermittelt und Wege über unidirektionale wegvermittelte Ringe (UPSR) vermittelt werden. Um diese Arten von Anwendungen zu unterstützen, enthalten bestimmte Netzwerkelemente eine Routing-Struktur, wie zum Beispiel ein Koppelfeld, um die notwendigen Verbindungen zum Vermitteln von Signalen durch das Übertragungsnetz für eine gegebene Netzwerkanwendung bereitzustellen. Ein zentralisiertes Koppelfeld, d.h. ein einziges homogenes Koppelfeld, ist ein Beispiel für eine Art von Koppelfeld, die häufig verwendet wird.
  • Im allgemeinen betreffen die Probleme bei vorbekannten Steueranordnungen für zentralisierte Koppelfelder die komplexe Kopplung von Steuerfunktionen. Bei Verwendung digitaler Übertragungsnetze als Beispiel basiert die Fehlerdetektionssteuerung für ankommende Eingangssignale in der Regel auf dem Signalstatus, der in der Portschnittstelle eines Netzwerkselements aus Signalüberwachung abgeleitet wird. Um entsprechende Auswahlentscheidungen in dem Koppelfeld auf der Basis des Signalstatus zu treffen, müssen die mit jedem der überwachten Eingangssignale assoziierten Fehlerdetektionssteuerfunktionen an die Koppelfeld-Steuerfunktion angekoppelt werden. Einige der beachtenswerteren Probleme bei dieser Konfiguration sind ineffiziente und zeitaufwendige Austauschvorgänge zwischen den verschiedenen Steuerfunktionen und Vermittlungsverzögerungen als Ergebnis der zwischen Steuerfunktionen erforderlichen extensiven Koordination. Diese Probleme erschweren sich, wenn ein Koppelfeld hunderte oder tausende Eingangs- und Ausgangsleitungen in einem Netzwerkelement unterstützt. Insbesondere muß die Koppelfeld-Steuerfunktion an die Fehlerdetektionssteuerelemente für jedes einzelne Eingangssignal angekoppelt werden, darunter Signale von beliebigen vorherigen Auswahlpunkten. Der Status von Signalen muß deshalb zu ihrem jeweiligen Eingang zurückverfolgt und aufgelöst werden, bevor eine andere Auswahl getroffen wird. Dieser komplexe Auflösungsprozeß führt zu langen Analyseverzögerungen an jedem Auswahlpunkt und vermindert dadurch die Leistungsfähigkeit des Netzwerkelements.
  • In bestimmten Arten von Netzwerken, z.B. SONET, wird ein Alarmanzeigesignal verwendet, um signalabwärts gelegene Geräte darauf hinzuweisen, daß ein Signalaufwärtsdefekt erkannt wurde. Ein Alarmanzeigesignal ist jedoch ein separates Wartungssignal und wird nicht zum Behalten des Signalstatus (z.B. Qualitätsinformationen) über ein bestimmtes Eingangssignal benutzt. Folglich wird ein Alarmanzeigesignal nicht zum Ausbreiten des Signalstatus durch das Netzwerk für einzelne Eingangssignale benutzt und folglich muß der Signalstatus für jedes Eingangssignal immer noch in jedem nachfolgenden Vermittlungspunkt unter Verwendung einer bestimmten Art von Signalüberwachungsfunktion "wiederentdeckt" werden. Außerdem wird nicht für alle Ausfallindikatoren, die in SONST benutzt werden, ein Alarmanzeigesignal erzeugt und es ist nicht dafür strukturiert, Nicht-SONET-Signalstatusinformationen unterzubringen. Mit diesen Begrenzungen liefert eine Steueranordnung auf der Basis eines Schemas des Alarmanzeigesignaltyps kein effektives Mittel zum Auflösen des Status von durch Vermittlungspunkte transportierten Signalen.
  • Die japanische offengelegte Patentanmeldung JP 08 097841 beschreibt ein Verfahren zum Vermitteln eines Routenweges eines Ringnetzwerks mit mehreren Routenwegen für die Signalübertragung, bei dem eine Übertragungsstation Informationen eines selben Inhalts zu den mehreren Routenwegen sendet und in der Empfangsstation einer der mehreren Routenwege ausgewählt wird und ein Ausfall auf der gewählten Route automatisch abgerufen wird. Das in JP 08 097841 beschriebene Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Überwachen, ob ein auf jedem Routenweg empfangenes Signal normal ist oder nicht, Laden von Ausfallinformationen als eine Wegstatuskennung in einem vorbestimmten Feld des auf dem Routenweg empfangenen Signals, wobei die Ausfallinformationen angeben, ob der Überwachungsschritt einen Ausfall erkannt hat, und Auswählen eines der Wege gemäß den Ausfallinformationen.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • 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.
  • Ein Netzwerkelement mit einem zentralisierten Koppelfeld kann mehrere Vermittlungsfunktionen unterstützen und gleichzeitig etablierten Leistungsfähigkeitsanforderungen entsprechen, indem man ein einfaches Steuersystem benutzt, das auf einem eingebetteten Signalstatusprotokoll basiert. Im allgemeinen wird jedes Eingangssignal in einem Übertragungsweg überwacht, um Signalstatusinformationen abzuleiten, die dann einzeln codiert und in das Eingangssignal eingebettet werden. Der eingebettete Signalstatus wird decodiert und als Eingabe zur Verarbeitung gegebenenfalls an einem beliebigen Punkt in dem Übertragungsweg Steuerlogik zugeführt. Im Fall eines zentralisierten Koppelfeldes löst die Steuerlogik eine Adresse eines einzelnen Eingangssignals auf der Basis des eingebetteten Signalstatus auf und führt diese aufgelöste Adresse dem Koppelfeld zu, so daß das entsprechende Eingangssignal ausgewählt werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Steuerlogik so konfiguriert werden, daß eine beliebige gegebene Anwendung (z.B. "Weg-inline"-Schutzumschaltung) unterstützt wird, wobei jede Konfiguration der Steuerlogik einen Anwendungssteuersatz bildet, der die Leistungsfähigkeitsanforderungen einer bestimmten Anwendung unterstützt.
  • Durch Codieren des Signalstatus für jedes der Eingangssignale und Anlegen dieses Status an entsprechende Steuerlogik in dem Anwendungssteuersatz kann die Steuerung des zentralisierten Koppelfeldes von anderen Steuerfunktionen in dem Netzwerkelement entkoppelt werden. Da sich der Signalstatus mit jedem der Eingangssignale ausbreitet, ist der Signalstatus außerdem lokal für jede Auswahlentscheidung verfügbar. Folglich ist keine Analyse erforderlich, um Signalstatus durch vorherige Vermittlungspunkte zu verfolgen und aufzulösen. Die Steuerung der Signalüberwachungsfunktionen wird außerdem bei der vorliegenden Erfindung weniger komplex, weil der Signalstatus nicht an allen Vermittlungspunkten in dem Netzwerkelement wiederentdeckt werden muß. Insbesondere breitet sich der eingebettete Signalstatus durch die verschiedenen Vermittlungspunkte aus, bevor er durch Signalüberwachung an der Schnittstellengrenze bestimmt wird, und ist direkt an einem beliebigen Punkt in dem Übertragungsweg extrahierbar.
  • Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung liefert außerdem vielfältige Statussteuerung, wobei alle zur Zeit bekannten Qualitätsniveaus und Ausfallbedingungen für Transportsignale zur Codierung mit dem Datenstrom der Eingangssignale auf Inline-Codes abgebildet werden können. Insbesondere kann das Protokoll auch erweitert werden, um eine beliebige Anzahl anderer Ausfall- und Qualitätscodes über die gewöhnlich in den derzeitigen Systemen verwendeten hinaus unterzubringen. Folglich ermöglicht die vorliegende Erfindung eine größere Vielfalt von Statussteuerung als bei derzeitigen Systemen bereitgestellt wird, wie zum Beispiel in solchen, die ein AIS-Schema benutzen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich durch Durchsicht der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Elemente durchweg mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet sind. Es zeigen:
  • 1A in vereinfachter Form ein typisches vorbekanntes System zur Bereitstellung von Steuerung für ein Koppelfeld in einem Netzwerkelement;
  • 1B ein vereinfachtes Blockschaltbild der in 1A gezeigten Steuerfunktion;
  • 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer entkoppelten Steueranordnung für ein Koppelfeld gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein vereinfachtes Flußdiagramm des Austauschs von Signalen zwischen der Steuerfunktion und dem Koppelfeld bei der vorliegenden Erfindung;
  • 4A ein vereinfachtes Funktionsblockschaltbild der Protokollimplementierung des eingebetteten Signalstatus bei der vorliegenden Erfindung;
  • 4B eine erweiterte Ansicht einer praktischen Implementierung des in 4A gezeigten Einbettungs-Signalstatusprotokolls; und
  • 5 in vereinfachter Form eine Implementierung der die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendenden mehrstufigen Koppelfeldsteueranordnung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist wohlbekannt, daß Schutzumschaltverfahren in der Regel in SONET/SDH-Netzwerken verwendet werden, damit die Kommunikation auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn Defekte oder Ausfälle auf einem gegebenen Übertragungsweg vorliegen. Bestimmte Beispiele für die Arten von Netzwerkschutzumschaltverfahren, die in SONET/SDH verwendet werden, sind die folgenden:
    Bidirektionaler leitungsvermittelter Ring (BLSR), unidirektionaler wegvermittelter Ring (UPSR), Doppelring-Interworking (DRI) und Einrichtungsschutz des Typs 1 + 1, um einige wenige zu nennen. Obwohl die vorliegende Erfindung besonders für eine "Weg-inline"-Schutzumschaltungsanwendung in einem auf SONET/SDH basierenden Übertragungsnetz geeignet ist und im Kontext dieser Anwendung beschrieben werden soll, ist für Fachleute aus den vorliegenden Lehren erkennbar, daß die vorliegende Erfindung auch in vielen anderen eingebetteten Steueranwendungen verwendet werden kann.
  • Im Kontext der folgenden ausführlichen Beschreibung soll der Begriff "Routing-Struktur" alle verschiedenen in der Technik bekannten Komponenten umfassen, die zum Routen, Vermitteln oder Verbinden von Signalen verwendet werden. Ein Beispiel für eine Routing-Struktur ist ein Koppelfeld, das in einem Netzwerkelement für ein digitales Übertragungssystem verwendet wird. Es wäre jedoch eine beliebige Art von Signalschnittstelle, die Routing-Auswahlen oder -Entscheidungen trifft, ein geeignetes Äquivalent des Koppelfeldes. Deshalb dienen die in der gesamten ausführlichen Beschreibung verwendeten Beispiele lediglich zur Veranschauung, und viele andere geeignete Routing-Strukturen können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Netzwerkelemente (NEs), wie etwa digitale Crossconnect-Systeme (DCS), enthalten in der Regel eine Anzahl von Portschnittstellen, eine oder mehrere Vermittlungsfunktionen und eine oder mehrere Steuerfunktionen zur Implementierung einer einzelnen Vermittlungsanwendung. Wie in 1A gezeigt, umfaßt das vorbekannte Netzwerkelement 100 Portschnittstellen1-x 101 zum Empfangen von Signalen aus dem Netzwerk, ein Koppelfeld 102, eine Portschnittstelle 103 zum Durchleiten von Signalen aus dem Koppelfeld 102 und ein komplexes Steuerelement 104 zur Steuerung aller Port- und Vermittlungsfunktionen in dem Netzwerkelement. Die Portschnittstellen1-x 101 enthalten jeweils in der Regel ein Signalüberwachungselement 105 zum Überwachen des Signalstatus ankommender Signale. Wie zuvor beschrieben, besitzen vorbekannte Systeme mit dieser Architektur zahlreiche Nachteile in bezug auf die gekoppelte Steuerung in dem komplexen Steuerelement 104 sowie die Unfähigkeit, Signalstatusinformationen für ankommende Signale auszubreiten.
  • 1B zeigt eine erweiterte Ansicht des komplexen Steuerelements 104 aus 1A, das in einem typischen Schutzumschaltschema benutzt werden könnte. Das komplexe Steuerelement 104 enthält die Koppelfeldsteuerung 110 sowie Nicht-Koppelfeldsteuerungen, wie zum Beispiel Fehlerdetektionssteuerungen1-x 111, wobei eine Fehlerdetektionssteuerung 111 für jedes Eingangssignal 1 bis x vorgesehen ist. Im Betrieb würde eine Schutzumschaltentscheidung erst dann durch die Koppelfeldsteuerung 110 getroffen, wenn für jedes Eingangssignal über die Fehlerdetektionssteuerungen1-x 111 der Signalstatus aufgelöst ist. Die Fehlerdetektionssteuerungen1-x 111 sind in der Regel ferner an das Signalüberwachungselement 105 in den Portschnittstellen1-x 101 angekoppelt. Deshalb ist das komplexe Steuerelement 104 in bezug auf die Portschnittstellen1-x 101 und das Koppelfeld 102 des Netzwerkelements 100 voll gekoppelt. Wie zuvor beschrieben, besitzen vorbekannte Systeme mit dieser Architektur zahlreiche Nachteile im Hinblick auf die zwischen den verschiedenen Steuerfunktionen erforderliche extensive Koordination und die assoziierten Verzögerungen bei Auswahlentscheidungen. Kurz gefaßt, liefern derzeitige Systeme keine in bezug auf Leistungsfähigkeit optimierte Steuerarchitektur, die mehrere Vermittlungs- und Crossconnect-Funktionen für Schutzumschaltanordnungen mit einem zentralisierten Koppelfeld unterstützt.
  • Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und andere durch Integration eines eingebetteten Signalstatusprotokolls in ein Steuersystem für ein zentralisiertes Koppelfeld. Das eingebettete Signalstatusprotokoll verringert die Komplexität der Steueranordnung, weil nicht mehrere Steuerfunktionen eng gekoppelt werden müssen, um Auswahlentscheidungen zu ermöglichen. Im allgemeinen wird jedes Eingangssignal in einem Übertragungsweg überwacht, um Signalstatusinformationen abzuleiten, die dann einzeln codiert und in das Eingangssignal eingebettet werden. Der eingebettete Signalstatus wird decodiert und als Eingabe zur Verarbeitung gegebenenfalls an einem beliebigen Punkt in dem Übertragungsweg Steuerlogik zugeführt. Die Steuerlogik löst eine Adresse für das einzelne Eingangssignal, das aus allen Eingangssignalen ausgewählt werden soll, auf der Basis des eingebetteten Signalstatus auf. Im Fall eines zentralisierten Koppelfeldes würde das Koppelfeld mit der durch die Steuerlogik aufgelösten Adresse das der aufgelösten Adresse entsprechende zutreffende Eingangssignal auswählen. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Steuerlogik konfigurierbar, um eine beliebige gegebene Anwendung zu unterstützen, so daß jede Konfiguration der Steuerlogik einen Anwendungssteuersatz bildet, der die Leistungsanforderungen einer bestimmten Anwendung unterstützt.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Kontext eines in digitalen Übertragungsanwendungen verwendeten Netzwerkelements. Wie gezeigt, enthält das Netzwerkelement 200 Portschnittstellen1-x 201 zum Empfangen von Signalen von dem Netzwerk, ein als die Vermittlungsfunktion implementiertes zentralisiertes Koppelfeld 202, eine Portschnittstelle 203 zum Durchleiten von Signalen aus dem Koppelfeld 202 und mindestens ein entkoppeltes Steuerelement 204 zum Steuern des Koppelfeldes 202. Die Portschnittstellen1-x 201 können Signalüberwachungs-/codierungselemente 205 zum Überwachen der ankommenden Signale und zum Codieren des Status der ankommenden Signale enthalten. Die Portschnittstellen1-x 201 leiten die Signale zusammen mit dem codierten Status zu dem Koppelfeld 202. Die Portschnittstellen 201 und 203 dienen deshalb zur Bereitstellung von Schnittstellen funktionen zwischen dem Koppelfeld 202 und den verschiedenen Eingangs- und Ausgangssignalen. Wie gezeigt, ist das Steuerelement 204 von den Portschnittstellen1-x 201 und 203 im Gegensatz zu vorbekannten Anordnungen entkoppelt. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Steuerelement 204 dafür ausgelegt, Signalstatusinformationen für jedes der Eingangssignale zu empfangen, und ferner dafür ausgelegt, einem Koppelfeld 202 ein Steuereingangssignal zuzuführen, um eine Auswahlentscheidung zu bewirken. Wie später ausführlicher beschrieben werden wird, repräsentiert der Abwärtspfeil in das Steuerelement 204 die Signalstatusinformationen, z.B. die Qualitätsinformationen für ankommende Signale, und der Aufwärtspfeil von dem Steuerelement 204 repräsentiert das Steuereingangssignal für die Auswahlentscheidung.
  • Das Koppelfeld 202 wird insofern lokal gesteuert, als nur für eine bestimmte Auswahlfunktion in dem Feld 202 lokale Signalstatusinformationen verwendet werden, um die entsprechende Auswahlentscheidung zu treffen. Diese lokalisierte Steuerung wird bei der vorliegenden Erfindung durch Verwendung eines eingebetteten Signalstatus erzielt, wobei Signalstatusinformationen zusammen mit den Signaldaten für jedes der Eingangssignale des Koppelfeldes 202 codiert werden. Folglich breiten sich Signalstatusinformationen zusammen mit den Signaldaten durch das Netzwerkelement aus und folglich erfolgt eine Auswahlentscheidung, ohne daß der Signalstatus für zuvor gewählte Eingangssignale zurückverfolgt und aufgelöst werden muß.
  • 3 zeigt eine erweiterte Ansicht des Funktionssignalflusses zwischen dem Steuerelement 204 und dem Koppelfeld 202. Um die Klarheit der Darstellung und des Verständnisses zu fördern, zeigt 3 eine einzige Routing-Komponente 210, (z.B. den Selektor 210) in dem Koppelfeld 202. Es versteht sich jedoch, daß viele Arten von Routing-Strukturen mit komplexen Hardware- und/oder Softwareimplementierungen für die Realisierung des Koppelfeldes 202 in Betracht gezogen werden. Beispiele wären zum Beispiel eine Gruppe von Hardwareselektoren, Verbundlisten sowie andere Fachleuten bekannte Implementierungen. Wieder mit Bezug auf 3 ist ein Statusdecoder (SD) 431 an jedem Eingang des Selektors 210 zum Finden der codierten Statusinformationen, die in dem jeweiligen Eingangssignal geführt werden, vorgesehen. Wie ausführlicher beschrieben werden wird, decodiert der Statusdecoder 431 die codierten Statusinformationen und leitet die decodierten Statusinformationen zu dem Steuerelement 204 weiter. Es sollte beachtet werden, daß sich der codierte Status jedes Eingangssignals außerdem zusammen mit dem Eingangssignal zu dem Selektor 210 ausbreitet. Das Steuerelement 204 verwendet entsprechende Steuerlogik zur Erzeugung eines Steuereingangssignals für den Selektor 210. Das Steuereingangssignal, das durch den Aufwärtspfeil von dem Steuerelement 204 gezeigt ist, enthält die Adresse des durch den Selektor 210 in dem Koppelfeld 202 auszuwählenden bestimmten Eingangssignals. Als Reaktion auf das Steuereingangssignal schaltet der Selektor 210 das entsprechende Ausgangssignal aus dem Koppelfeld 202 heraus.
  • Um das Steuereingangssignal dem Koppelfeld 202 zuzuführen, umfaßt das Steuerelement 204 Steuerlogik zum Auflösen einer Adresse eines bestimmten Eingangssignals auf der Basis des eingebetteten Signalstatus für jedes der Eingangssignale. Das Steuerelement 204 kann mehrere Stufen von Selektoren und assoziierte Domänensteuerelemente enthalten, die selektiv dafür konfiguriert sind, eine Adresse eines einzelnen Eingangssignals auf der Basis von Leistungskriterien für eine bestimmte Anwendung, wie zum Beispiel "Weg-inline"-Schutzumschaltung, aufzulösen. Die US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/942096 mit dem Titel "A Control Architecture for a Homogeneous Routing Structure" beschreibt einen Ansatz zur Implementierung des Steuerelements 204.
  • Wie später beschrieben werden wird, werden die mit jedem der Eingangssignale assoziierten eingebetteten Signalstatusinformationen während beliebiger der Steuer- oder Vermittlungsoperationen nicht entfernt und folglich wird der Signalstatus durch das System hindurch erhalten. Im Vergleich zu den vorbekannten Steueranordnungen wird es durch das eingebettete Signalstatusprotokoll der vorliegenden Erfindung unnötig, das Steuerelement 204 mit einer beliebigen Art von Fehlerdetektionsteuerung in der Portschnittstelle anzuschalten. Somit kann die Steuerung des Koppelfeldes völlig von anderen Steuerfunktionen entkoppelt werden.
  • 4A und 4B zeigen eine ausführlichere Darstellung des eingebetteten Signalstatusprotokolls der vorliegenden Erfindung. 4A ist ein vereinfachtes Flußdiagramm, das zeigt, wie der Signalstatus in das Eingangssignal eingebettet wird. Im allgemeinen wird ein Eingangssignal sowohl einem Signalüberwachungselement 410 als auch einem Statuscodierungselement 420 in dem Signalüberwachungs-/-codierungselement 205 zugeführt. Auf der Basis vorbestimmter Ausfallbedingungen oder anderer Leistungskriterien gibt das Signalüberwachungselement 410 einen Signalstatus an das Statuscodierungselement 420 aus. Das Statuscodierungselement 420 bettet die durch das Signalüberwachungselement 410 bereitgestellten Signalstatusinformationen ein und gibt die Daten aus dem Eingangssignal zusammen mit seinen eingebetteten Signalstatusinformationen aus. Für Fachleute ist erkennbar, daß das Signalüberwachungselement 410 und das Statuscodierungselement 420 durch in der Technik wohlbekannte Techniken implementiert werden können.
  • Nunmehr mit Bezug auf 4B ist eine ausführlichere Darstellung der Verwendung des eingebetteten Signalstatusprotokolls in der vorliegenden Erfindung gezeigt. Genauer gesagt zeigt 4B einen Signalschnittstellenteil 400 und einen Signalvermittlungs-/-selektorteil 401. Diese Blöcke könnten sich in demselben Chassis oder in separaten Chassis befinden. Im Vergleich zu der in 2 gezeigten Ausführungsform würde der Signalschnittstellenteil 400 bestimmte der Funktionen der Portschnittstellen 201 enthalten, und der Signalvermittlungs-/-selektorteil 401 würde einen Teil der Funktionen des Koppelfeldes 202 und des Steuerelements 204 enthalten. Es ist gezeigt, daß der Schnittstellenteil 400 m Kanäle von n Eingangssignalen z.B. Basisratensignalen (BRS) 402 mit der Bezeichnung BRS1,1 bis BRSn,m empfängt, wobei BRSn,m BRS n von Kanal m repräsentiert. Bekanntlich ist ein Basisratensignal ein Signal einer fundamentalen Rate oder Struktur, das auch mit anderen ähnlichen Basisratensignalen kombiniert werden könnte, um ein höherratiges und/oder komplexeres Signal zu erzeugen.
  • In dem Schnittstellenteil 400 besitzt jedes BRS 402 eine unabhängige Qualitätsüberwachungsvorrichtung 410, die hier als MON1 , 1 bis MONn, m gezeigt sind, wobei MONn,m die Qualitätsüberwachungsvorrichtung für BRS n von Kanal m repräsentiert. Die Qualitätsüberwachungsvorrichtung 410 ist für die Messung der Qualität oder des Zustands ihres jeweiligen BRS 402 verantwortlich. Die Qualitätsüberwachungsvorrichtung 410 meldet die BRS-Qualität einer jeweiligen Signalstatuscodierungsfunktion (hier als Statuscodierer (SE) 420 gezeigt) für das assoziierte BRS 402. Bei der vorliegenden Erfindung sind viele verschiedene Qualitäts- und/oder Statusniveaus für die Codierung in dem Statuscodierer 420 verfügbar. Anders ausgedrückt, unterstützt das eingebettete Signalstatusprotokoll der vorliegenden Erfindung eine vielfältige Statussteuerung, weil viele verschiedene Statuscodes, die jeweils möglicherweise einen verschiedenen Statuszustand repräsentieren (z.B. Qualität, zeitbezogene Parameter usw.) zusammen mit dem Signal codiert werden können. Der Statuscodierer 420 fügt einen codierten Wert in das jeweilige BRS 402 ein, wobei der codierte Wert Qualität oder Zustand des jeweiligen BRS 402 repräsentiert. Von diesem Punkt an (innerhalb der Architekturgrenzen des Systems) enthält das BRS 402 nun sowohl seine ursprünglichen Daten zusammen mit seinem codierten Status. Folglich breitet sich der Signalstatus durch das System hindurch aus und es ist deshalb unnötig, den Signalstatus an jeder nachfolgenden Stufe in dem System "wiederzuentdecken". Zum Beispiel müßte für vorbekannte Systeme das Signal in der Regel an jedem nachfolgenden Eingangsport nochmals überwacht werden, um seinen Signalstatus "wiederzuentdecken", bevor die nächste Auswahlentscheidung getroffen werden könnte. Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Überwachung an der Schnittstellengrenze, an der das Signal zuerst in das System eintritt, im Vergleich zu vorbekannten Systemen, die Überwachungsfunktionen über das gesamte System hinweg und/oder komplexe Steuerstrukturen zum Teilen von Informationen zwischen Steuerfunktionen erfordern.
  • Wie gezeigt, ist der Vermittlungs-/Selektorteil 401 eine m-kanalige Basisratensignalselektorvermittlung, die m Selektoren 430 entsprechend m BRS-Kanälen enthält. Jeder Selektor 430 wählt aus n BRS-402-Eingängen aus. Die Signalstatusdecodierungsfunktion, die hier als Statusdecoder (SD) 431 implementiert ist, wird an jedem Eingang jedes Selektors 430 vorgesehen, um die codierten Statusinformationen, die in den jeweiligen BRS 402 geführt werden, zu finden, um gegebenenfalls die codierten Statusinformationen zu decodieren und um die decodierten Statusinformationen zu der Auswahllogik 435 weiterzuleiten. Die Auswahllogik 435 bewertet die Qualität aller mit dem Selektor 430 unter ihrer Steuerung assoziierten Eingangssignale und befiehlt dem Selektor 430, das geeignetste Eingangssignal zu wählen. Im Vergleich mit 2 und 3 führt die Auswahllogik 435 in 4B die äquivalenten Aufgaben des Steuerelements 204 aus. Es sollte beachtet werden, daß der Statusdecoder 431 die codierten Statusinformationen nicht aus dem BRS 402 entfernt, so daß das Ausgangssignal jedes Selektors 430 das gewählte BRS 402 enthält, das die ursprünglichen BRS-Daten für dieses Signal zusammen mit dem codierten Status enthält, der in dem Schnittstellenteil 400 eingefügt wurde.
  • Da die codierten Statusinformationen mit dem BRS 402 von Eingang zu Ausgang transportiert werden, stellt diese Architektur sicher, daß alle Vermittlungsentscheidungen lokal in jedem Vermittlungs-/Selektorteil 401 getroffen werden können. Folglich wird es durch diese Architektur unnötig, Signalstatusinformationen über funktionale Teile unter Verwendung einer komplexen (Overlay-)Steuerstruktur hinweg zu teilen. Außerdem unterstützt diese Architektur direkt mehrere Ebenen oder Stufen der Vermittlung, die entweder zentralisiert oder verteilt sein können.
  • Wie beschrieben, kann das eingebettete Signalstatusprotokoll gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung für ein zentralisiertes Koppelfeld verwendet werden, das entweder eine gemeinsame Steueranordnung oder eine segmentierte Steueranordnung benutzt. Zum Beispiel eignet sich das eingebettete Signalstatusprotokoll gut für die segmentierte Steueranordnung, die in der US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/942096 mit dem Titel "A Control Architecture for a Homogeneous Routing Structure" beschrieben wird. Wie in 5 gezeigt, kann die Auswahllogik 435 aus mehrstufigen anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 bestehen. Jede anwendungsspezifische Adressenauflösungsfunktion 501 enthält Steuerlogik, die selektiv so konfiguriert werden kann, daß ein einziges Steuereingangssignal für das Koppelfeld 202 aufgelöst wird. Genauer gesagt kann jede anwendungsspezifische Adressenauflösungsfunktion 501 eine Anzahl von Logikstufen enthalten, die selektiv mit einer entsprechenden Anzahl und Anordnung von Selektoren 510 und assoziierten Domänen-Steuerfunktionen 511 konfiguriert werden.
  • Bei einer segmentierten Steueranwendung empfängt das Koppelfeld 202 eine Anzahl von Eingängen Si (repräsentiert als 1-WA Eingangssignale) und erzeugt eine Anzahl von Ausgangssignalen So (repräsentiert als 1-YA Ausgangssignale). Die anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 sind an das Koppelfeld 202 angekoppelt, wobei die Anzahl der anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 gleich der Anzahl der Ausgangssignale So ist, so daß jedes der 1-YA Steuereingangssignale des Koppelfeldes 202 unabhängig auf eines der 1-YA Ausgangssignale So abgebildet wird. Die Adresseninformationen und Signalstatusinformationen für jedes der 1-WA Eingangssignale werden als Eingabe den anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 zugeführt. Die anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 sind dafür ausgelegt, die Adressen- und Signalstatusinformationen aus den 1-WA Eingangssignalen zu empfangen und sind ferner dafür ausgelegt, Auswahlfunktionen auszuführen, um auf der Basis der Signalstatusinformationen ein einziges Steuereingangssignal zu erzeugen. In der Regel würde das einzige dem Koppelfeld 202 zugeführte Steuereingangssignal die Adresse des Eingangssignals enthalten, das durch das Koppelfeld 202 ausgewählt werden soll. Da jede anwendungsspezifische Adressenauflösungsfunktion 501 von jeder anderen unabhängig ist, kann jede anwendungsspezifische Adressenauflösungsfunktion 501 dafür konfiguriert werden, "aufgelöste" Steuerung eines einzigen Ausgangssignals So bereitzustellen. Effektiv wird das Koppelfeld 202 aufgrund der eindeutigen Assoziation zwischen den anwendungsspezifischen Adressenauflösungsfunktionen 501 und 1-YA Ausgangssignalen "kanalisiert". Folglich kann das Koppelfeld 202 gleichzeitig 1-YA separate Anwendungen parallel auf einem zentralisierten Koppelfeld 202 unterstützen, weil jeder "Kanal" des Koppelfeldes eine separate Anwendung unterstützt.
  • Es versteht sich, daß die oben beschriebenen konkreten Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Fachleute können andere geeignete Implementierungen konzipieren, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, für eine Anzahl anderer Anwendungen, die Telekommunikationsanwendungen auf Koppelfeldbasis sein können oder auch nicht. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung für ein Sensorsystem geeignet sein, das in Kraftfahrzeugen verwendet wird, oder für ein Alarm-/Überwachungssystem, das Sensoren verwendet, die an Peripheriepunkten auf einem Datenweg angeordnet sind, der sich durch eine Einrichtung erstreckt. Der Status von den Sensoren könnte mit dem Signal kombiniert und gegebenenfalls für entsprechende Verwendung durch einen Zentralverarbeitungspunkt wie etwa eine Steuerzentrale ausgebreitet werden. Darüber hinaus kann der Signalstatus mit den Signaldaten auf viele verschiedene Weisen kombiniert werden, wie zum Beispiel durch Verwenden eines Telemetriekanals oder durch Modulieren von Amplituden, Frequenz oder Phase der Signaldaten, um nur einige wenige zu nennen. Zusätzlich könnte man den eingebetteten Signalstatus für anderes als Vermittlungsentscheidungen verwenden. Zum Beispiel könnte die vorliegende Erfindung für Fehlerisolations-/-identifikations- und/oder Segmentierungsanwendungen verwendet werden, bei denen ein eingebetteter Signalstatus zur Verwaltung von Fehlern in einem seriellen Übertragungsweg mit mehreren Abschnitten verwendet wird. Im allgemeinen wäre jede Anwendung, die aus einem eingebetteten Steuermechanismus Nutzen ziehen könnte, ein Kandidat für die vorliegende Erfindung.

Claims (6)

  1. System zur Steuerung der Auswahl von Signalen in einem Übertragungsweg, wobei das System folgendes umfaßt: mindestens eine Signalüberwachungsvorrichtung (410), die auf dem Übertragungsweg angeordnet ist, um Signalstatusinformationen für jedes von mehreren Signalen abzuleiten; mindestens einen an die mindestens eine Signalüberwachungsvorrichtung (410) angekoppelten Signalstatuscodierer (420) zum Einbetten der entsprechenden Signalstatusinformationen in jedes der mehreren Signale; mindestens einen auf dem Übertragungsweg angeordneten Signalstatusdecodierer (431) zum Decodieren der jedem der mehreren Signale entsprechenden eingebetteten Signalstatusinformationen; und ein auf die decodierten Signalstatusinformationen reagierendes Steuerelement (204, 435) zum Betätigen einer Steuerentscheidung zur Ermöglichung einer Auswahlentscheidung, wobei die Signalstatusinformationen Signalqualität entsprechend jedem der mehreren Signale repräsentieren, die Auswahlentscheidung auf Signalqualität basiert, und die eingebetteten Signalstatusinformationen in jedem der mehreren Signale zur Ausbreitung durch den Übertragungsweg behalten werden und wobei die Signalstatusinformationen an jedem nachfolgenden Auswahlpunkt in dem Übertragungsweg direkt extrahierbar sind.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die eingebetteten Signalstatusinformationen mehrere Inline-Statuscodes führen können, die eine Kombination von Signalstatusparametern repräsentieren.
  3. System nach Anspruch 1, ferner mit einem in dem Übertragungsweg zur Auswahl von Signalen angeordneten Schaltelement (210, 430), wobei das Schaltelement mehrfache Schaltfunktionen unterstützt.
  4. System nach Anspruch 3, wobei das Schaltelement Weg-inline-Schutzumschaltung in einem auf SONET basierenden digitalen Übertragungsnetz unterstützt.
  5. Verfahren zur Steuerung der Auswahl von Signalen in einem Übertragungsweg, mit den folgenden Schritten: Überwachen jedes von mehreren Signalen, um Signalstatusinformationen abzuleiten; Einbetten der entsprechenden Signalstatusinformationen in jedes der mehreren Signale; Decodieren der jedem der mehreren Signale entsprechenden eingebetteten Signalstatusinformationen; und Betätigen einer Steuerentscheidung zur Ermöglichung einer Auswahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalstatusinformationen Signalqualität repräsentieren, die Auswahlentscheidung auf Signalqualität basiert, und die eingebetteten Signalstatusinformationen in jedem der mehreren Signale zur Ausbreitung durch den Übertragungsweg behalten werden und wobei die Signalstatusinformationen an jedem nachfolgenden Auswahlpunkt in dem Übertragungsweg direkt extrahierbar sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Einbetten das Abbilden von Inline-Statuscodes umfaßt, wobei die eingebetteten Signalstatusinformationen mehrere Inline-Statuscodes führen können, die eine Kombination von Signalstatusparametern repräsentieren.
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