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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Übertragung von Datenrahmen-Verkehr über ein
synchrones digitales Netzwerk.
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Hintergrund der Erfindung
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Historisch
gesehen hat sich die Telekommunikationsindustrie getrennt und weitgehend
unabhängig von
der Computerindustrie entwickelt. Übliche Telekommunikationssysteme
sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine hohe Zuverlässigkeit
aufweisende leitungsvermittelte Netzwerke zur Kommunikation über lange Strecken
aufweisen, während
die Datenkommunikationen zwischen miteinander in Kommunikation stehenden Rechnern
weitgehend auf einen gemeinsamen Zugriff nutzenden Paketkommunikationen
beruhen.
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Datenkommunikationen
können über einen
Ortsbereich arbeiten, um ein Ortsbereichs-Netzwerk (LAN) zu bilden,
oder über
einen Fernbereich, um ein Weitverkehrsnetz (WAN) zu bilden. Historisch
gesehen ist der Unterschied zwischen einem LAN und einem WAN der
Unterschied hinsichtlich der geografischen Überdeckung. Ein LAN kann miteinander
kommunizierende Rechnergeräte
miteinander verbinden, die über
ein Gebiet von Kilometern oder zehn Kilometern verteilt sind, während ein
WAN miteinander kommunizierende Computergeräte umfassen kann, die über einen
weiteren geografischen Bereich in der Größenordnung von hunderten von
Kilometern oder mehr verteilt sind.
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Übliche Ortsbereichs-Netzwerke
werden allgemein so betrachtet, als ob sie digitale Datennetzwerke sind,
die mit Raten von mehr als 1 MBits/s über Entfernungen von einigen
Metern bis zu mehreren Kilometern arbeiten. Übliche Ortsbereichs-Netzwerke sind nahezu
universell serielle Systeme, bei denen sowohl Daten- als auch Steuerfunktionen über den
gleichen Kanal oder das gleiche Medium übertragen werden. Ortsbereichs-Netzwerke
sind typischerweise Datenübertragungssysteme
die dazu bestimmt sind, Computergeräte und zugehörige Geräte innerhalb
eines beschränkten
geografischen Gebietes miteinander zu verbinden. Viele Ortsbereichs-Netzwerke
schließen
jedoch die Sprachübertragung
als einen Dienst ein. Eine Vielzahl von Computern und zugehörigen Geräten, die
in einem LAN miteinander verbunden sind, kann von beispielsweise
einem großen
Mainframe-Rechnersystem zu kleinen Personalcomputern reichen. Weil
ein Ortsbereichs-Netzwerk auf einen beschränkten geografischen Bereich
begrenzt ist, ist es möglich, Übertragungsverfahren
zu verwenden, die sehr stark unterschiedlich von denjenigen sind,
die üblicherweise
in Kommunikationssystemen verwendet werden. Ortsbereichs-Netzwerke
sind üblicherweise
für eine
bestimmte Organisation spezifisch, denen sie gehören, und sie können vollständig unabhängig von
den Zwangsbedingungen sein, die durch öffentliche Telefonbehörden, die
ITU und andere öffentliche
Dienste auferlegt werden. Ortsbereichs-Netzwerke sind dadurch gekennzeichnet,
dass sie wenig aufwändige
Leitungs-Ansteuerausrüstungen
anstelle der relativ komplizierten Modems haben, die für öffentliche
Analog-Netzwerke
benötigt
werden. Hohe Datenübertragungsraten
werden durch Ausnutzung der Vorteile von kurzen Entfernungen erzielt.
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Übliche Weitbereichs-Netzwerke
arbeiten im Allgemeinen in einem größeren Maßstab, als Ortsbereichs-Netzwerke.
Ein Weitbereichs- oder Fern-Netzwerk wird allgemein dann verwendet,
wenn Informationen in elektrischer Form auf Kabel einen Standort
verlassen, selbst wenn dies nur für kurze Entfernungen ist. Die betreffenden
Datenübertragungsraten
liegen allgemein zwischen einigen hundert und einigen tausend Bits
pro Sekunde, typischerweise bis zu 50 Kilobit pro Sekunde. Die hier
auftretenden Entfernungen in einem Weitbereichs-Netzwerk reichen
von ungefähr
einem Kilometer bis zu möglicherweise
tausenden von Kilometern, und die Fehlerraten sind größer als
bei Ortsbereichs-Netzwerken. Weitbereichs-Netzwerke werden im Allgemeinen über öffentliche
Telekommunikationsnetzwerke übertragen.
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Die
Unterscheidung zwischen Netzwerken, die historisch als Ortsbereichs-Netzwerke betrachtet
wurden, und denjenigen, die als Weitbereichs-Netzwerke betrachtet
wurden, verwischt sich zunehmend.
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Weil übliche Telekommunikationssysteme
parallel zu üblichen
Datenkommunikationssystemen entwickelt wurden, gibt es eine erhebliche
Fehlanpassung der Datenraten zwischen üblichen Datenkommunikations-Protokollen,
wie sie in LAN's
und WAN's verwendet
werden, und üblichen
Telekommunikations-Protokollen. Im Allgemeinen liefern Telekommunikationsbetreiber
Ausrüstungen,
die Standard-Telekommunikationsschnittstellen
aufweisen, beispielsweise E1, T1, E3, T3, STM-1, die von der Datenkommunikationsindustrie dazu
verwendet werden, Punkt-zu- Punkt-Verbindungsstrecken
in Weitbereichs-Netzwerken bereitzustellen. Dies ist jedoch für Datenkommunikations-Anbieter
unbequem, weil Datenkommunikations-Protokolle unter Verwendung eines vollständig anderen
Satzes von Schnittstellen und Protokollen entwickelt wurden, beispielsweise
Systeme mit Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung und Kollisionsdetektion
(CSMA/CD-Systeme), gemäß der IEEE-Norm
802.3, und Ethernet, das in 10 MBits/s-, 100 MBits/s- und 1 Gigabit/s-Versionen zur Verfügung steht. Übliche Datenkommunikations-Protokolle
passen nicht sehr gut zu den üblichen
Telekommunikationsschnittstellen, und zwar aufgrund einer Fehlanpassung
der Datenraten und Technologien zwischen üblichen Datenkommunikationseinrichtungen
und üblichen
Telekommunikationseinrichtungen.
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Es
wurden in der Vergangenheit viele Versuche gemacht, Rahmen-basierte
Daten über
Telekommunikationsnetzwerke zu übertragen.
Bekannte Systeme zur Einfügung
von Rahmen-basierten Daten über
synchrone Netzwerke schließen
Schemas ein, die Ethernet-Datenrahmen in Zellen der asynchronen Übertragungsbetriebsart
(ATM) einschließen,
die dann in einer plesiochronen Betriebsart transportiert werden,
und die dann entsprechend der ITU-T-Empfehlung G.708 in einem Netzwerk
der synchronen digitalen Hierarchie (SDH) transportiert werden können. Bei
diesem Schema, das als IMA (inverse Multiplexierung von ATM) bekannt
ist, und das von dem ATM-Forum entwickelt wurde, wird ein ATM-Kreis
aufgeteilt und in eine Vielzahl von E1-Kreisen eingegeben. Dies
ermöglicht
es, dass ein ATM-Signal über
ein herkömmliches
Netzwerk übertragen
wird, beispielsweise ein Netzwerk der plesiochronen digitalen Hierarchie
(PDH). Ethernet-Rahmen werden als die Nutzinformation der ATM-Zellen
eingefügt,
die dann über
die E1-Kreise über ein übliches PDH-Netzwerk übertragen
werden. Dieses bekannte Schema hat jedoch den Nachteil eines hohen
Paketisierungs-Kopffeld-Zusatzaufwandes,
der bis zu 20% der SDH-Nutzinformation umfassen kann.
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Ein
weiteres bekanntes System, das auf die Übertragung von Rahmen-basierten
Daten über
synchrone digitale Netzwerke gerichtet ist, ist die übliche Ethernet-Fernbrücke. Dieses
System beruht auf dem bekannten PPP-Protokoll, beispielsweise wie
es von dem Paket-auf-Sonet- (POS phy-) System von PMC Sierra gerätemäßig ausgebildet
ist. Bei diesem Schema ist jedoch ein hoher Paketisierungs-Zusatzaufwand
vorhanden, und Packungsverzögerungen
sind relativ hoch.
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Hersteller,
wie z. B. CISCO uind Bay Networks stellen Ausrüstungen sowohl für die vorstehend
genannte inverse Multiplexierung von ATM als auch Ethernet-Brückensysteme
her.
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Ein
weiteres bekanntes Schema verwendet eine Vielzahl von Lichtleitfaser-Zwischenverstärkern, um native
Ethernet-Raten-Verbindungen zwischen einem Kundenstandort und einer
LAN-Vermittlung bereitzustellen. Diese Lösung verwendet jedoch die gesamte
Lichtleitfaser für
die Ethernet-Rate, was eine wenig wirkungsvolle Nutzung der Lichtleitfaser-Kabelressourcen
darstellt.
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Es
ist aus der US-A-5 247 518 bekannt, einen synchronen digitalen Multiplexer
zu schaffen, der eine Vielzahl von Unterkanal-Schnittstellen, eine
Rahmen-basierte Datenkanal-Schnittstelle und einen synchronen digitalen
Kanal-Port umfasst. Ähnliche
Anordnungen sind außerdem
aus der WO-A-9804072, der EP-A-0656704 und der Veröffentlichung
von Flanagan et al.: „Transporting
New High-Speed Services in Access Netzworks" – Proceedings
of the International Symposium on Subscriber Loops and Services
(SSLS), Boston, 11.–16.
September 1988, New York, IEEE, US, Band SYMP.8, 11. September 1988,
Seiten 165–168 (XP
000010469), bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer eine
hohe Datenrate und hohe Zuverlässigkeit
aufweisenden Funktionalität,
die für übliche Ortsbereichs-Netzwerke
verfügbar
ist, jedoch über ein
Weitbereichs-Netzwerk, das auf einem eine hohe Kapazität aufweisenden
synchronen Fernübertragungs-Digitalnetzwerk transportiert
wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung
der Datenrahmen-Fehlanpassung zwischen üblichen Datenkommunikationssystemen
und üblichen
Telekommunikationssystemen in einer wirkungsvollen Weise.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Einfügung Rahmenbasierter
Daten direkt in eine Nutzinformation der synchronen digitalen Hierarchie
ohne Einkapselung in eine ATM-Zelle oder irgendeinen anderen Zwischenträger.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Einfügung von
Rahmenbasierten Daten in ein synchrones Netzwerk, ohne dass hohe
Verarbeitungsverzögerungen
hervorgerufen werden und ohne dass sich ein großer Paketisierungs-Kopffeld-Zusatzaufwand
ergibt.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein synchroner digitaler
Multiplexer geschaffen, der Folgendes umfasst: eine Vielzahl von
Telekommunikations-Zubringerkanal-Schnittstellen; eine Rahmen-basierte
Datenkanal-Schnittstelle; und einen synchronen digitalen Kanal-Port,
wobei die Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle Folgendes umfasst:
einen physikalischen Port für
einen Rahmen-basierten Datenkanal; eine Rahmen-basierte Datenkanal-Vermittlung, die
mit dem physikalischen Port des Rahmen-basierten Datenkanals in
Kommunikation steht; eine Raten-Anpassungseinrichtung zur Umwandlung
von Daten, die in einem oder mehreren Datenrahmen mit einer Rahmen-basierten
Datenkanal-Rate empfangen werden, in einen Bitstrom mit einer Rate,
die von der der Rahmen-basierten Datenkanal-Rate verschieden ist
und in der Lage ist, in zumindest einem virtuellen Container eines
synchronen digitalen Netzwerkes übertragen
zu werden; einen Pufferspeicher zum Speichern der Datenrahmen, bis
sie in den zumindest einen virtuellen Container multiplexiert werden
können,
und eine Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung für ein synchrones
digitales Netzwerk zur Umsetzung des Bitstromes in eine oder mehrere
Nutzinformationen des zumindest einen virtuellen Containers, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle Fluss-Steuereinrichtungen
umfasst, die so angeordnet sind, dass sie eine Fluss-Steuerung dadurch
einleiten, dass sie Signale zu der Rahmenvermittlung zurücksenden,
um die Aussendung weiterer Datenrahmen zu verzögern, bis der Pufferspeicher
eine ausreichende Kapazität
aufweist, um einen neuen Datenrahmen anzunehmen.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Rahmenbasiertes
Datenkommunikations-Netzwerk geschaffen, das Folgendes umfasst:
eine Vielzahl von Netzwerkgeräten;
und eine Vielzahl von synchronen digitalen Multiplexern, die über ein
synchrones digitales Transportnetzwerk miteinander verbunden sind,
wobei die Vielzahl von Netzwerkgeräten miteinander über einen
Rahmen-basierten Datenkanal kommuniziert, der über das synchrone digitale
Transportnetzwerk übertragen
wird, und wobei jeder synchrone digitale Multiplexer Folgendes umfasst:
eine Vielzahl von Telekommunikations-Zubringerkanal-Schnittstellen; eine
Rahmen-basierte Datenkanal-Schnittstelle; und einen synchronen digitalen
Kanal-Port, wobei die Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle Folgendes
umfasst: einen physikalischen Port des Rahmen-basierten Datenkanals;
eine Rahmen-basierte Datenkanal-Vermittlung, die mit dem physikalischen
Port des Rahmen-basierten Datenkanals kommuniziert; eine Raten-Anpassungseinrichtung
zur Umwandlung von in einem oder mehreren Datenrahmen mit einer
Rahmenbasierten Datenkanal-Rate empfangenen Daten in einem Bitstrom,
der eine Rate aufweist, die von der der Rahmen-basierten Datenkanal-Rate
verschieden ist, und in der Lage ist, in zumindest einem virtuellen
Container des synchronen digitalen Netzwerkes zu übertragen zu
werden; einen Pufferspeicher zur Speicherung der Datenrahmen, bis
sie in den zumindest einen virtuellen Container multiplexiert werden
können;
und eine synchrone digitale Netzwerk-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung
zur Umsetzung des Bitstromes in eine oder mehrere Nutzinformationen
des zumindest einen virtuellen Containers, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle Fluss-Steuereinrichtungen
umfasst, die so angeordnet sind, dass sie eine Fluss-Steuerung durch Senden
von Signalen zurück
an die Rahmenvermittlung einleiten, um das Senden eines weiteren
Datenrahmens zu verzögern,
bis der Pufferspeicher eine ausreichende Kapazität aufweist, um einen neuen
Datenrahmen anzunehmen.
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Gemäß einem
dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Kommunikation von Rahmen-basierten Daten über ein synchrones digitales
Netzwerk geschaffen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen
Rahmen-basierter Daten in einem oder mehreren Datenrahmen von einer
Rahmenbasierten Datenkanal-Vermittlung; Raten-Anpassung der Rahmen-basierten
Daten durch Anpassung des einen oder mehrerer Datenrahmen auf zumindest
einen Bitstrom, wobei jeder Bitstrom eine Datenrate aufweist, die
in einen virtuellen Container des synchronen digitalen Netzwerkes
multiplexiert werden kann; Speichern des einen oder mehrerer Datenrahmen
in einem Pufferspeicher, bis sie in den zumindest einen virtuellen Container
multiplexiert werden können,
Lieferung von zumindest einem virtuellen Container eines synchronen digitalen
Netzwerkes, der eine Datenrate aufweist, die kompatibel mit dem
zumindest einen Bitstrom ist; und Eingabe des zumindest einen Bitstroms
in den zumindest einen virtuellen Container, gekennzeichnet durch: Steuern
des Flusses des einen oder mehrerer Datenrahmen, die von der Rahmen-basierten
Datenkanal-Vermittlung empfangen werden, durch Senden von Signalen
zurück
an die Rahmenvermittlung, um die Aussendung eines weiteren Datenrahmens
durch die Rahmenvermittlung zu verzögern, bis der Pufferspeicher
eine ausreichende Kapazität
aufweist, um einen neuen Datenrahmen anzunehmen.
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Gemäß einem
vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Raten-Anpassungseinrichtung
für eine
Rahmen-basierte Datenkanal-Schnittstelle geschaffen, wobei die Raten-Anpassungseinrichtung Folgendes
umfasst: eine Komponente zur Kommunikation mit und zum Empfang von
Rahmen-basierten Daten von einer Rahmen-basierten Datenvermittlung;
eine Komponente, die zur Anpassung einer Datenrate der Rahmen-basierten
Daten an eine synchrone digitale Datenrate von zumindest einem synchronen
digitalen Kanal ausgebildet ist, wobei die Anpassung die Anpassung
eines Datenrahmens, der die Rahmenbasierten Daten umfasst, in zumindest
einen Bitstrom einschließt,
wobei jeder Bitstrom eine Datenrate äquivalent zu der Rate eines
virtuellen Containers eines synchronen digitalen Netzwerkes aufweist;
eine Komponente zur Kommunikation mit und zum Senden des zumindest
einen Bitstromes an eine Umsetzungseinrichtung zur Umsetzung der
Raten-angepassten Rahmen-basierten Daten in zumindest einen synchronen
digitalen Kanal; und einen Pufferspeicher zum Speichern von zumindest
einem Rahmen der Rahmen-basierten Daten vor der Umsetzung der Raten-angepassten
Rahmen-basierten Daten in den synchronen digitalen Kanal; dadurch
gekennzeichnet, dass: die Raten-Anpassungseinrichtung Folgendes
umfasst: eine Fluss-Steuerkomponente, die zur Einleitung einer Fluss-Steuerung durch Senden
von Signalen zurück
an die Rahmen-basierte Datenvermittlung ausgebildet ist, um das
Aussenden eines Datenrahmens zu verzögern, bis der zumindest eine
Pufferspeicher eine ausreichende Kapazität hat, um zumindest einen weiteren
Datenrahmen zu akzeptieren.
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Gemäß einem
fünften
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Rahmen-basierte
Kanal-Schnittstelle geschaffen, die Folgendes umfasst: einen physikalischen
Port eines Rahmen-basierten Datenkanals; eine Rahmen-basierte Datenkanal-Vermittlung,
die mit dem physikalischen Port des Rahmen-basierten Datenkanals
kommuniziert; eine Raten-Anpassungseinrichtung zur Umwandlung von
Daten, die in einem oder mehreren Datenrahmen mit einer Rahmen-basierten
Datenkanal-Rate empfangen werden, in einen Bitstrom, der eine Rate
aufweist, die von der der Rahmen-basierten Datenkanal-Rate verschieden
ist, und in der Lage ist, in zumindest einem virtuellen Container
des synchronen digitalen Netzwerkes übertragen zu werden; einen
Pufferspeicher zum Speichern der Datenrahmen, bis sie in den zumindest
einen virtuellen Container multiplexiert werden können; und
eine synchrone digitale Netzwerk-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung
zur Umsetzung des Bitstromes in eine oder mehrere Nutzinformationen
des zumindest einen virtuellen Containers, dadurch gekennzeichnet,
dass: die Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle eine Fluss-Steuereinrichtung
umfasst, die zur Einleitung einer Fluss-Steuerung durch Senden von
Signalen zurück
an die Rahmenvermittlung ausgebildet ist, um das Aussenden eines
weiteren Datenrahmens zu verzögern,
bis der Pufferspeicher eine ausreichende Kapazität hat, um einen neuen Datenrahmen
zu akzeptieren.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie diese ausgeführt werden kann, werden nunmehr
lediglich in Form eines Beispiels spezielle Ausführungsformen, Verfahren und
Prozesse gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 schematisch
Elemente einer ersten Ausführungsform
eines Datennetzwerkes zeigt, das einen Rahmen-basierten Datenkanal über einen
synchronen Datenkanal überträgt;
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2 schematisch
eine Rahmen-basierte Datenkanal-Portkomponente eines synchronen
digitalen Multiplexers gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 schematisch
eine bekannte synchrone Digitalhierarchie-Multiplexierungsstruktur zeigt;
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4 schematisch
eine synchrone Digitalhierarchie, einen STM-Rahmen und eine Nutzinformation zeigt;
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5 schematisch
eine Vielzahl von synchronen digitalen Multiplexern zeigt, die miteinander über eine
Vielzahl von Rahmen-basierten Datenports verbunden sind und einen
Ethernet-Tandem-Vermittlungsbetriebsart-Kanal unterstützen, der
auf einer synchronen digitalen Schleife übertragen wird;
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6 eine
Vielzahl von synchronen digitalen Multiplexern zeigt, die jeweils
einen Rahmen-basierten Datenport aufweisen und einen Ethernet-Ring
unterstützen,
der auf einer darunterliegenden synchronen digitalen Schleife übertragen
wird;
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7 schematisch
eine logische Ansicht des Ethernet-Ringes und der synchronen digitalen
Schleife nach 6 zeigt;
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8 schematisch
eine Vielzahl von synchronen digitalen Multiplexern zeigt, die jeweils
einen Rahmen-basierten Datenport aufweisen, der eine Vielzahl von
Punkt-zu-Punkt-Ethernet-Kanälen
in einer Heranführungs-Verbindungsbetriebsart
unterstützt,
die über
eine synchrone digitale Schleife übertragen werden;
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9 ein
erstes Beispiel des Einsatzes eines Rahmen-basierten Datenkanals über ein
synchrones Digitalhierarchie-Netzwerk zeigt;
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10 schematisch
ein zweites Beispiel des Einsatzes von Rahmenbasierten Datenkanälen über ein synchrones
Digitalhierarchie-Netzwerk zeigt; und
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11 schematisch
ein drittes Beispiel des Einsatzes einer Vielzahl von Rahmen-basierten
Datenkanälen über ein
synchrones Digitalhierarchie-Netzwerk zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der besten
Art der Ausführung
der Erfindung
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Es
wird nunmehr in Form eines Beispiels eine beste Ausführungsform
beschrieben, die von den Erfindern für die Ausführung der Erfindung in Betracht
gezogen wird. In der folgenden Beschreibung sind vielfältige spezielle
Einzelheiten angegeben, um ein gründliches Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu schaffen. Es ist jedoch für den Fachmann
verständlich,
dass die vorliegende Erfindung ohne Beschränkung auf diese speziellen
Einzelheiten ausgeführt
werden kann. In anderen Fällen
wurden gut bekannte Verfahren und Strukturen nicht im Einzelnen
beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht in unnötiger Weise
zu verdecken.
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In
der beigefügten 1 sind
schematisch Elemente einer ersten Ausführungsform eines Datennetzwerkes
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Ein Rahmen-basiertes Datenkommunikationssystem,
das über
ein synchrones digitales Netzwerk übertragen wird, wird durch
die Anordnung nach 1 gebildet. In dieser Beschreibung
werden die Ausdrücke „synchrones
Netzwerk" und „synchrones
digitales Netzwerk" dazu verwendet,
eine synchrone Zeitmultiplex-Transportschicht in der OSI-Schicht
1 zu bezeichnen. Herkömmliche Beispiele
derartiger Netzwerke schließen
die synchrone Digitalhierarchie (SDH) der ITU-T-Empfehlung G70.X ein,
die synchrone optische Netzwerk- (SONET-) Systeme beinhaltet, die
in der ITU-T-Empfehlung G.709 und verwandten Empfehlungen festgelegt
sind. Die Datennetzwerk-Elemente umfassen erste und zweite synchrone
digitale Endgeräte-Multiplexer 100, 101,
die miteinander über
eine Lichtleitfaser-Kommunikationsverbindungsstrecke 102 verbunden
sind, einen ersten Datenkommunikations-Router 103, der
mit einem ersten Endgeräte-Multiplexer 100 kommuniziert,
einen zweiten Datenkommunikations-Router 104, der mit einem
zweiten Endgeräte-Multiplexer 101 kommuniziert,
ein erstes Computergerät 105,
das mit dem ersten Datenkommunikations-Router 100 kommuniziert,
und ein zweites Computergerät,
das mit dem zweiten Datenkommunikations-Router 104 kommuniziert.
Jedes der ersten und zweiten Computergeräte 105, 106,
ersten und zweiten Router 103, 104 und ersten
und zweiten Endgeräte-Multiplexer 100, 101 bildet
eine Rahmen-basierte Kanal-Schnittstelle.
Die ersten und zweiten Computergeräte übertragen Rahmen-basierte Daten
zueinander über die
Router und über
die Lichtleitfaser-Kommunikationsverbindungsstrecke. Die Kommunikation
zwischen den ersten und zweiten Multiplexern 100, 101 erfolgt über ein
synchrones digitales Netzwerk-Protokoll, beispielsweise das synchrone
Digitalhierarchie-Protokoll (SDH) oder das synchrone optische Netzwerk-Protokoll
(SONET), wie es in der ITU-T-Empfehlung G.709 und verwandten Empfehlungen
angegeben ist. Die Kommunikation zwischen den Computergeräten 105 und 106 und
den jeweiligen Datenkommunikations-Routern 103, 104 erfolgt über ein übliches
Datenrahmen-basiertes Datenkommunikations-Protokoll.
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In
dieser Beschreibung wird der Ausdruck Rahmen-basiertes Datenkommunikations-Protokoll
oder -System dazu verwendet, irgendein Datenkommunikationssystem
oder Protokoll zu bezeichnen, bei dem Blöcke von Daten innerhalb der
OSI-Schicht-2 zusammengefügt werden.
Sowohl Verkehrsdaten als auch Steuerdaten können in dem OSI-Schicht-2-Rahmen
enthalten sein. Rahmen in OSI-Schicht-2-Systemen können Pakete oder Blöcke von
Datenbites mit veränderlicher
Länge umfassen.
Beispiele üblicher
Rahmen-basierter Datenkommunikations-Protokolle schließen CSMA/CD-Ortsbereichs-Netzwerksysteme
nach der IEEE-Norm 802.3, Ethernet-Systeme, übliche Token Ring-Systeme, übliche Token-Bus-Systeme, übliche verteilte
Lichtleitfaser-Datenschnittstellen-FDDI-Systeme und übliche Doppel-Warteschlangen-Doppel-Bus-
(DQDB-) Systeme ein.
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Die
Kommunikation zwischen den ersten und zweiten Routern 103, 104 und
den jeweiligen ersten und zweiten Endgeräte-Multiplexern 100, 101 erfolgt über eine
Datenrahmen-basierte Datentechnologie, wie dies für den Fachmann
verständlich
ist. Die ersten und zweiten Endgeräte-Multiplexer 100, 101 können geografisch durch
Entfernungen in der Größenordnung
von einigen wenigen Metern bis zu tausenden von Kilometern getrennt
sein. Die in 1 gezeigte Anordnung ist eine
vereinfachte Anordnung, und in der Praxis werden viele Computergeräte, viele
Router und viele Multiplexer miteinander verbunden sein, um ein
integriertes Rahmen-basiertes Datenkommunikationssystem zu bilden,
das über
ein synchrones digitales Netzwerk übertragen wird.
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Wie
dies weiter oben erläutert
wurde, besteht ein Problem beim Transport von Daten, die in üblichen Rahmen-basierten
Datenkommunikations-Datensystemen enthalten sind, über übliche synchrone
digitale Telekommunikations-Transportsysteme
darin, dass eine fehlende Übereinstimmung
der Datenraten zwischen der Datenkommunikations-Domäne und der
Telekommunikations-Domäne besteht.
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Daher
muss für
eine Kommunikation der Datenkommunikationssystem-Daten an den ersten
und zweiten Routern 103, 104 mit den ersten und
zweiten Endgeräte-Multiplexern 100, 101 eine
effiziente Umwandlung zwischen dem Rahmenbasierten Datenkommunikationssystem-Protokoll
und dem synchronen digitalen Netzwerkprotokoll erzielt werden.
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Nachfolgend
werden spezielle Verfahren und Ausführungsformen gemäß eines
besten Ausführungsbeispiels
speziell für
Telekommunikationssysteme der synchronen Digitalhierarchie gemäß der ITU-Empfehlung
G.709 und für
ein Rahmen-basiertes Datenträgersystem
nach der IEEE-Norm 802.3 beschrieben, wobei ein typisches Beispiel
hierfür
das Ethernet-System ist. Die allgemeinen Prinzipien, Verfahren und
Vorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen jedoch synchrone digitale Netzwerke allgemein
und OSI-Schicht-2-Rahmen-basierte
Datenträgersysteme
allgemein, und sie sind nicht auf die speziellen Beispiele der synchronen
Digitalhierarchie-Netzwerke oder Ethernet-Netzwerke beschränkt.
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In 2 sind
schematisch Komponenten einer Ethernet-Port-Karte gezeigt, die einen
synchronen digitalen Multiplexer umfassen. Die Ethernet-Port-Karte
ist in einen synchronen Digitalhierarchie-Multiplexer (oder einen
SONET-Multiplexer) eingefügt,
so dass der Multiplexer sowohl eine Vielzahl von Zubringerkanal-Schnittstellen für Telekommunikationskanäle, beispielsweise
E1, T1, E3, T3, STM-1 als auch eine Schnittstelle für Rahmen-basierte
Datensysteme, beispielsweise Ethernet, aufweist.
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Grundlegend
werden SDH-Multiplexer so betrieben, dass sie eine Zeitmultiplexierung
von Bit-orientierten Daten durchführen. Eine Vielzahl von eine
niedrigere Datenrate aufweisenden Telekommunikations-Zubringerkanälen wird
in einem Satz von virtuellen Containern multiplexiert, die mit höheren Datenraten
arbeiten. Die SDH-Multiplexierungsstruktur gemäß der ITU-T-Empfehlung G.70X
ist schematisch in 3 gezeigt. Ein Satz von STM-Rahmen
wird zusammengefügt,
um eine Vielzahl von virtuellen Containern zu enthalten, die als eine
STM-Nutzinformation übertragen
werden, wie dies in 4 gezeigt ist. Andererseits
sind übliche
Datenkommunikations-Router und Ausrüstungen Rahmen-orientierte Geräte, die
mit Datenpaketen arbeiten. Die Ethernet-Port-Karte passt die Ethernet-Datenrahmen an eine
Rate an, die mit einer Rate übereinstimmt,
die in einen virtuellen Container multiplexiert werden kann, und
sie setzt jeden Ethernet-Datenrahmen
in einen oder mehrere virtuelle SDH-Container direkt ohne irgendeine
weitere Einkapselung in Zwischenprotokolle um.
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Beispielsweise
kann ein 10 MBits/s-Ethernet-Kanal auf 5 VC12-Container umgesetzt
werden, wobei jeder VC12-Container eine Rate von 2,048 MBits/s hat.
Die 5 VC12-Container werden miteinander verknüpft, um den 10 MBits/s-Ethernet-Kanal zu übertragen.
Für die
Einführung
eines 100 MBits/s-Ethernet-Kanals in das synchrone Netzwerk kann
ein einzelner 100 MBits/s-Kanal auf zwei miteinander verknüpfte VC3-Container umgesetzt
werden, die jeweils eine Kapazität
von 51,84 10 MBits/s aufweisen, während zur Übertragung eines Ethernet-1
GBits/s-Kanals über
ein synchrones Netzwerk der Ethernet-Kanal auf 7 VC4-Container umgesetzt wird,
die jeweilis eine Kapazität
von 139 MBits/s haben.
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Die
Ethernet-Port-Karte nach 2 umfasst einen üblichen
physikalischen Ethernet-Port 203, wobei der physikalische
Ethernet-Port mit einer Ethernet-Rahmenvermittlung 202 kommuniziert,
die eine übliche Rahmenvermittlung
umfassen kann, wie sie beispielsweise von Plaintree, MMC oder TI
erhältlich
ist, eine Raten-Anpassungseinrichtung 203 zur Anpassung
zwischen Ethernet-Raten und SDH-Raten, die äquivalent zu den Raten der
virtuellen Container sind, und eine SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung 200 zur
Umsetzung von Ethernet-Rahmen
in eine oder mehrere SDH-Nutzinformationen. Die Raten-Anpassungs einrichtungen 201 und
die SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung 200 können als
eine feldprogrammierbare Gate-Array (FPGA) oder eine anwendungsspezifische
integrierte Schaltung (ASIC) gerätemäßig ausgebildet werden.
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Die
Betriebsweise der SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung ist
in dem US-Patent 6 584 118 des Anmelders mit dem Titel „Payload
Mapping in SDH Networks" beschrieben.
Datenrahmen werden direkt auf virtuelle SDH-Container für einen
Transport über
ein SDH-Netzwerk umgesetzt, ohne eine Anpassung über irgendwelche Zwischenprotokolle.
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Die
Raten-Anpassungseinrichtung 201 umfasst eine erste Vielzahl
von Ethernet-Ports,
die mit 100 MBits/s bzw. 100 MBits/s gemäß der IEEE-Norm 802.3 betrieben
werden, und eine zweite Vielzahl von Ports, die mit 2 MBits/s, 50
MBits/s und 100 MBits/s betrieben werden und mit einer SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung 200 kommunizieren.
Die Raten-Anpassungseinrichtung 201 umfasst eine Vielzahl
von Durchgangskanälen
zur Anpassung von IEEE-Norm 802.3-Datenrahmen in Bitströme mit Datenraten
von 2 MBits/s, 50 MBits/s und 100 MBits/s. Die Raten-Anpassungseinrichtung 201 umfasst
eine Vielzahl von Mehrfachkanälen,
die jeweils einen IEEE-Norm 802.3-Raten-Datenrahmenkanal auf einen
2 MBits/s, 50 MBits/s oder 100 MBits/s Bitstromkanal anpassen. Die
Raten-Anpassungseinrichtung 201 arbeitet effektiv als ein
Paketpuffer, weil die Ethernet-Datenrahmen aus den Ethernet-Rahmenvermittlungen
mit einer höheren
Rate austreten, als sie in virtuelle SDH-Container multiplexiert
werden können.
Die Raten-Anpassungseinrichtung 201 gibt Ethernet-Datenrahmen
von den Ethernet-Rahmenvermittlungen 202 schneller ein,
als sie die Ethernet-Datenrahmen in die virtuellen SDH-Container
abgibt. Ethernet-Datenrahmen werden in der Raten-Anpassungseinrichtung 201 gespeichert.
Wenn die Pufferspeicher innerhalb der Raten-Anpassungseinrichtung 201 überlastet
werden, leitet die Raten-Anpassungseinrichtung die Fluss-Steuerung
dadurch ein, dass sie Signale an die Ethernet-Rahmenvermittlung
zurücksendet,
um die Aussendung eines weiteren Ethernet-Rahmens zu verzögern, bis
der Puffer in der Raten-Anpassungseinrichtung eine ausreichende
Kapazität
aufweist, um neue Ethernet-Datenrahmen anzunehmen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Raten-Anpassungseinrichtung 201 durch bekannte
im Handel erhältliche
POS PHY-Chips ersetzt werden, die von der Firma PMC Sierra erhältlich sind.
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Die
SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung 200 kommuniziert
mit der Vielzahl von Bitstrom-Kanälen einer Raten-Anpassungs-Einkapselungseinrichtung 201.
Die SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung setzt die Vielzahl
von Bitstrom-Kanälen
der Raten-Anpassungseinrichtung 201 in eine Vielzahl von
SDH-Nutzinformationen
um, beispielsweise VC3, VC4 oder VC12, wodurch ein direkter Zugriff
auf das synchrone Digitalhierarchie-Netzwerk erfolgt.
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Die
Bereitstellung eines Rahmendaten-Ports in einem synchronen digitalen
Multiplexer ermöglicht eine
Anzahl von Verfahren zur Verbindung eines Rahmendaten-Kanals über einen
synchronen digitalen Kanal, wie dies nunmehr beschrieben wird.
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In 5 ist
ein erstes Zwischenverbindungsschema einer Vielzahl von Multiplexern
in einem synchronen Digitalhierarchie-Netzwerk zur Verbindung von
Multiplexern in einer Tandem-Betriebsart gezeigt. Erste bis fünfte Leitungskarten 501–505 umfassen
jeweils eine SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung, eine Raten-Anpassungseinrichtung,
eine Ethernet-Rahmenvermittlung und einen physikalischen Ethernet-Port,
wie dies weiter oben beschrieben wurde. Die jeweiligen SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtungen 506–510 jeder
Karte 501–505 sind
jeweils miteinander in einem synchronen Kanal 511 verbunden,
wie dies durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt
ist. Der SDH-Ring kann eine VC12-, VC3- oder VC4-Containeranordnung
umfassen. Der synchrone Kanal überträgt einen
Ethernet-Kanal 512, wie er durch eine gestrichelte Linie
in 5 gezeigt ist, der Rahmen-basierte Daten überträgt, wobei
sich der Ethernet-Kanal innerhalb jeder Karte über die SDH-Nutzinformations-Umsetzungseinrichtung, über die
Raten-Anpassungseinrichtung 513–517 und in die Ethernet-Rahmenvermittlung 518–522 jeder
Karte erstreckt.
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Bei
diesem Verfahren wird die Ethernet-Vermittlung an den Rahmenvermittlungen 518–522 erzielt.
Die Ratenanpassung erfolgt in dem Ethernet-Ring mit Ethernet-Datenrahmen, während die
Ethernet-Datenrahmen in den SDH-Ring 511, über den
sie übertragen
werden, eintreten und aus diesem austreten. Ethernet-Rahmen werden
effektiv über
einen Ringknoten mit Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung
(CSMA-RN) über
einen synchronen digitalen Kanal 511 übertragen.
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In 6 ist
eine Ring-Betriebsart zwischen einer Vielzahl von Ethernet-Port-Karten einer Vielzahl
von synchronen Digitalhierarchie-Multiplexern gezeigt. Ähnlich wie
in 5 ist jede Ethernet-Port-Karte 501–505 über ihre
entsprechende SDH-Umsetzungseinrichtung
verbunden, um ein synchrones Netzwerk zu bilden. Ein Ethernet-Kanal 600 ist
in einer Ring-Betriebsart zwischen der Raten-Anpassungseinrichtung 513–517 jeder
jeweiligen Ethernet-Port-Karte 501–506 angeschlossen.
Der Ethernet-Ringkanal tritt nicht in die Ethernet-Vermittlungen 518–522 ein,
sondern wird über
die jeweiligen Raten-Anpassungseinrichtungen 513–517 der Port-Karten
transportiert. Dies kann einen Vorteil der Verringerung von Verzögerungen
in dem Ethernet-Ring durch Vermeiden von Raten-Anpassungsverzögerungen und dem Durchlauf
durch die Ethernet-Vermittlungen vergeben und die Skalierbarkeit
des Ringes verbessern. Weiterhin kann eine schnelle Schutzumschaltung
des Ringes unter Bedingungen eines Ringausfalls erzielt werden.
Der Ethernet-Ring kann einen eine geringe Verzögerung und einen hohen Durchsatz
aufweisenden Ethernet-Kommunikations-kanal bilden.
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In 7 sind
schematisch in logischer Ansicht die Ringbetriebsart-Verbindungen
nach 6 gezeigt. Der Datenfluss durch die Raten-Anpassungs-Komponenten
ergibt Doppelring-Vielfachzugriff-Ringe mit Leitungsüberwachung.
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In 8 ist
ein drittes Heranführungs-
(backhaul-) -Verbindungsschema zur Verbindung von Ethernet-Kanälen über ein
synchrones Digitalhierarchie-Netzwerk zwischen einer Vielzahl von
SDH-Multiplexern gezeigt. In der Heranführungs-Verbindungsbetriebsart nach 8 werden
anstelle der Verwendung eines OSI- Schicht 2-Schemas wie bei den 5, 6 und 7 Ethernet-Kanäle über einen
physikalischen Baum von virtuellen Container-Pfaden übertragen,
die über
den SDH-Ring 511 übertragen
werden. Eine Vielzahl von Ethernet-Kanälen 800–803 wird über den
SDH-Ring 511 übertragen.
In 8 sind die Ethernet-Kanäle schematisch durch ihre logischen
Verbindungen mit der Vielzahl von Ethernet-Ports 501, 505 gezeigt,
obwohl physikalisch der Transport über die gleichen physikalischen
Ressourcen innerhalb des SDH-Netzwerkes erfolgt. Eine Vielzahl von
Ethernet-Kanälen,
die in der Baumanordnung angeordnet sind, wird physikalisch als
virtuelle Container über
einen SDH-Ring 511 übertragen.
Wie bei der Kanalanordnung nach den 5, 6 und 7 kann
eine Ring-Schutzumschaltung
auf die Anordnung nach 8 angewandt werden. Jeder Ethernet-Kanal
ist zwischen einem Paar von Ethernet-Rahmenvermittlungen angeschaltet
und durchläuft
eine Ratenanpassung für
den Eintritt in und den Austritt aus dem SDH-Ring.
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Die
in den 5–8 gezeigten
drei Betriebsarten können
in üblichen
synchronen Digitalhierarchie-Netzwerken unter Verwendung der Ethernet-Port-Karten
als Eintritts- und Austritts-Ports für Ethernet-Kanäle in verschiedenen
Kombinationen innerhalb eines SDH-Netzwerkes integriert werden.
Einige Beispiele der Verwendung eines Ethernet-Kanals innerhalb
eines synchronen Netzwerkes werden nachfolgend anhand der 9–12 beschrieben.
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In 9 können unter
Verwendung der grundlegenden Architektur, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
wurde, in einem Gesamt- Telekommunikationssystem,
das auf einem synchronen digitalen Netzwerk 900 beruht,
Sprache- und Datendienste in einem synchronen digitalen Multiplex
dadurch bereitgestellt werden, dass sowohl übliche Telekommunikationskanäle, beispielsweise
E1, und Rahmen-basierte Datenkanäle,
beispielsweise Ethernet, integriert werden. In dem in 9 gezeigten
Beispiel kann an einem Endbenutzer-Standort 901 eine Nebenstellenanlage
PBX 902 mit einem synchronen Endgeräte-Multiplexer 903 in üblicher
Weise kommunizieren, und eine Ethernet-Vermittlung 904 kann
direkt mit dem synchronen Multiplexer über beispielsweise eine 100
MBits/s-Verbindungsstrecke 905 kommunizieren, um ein privates
Rahmenbasiertes Datennetzwerk über
einen Fernsprechamt-Standort 906 bereitzustellen, der einen öffentlichen
Rahmendaten-Kanal unterstützt,
was durch den Router 907 angezeigt ist. In ähnlicher
Weise kann die Ethernet-Vermittlung 904 einen Zugriff auf
ein öffentliches
Datenrahmen-Netzwerk über
einen Firewall-Router 908 ausführen.
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In 10 ist
schematisch gezeigt, wie eine Kombination der Verbindungsmöglichkeits-Schemas,
die anhand der 5–8 beschrieben
wurden, in einem neuen synchronen Digitalhierarchie-Netzwerk arbeiten
kann.
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Das
Beispiel des synchronen Netzwerkes nach 10 umfasst
einen STM-16-Ring 1000,
der über eine
Vielzahl von Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexern 1001–1004 zugänglich ist.
Es kann eine Vielzahl von Endgeräte-Multiplexern 1005–1029 vorgesehen
sein, einer pro Kundenstandort-Ausrüstung. An jeder Kundenstandort-Ausrüstung erfolgt
der Zugang an das synchrone Netzwerk über eine entsprechende Ethernet-Port-Karte
in dem synchronen Multiplexer, der mit einem entsprechenden jeweiligen
Ethernet-Router 1030–1043 verbunden
ist. Eine Vielzahl von Endgeräte-Multiplexem
kann synchron mit einem Zwischen-Multiplexer 1044 verbunden
sein, der einen Teil eines Teilringes 1045 bildet. Die
Verbindung zwischen dem Zwischen-Multiplexer 1044 und der
Vielzahl von Zubringer-Multiplexer 1005–1029 kann
eine Heranführungs-Form haben,
wie dies in 8 gezeigt ist, bei der eine
Vielzahl von Ethernet-Kanälen über einen
synchronen Ring übertragen
wird. Im unteren Teil der 10 ist
die Vielzahl von Ethernet-Kanälen
logisch als strahlenförmig von
dem Zwischen-Multiplexer 1044 zu der Vielzahl von Endgeräte-Multiplexern 1005–1029 ausgehend
dargestellt. Innerhalb des Teilringes 1045 kann die Tandem-Vermittlungsbetriebsart
oder die Ring-Betriebsart, wie dies anhand der 5–8 beschrieben
wurde, arbeiten.
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In 11 ist
schematisch eine zweite Netzwerk-Auslegung gezeigt, die eine Vielzahl
von Rahmen-basierten Ethernet-Datenkanälen beinhaltet, die über ein
darunterliegendes synchrones Digitalhierarchie-Netzwerk transportiert
werden. Ein synchroner STM-64-Ring 1100 verbindet eine
Vielzahl von Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexern 1101–1105 in
einer synchronen Schleife. Verschiedene Rahmen-basierte Ethernet-Datenkanäle können über das
darunterliegende synchrone Netzwerk in der folgenden Weise transportiert werden.
In diesem Beispiel wird ein weiterer Ethernet-Kanal zwischen einem
ersten Ethernet-Router 1106 und einem zweiten Ethernet-Router 1107 über einen
STM-64-Ring 1100 zwischen ersten und zweiten Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexern 1101, 1105 übertragen,
die jeweils mit einem Ethernet-Port ausgerüstet sind, wie dies weiter oben
beschrieben wurde. Ein zweiter Ethernet-Kanal zwischen einem ersten
Ethernet-Router 1106 und einem dritten Ethernet-Router 1108 mit
1 GBits/s wird zwischen einem Endgeräte-Multiplexer 1109,
der mit einem Ethernet-Port ausgerüstet ist, wie dies weiter oben
beschrieben wurde, und einem Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexer 1104 für einen
Zugang an den STM-64-Ring 1100 übertragen.
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Die
speziellen hier beschriebenen Ausführungsformen und Verfahren
ermöglichen
die folgenden Vorteile:
Zunächst
kann verglichen mit bekannten Systemen, die eine Schnittstellenverbindung
von Ethernet über
eine übliche
Telekommunikations-Schnittstelle,
beispielsweise E1, T1 durchführen,
der Fortfall der Telekommunikations-Schnittstelle durch die Verwendung
der Ethernet-Port-Karte, wie dies weiter oben beschrieben wurde, eine
Einsparung an Gerätekosten
erzielt werden, weil keine Notwendigkeit der Anpassung von Ethernet-Daten an
eine Telekommunikations-Schnittstelle, beispielsweise E1 oder T1
besteht.
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Zweitens
kann eine Port-Konsolidierung erzielt werden. Statt dass man eine
große
Anzahl von Ports an einem Kopfende hat, wie bei bekannten Systemen,
kann ein Rahmen-basierter Daten-Port pro Multiplexer vorgesehen
sein. Eine Einsparung hinsichtlich der Ausrüstungen und der Verdrahtung
kann erzielt werden.
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Weiterhin
kann eine effiziente Nutzung der Kanalkapazität in dem synchronen Netzwerk
durch die Anwendung eines statistischen Gewinns zwischen Rahmenbasierten
Datenraten-Kanälen
und den synchronen Datenraten-Kanälen erzielt werden. Beispielsweise
kann, weil Rahmen-basierte Datenkanäle nicht immer vollständig ausgenutzt
werden, eine Vielzahl von Rahmen-basierten Datenraten-Kanälen auf
einen synchronen Ratenkanal mit der gleichen oder einer ähnlichen
Datenrate multiplexiert werden. Beispielsweise können vier 10 MBits/s-Datenrahmen-Ratenkanäle auf einem
einzigen synchronen 10 MBits/s-Ratenkanal multiplexiert werden,
weil der Gesamtverkehr, der von den vier Rahmen-basierten Datenraten-Kanälen empfangen
wird, die nicht gleichzeitig alle vollständig ausgenutzt werden, statistisch
auf einen einzigen synchronen 10 MBits/s-Datenraten-Kanal multiplexiert werden
kann.
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Weiterhin
kann, weil die Datenraten von virtuellen SDH-Container-Nutzinformationen
relativ flexibel sind, verglichen mit üblichen Telekommunikations-Schnittstellen-Datenraten
eine effizientere Anpassung zwischen Rahmen-basierten Ethernet-Daten,
die mit Ethernet-Datenraten arbeiten, und Telekommunikations-Datenraten in der
synchronen Domäne
mit E1, E3, STM-1 und STM-4 Datenrahmen erzielt werden. Die folgende Tabelle
1 erläutert
einen Vergleich von Ethernet-Datenraten (in der mittleren Spalte
der Tabelle 1) mit Telekommunikations-Schnittstellen-Raten (in der
linken Spalte der 1) und virtuellen SDH-Containerraten
(in der rechten Spalte der Tabelle 1). Beispielsweise kann eine
10 MBits/s-Ethernet-Datenrate sauber in 5 VC12-Containern untergebracht
werden, die jeweils 2 MBits/s aufweisen. Eine 100 MBits/s-Ethernet- Datenrate kann in zwei
VC3-Containern mit jeweils 50 MBits/s untergebracht werden.
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Bekannte
Telekommunikations-Schnittstellen, die zur Übertragung von Rahmenbasierten
Daten über ein
Weitbereichs-Netzwerk beschafft werden können, arbeiten mit 2 MBits/s
(E1), 34 MBits/s (E3), 155 MBits/s (STM-1) oder 622 MBits/s (STM-4).
Diese Datenrahmen sind nicht gut an die bekannten Ethernet-Datenraten von
10 MBits/s, 100 MBits/s und 1 GBits/s angepasst. Andererseits sind
die bekannten Ethernet-Datenraten gut an Vielfache der Nutzinformations-Datenrahmen
von synchronen virtuellen Digitalhierarchie-Containern angepasst,
wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist. Die SDH-Nutzinformations-Datenraten
haben eine Granularität
mit einer minimalen Schrittweite von zwei MBits/s. Eine minimale
Granularität
von Ethernet-Raten
ist 10 MBits/s, so dass 5 SDH VC12-Container sauber einen einzigen
10 MBits/s Ethernet-Kanal aufnehmen können.
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Ein
weiteres Merkmal der hier beschriebenen speziellen Ausführungsformen
und Verfahren ist die Bereitstellung der Dienstgüte. Unter Verwendung des Ethernet-IEEE-802.1-P/Q-Prioritätsfeldes
können
unterschiedlichen Paketen unterschiedliche Prioritäten für die Übertragung
gegeben werden. Somit können
Dienstgüte-Grade,
die mit bekannten Ortsbereichs-Netzwerken erzielbar sind, über größere geografische
Entfernungen erstreckt werden, die über ein synchrones Digitalhierarchie-Transportnetzwerk übertragen
werden, wie dies in den speziellen Ausführungsformen und Verfahren
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
