DE69936697T2

DE69936697T2 - Verkettung von Containern in einem SDH-Netzwerk

Info

Publication number: DE69936697T2
Application number: DE69936697T
Authority: DE
Inventors: John Paul Sawbridgeworth Russell; Christopher David Chelmsford Murton; David Michael St Albans Goodman; Christopher Thomas William Hertford Ramsden; James Whitehead Shields
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: US6917630B1; JP4759692B2; EP0993135A2; EP0993135A3; CA2276948C; CA2276948A1; EP0993135B1; USRE41417E1; DE69936697D1; US20050175004A1; JP2000115106A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Container in einem synchronen digitalen Netzwerk, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf ein Netzwerk der synchronen Digitalhierarchie (SDH) oder ein synchrones optisches Netzwerk (SONET).
Hintergrund der Erfindung
Historisch gesehen hat sich die Telekommunikationsindustrie getrennt und weitgehend unabhängig von der Computerindustrie entwickelt. Konventionelle Telekommunikationssysteme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine hohe Zuverlässigkeit aufweisende leitungsvermittelte Netzwerke zur Kommunikation über große Entfernungen aufweisen, während Datenkommunikationen zwischen miteinander kommunizierenden Computern weitgehend auf Paketkommunikationen mit gemeinsamem Zugriff beruhen.
Datenkommunikationen können über einen örtlichen Bereich betrieben werden, um ein lokales Netzwerk (LAN) zu bilden, oder über einen weiten Bereich, um ein Weitbereichs-Netzwerk (WAN) zu bilden. Historisch gesehen ist der Unterschied zwischen einem LAN und einem WAN ein Unterschied hinsichtlich der geografischen Überdeckung. Ein LAN kann miteinander kommunizierende Computereinrichtungen abdecken, die über ein Gebiet von Kilometern oder 10 Kilometern verteilt sind, während ein WAN miteinander kommunizierende Computereinrichtungen umfassen kann, die über einen größeren geografischen Bereich in der Größenordnung von Hunderten von Kilometern oder mehr verteilt sind.
Die historische Unterscheidung zwischen lokalen Netzwerken und Weitbereichs-Netzwerken wird jedoch zunehmend aufgehoben.
Konventionelle lokale Netzwerke werden üblicherweise als digitale Daten-Netzwerke betrachtet, die mit Raten von mehr als 1 MBits/s über Entfernungen von einigen wenigen Metern bis zu mehreren Kilometern arbeiten. Konventionelle lokale Netzwerke sind fast universell serielle Systeme, bei denen sowohl Daten- als auch Steuerfunktionen über den gleichen Kanal oder das gleiche Medium übertragen werden. Lokale Netzwerke sind primär Datenübertragungssysteme, die zur Verbindung von Computereinrichtungen und zugehörigen Einrichtungen innerhalb eines beschränkten geografischen Bereiches bestimmt sind. Viele lokale Netzwerke schließen jedoch auch die Sprachübertragung als einen Dienst ein. Eine Vielzahl von Computern und zugehörigen Einrichtungen, die in einem LAN miteinander verbunden sind, kann von irgendeinem voll ausgebildeten Mainframe-Rechnersystem zu einer Ansammlung von kleinen Personalcomputern reichen. Weil ein lokales Netzwerk auf einen beschränkten geografischen Bereich begrenzt ist, ist es möglich, Übertragungsverfahren zu verwenden, die sehr stark von denen verschieden sind, die in Telekommunikationssystemen verwendet werden. Lokale Netzwerke sind üblicherweise spezifisch für eine bestimmte Organisation, die sie besitzt, und sie können vollständig unabhängig von Bedingungen sein, die durch öffentliche Telefonbehörden, der ITU oder anderen öffentlichen Diensten festgelegt sind. Lokale Netzwerke sind dadurch gekennzeichnet, dass sie wenig aufwändige Leitungs-Treiberausrüstungen anstelle der relativ komplexen Modems umfassen, die für öffentliche Analog-Netzwerke erforderlich sind. Hohe Datenübertragungsraten werden durch die Verwendung der Vorteile einer kurzen Entfernung erzielt.
Andererseits arbeiten konventionelle Weitbereichs-Netzwerke allgemein in einem größeren Maßstab, als lokale Netzwerke. Ein Weitbereichs-Netzwerk wird im Allgemeinen immer dann verwendet, wenn Information in elektronischer Form auf Kabeln einen Standort verlässt, selbst für kurze Entfernungen. Weitbereichs-Netzwerke werden im Allgemeinen über öffentliche Telekommunikations-Netzwerke übertragen.
Weil konventionelle Telekommunikationssysteme sich parallel zu konventionellen Datenkommunikationssystemen entwickelt haben, unterscheiden sich die Datenraten zwischen konventionellen Datenkommunikations-Protokollen, wie sie in LANs und WANs verwendet werden, und konventionellen Telekommunikations-Protokollen sehr stark. Im Allgemeinen stellen Telekommunikations-Betreiber Ausrüstungen bereit, die Standard-Telekommunikations-Schnittstellen haben, beispielsweise E1, T1, E3, T3, STM-1, die von der Datenkommunikations-Industrie verwendet werden, um Weitbereichs-Netzwerk-Punkt-zu-Punkt-Verbindungsstrecken bereitzustellen. Dies ist für Datenkommunikations-Anbieter jedoch unzweckmäßig, weil Datenkommunikations-Protokolle unter Verwendung eines vollständig anderen Satzes von Schnittstellen und Protokollen entwickelt wurden, beispielsweise Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung und Kollisionsverhinderung, CSMA/CD-Systeme, die der IEEE-Norm 802.3 gehorchen, und Ethernet, das in 10 MBits/s, 100 MBits/s und 1 GigaBits/s-Versionen verfügbar ist. Konventionelle Datenkommunikations-Protokolle passen nicht sehr gut zu konventionellen Telekommunikations-Schnittstellen-Datenraten, wie z.B. von E1, E3, T1, STM-1, und zwar aufgrund der Fehlanpassung von Datenraten und Technologien zwischen konventionellen Datenkommunikations-Protokollen und konventionellen Telekommunikations-Protokollen.
Um einen Transport von OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Verkehr über einen weiten Bereich in einer effizienten Weise bereitzustellen, haben die Erfinder bereits vorher den Transport von OSI-Schicht-2-Datenrahmen über Netzwerke der synchronen Digitalhierarchie (unter Einschluss von SONET) beschrieben.
In der anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel „Frame Based Data Transmission over Synchronous Digital Hierarchy Network", des Anmelders, von der eine Kopie mit eingereicht wird, ist ein Verfahren zur Übertragung von rahmenbasierten OSI-Schicht-2-Daten, beispielsweise von lokalen Vielfachzugriffs/Kollisionsverhinderungs- (CSMA/CD-) Netzwerk-Paketen gemäß der IEEE-Norm 802.3, von Ethernet-Paketen, von konventionellen Token-Ring-Paketen, von konventionellen Token-Bus-Paketen und von Paketen der verteilten Lichtleitfaser-Datenschnittstelle (FDDI) direkt über ein synchrones digitales Netzwerk beschrieben. Dieses beschriebene System kann eine OSI-Schicht-2-Vermittlungsfunktionalität bereitstellen, wie sie bisher bei bekannten lokalen Netzwerken verfügbar war, sich jedoch über einen größeren geografischen Überdeckungsbereich erstreckt, von dem bisher angenommen wurde, dass er lediglich durch bekannte Weltbereichs-Netzwerke bereitzustellen wäre.
In der anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel „Payload Mapping in Synchronous Networks" des gleichen Anmelders, von der eine Kopie mit eingereicht wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterbringung von rahmenbasierten OSI-Schicht-2-Daten in einem Satz von virtuellen Containern der synchronen Digitalhierarchie (SDH) durch eine Ratenanpassung einer Vielzahl von OSI-Schicht-2-Datenrahmen durch den Einsatz einer Puffer- und Flusssteuerung in einer Ratenanpassungs-Einrichtung und die Umsetzung der ratenangepassten OSI-2-Datenrahmen direkt in eine Vielzahl von virtuellen SDH-Containern beschrieben. Dieser Prozess ermöglicht es, dass ein virtuelles lokales OSI-2-Netzwerk über ein Weitbereichs-Netzwerk aufgebaut wird, das durch eine synchrone digitale Transportschicht unterstützt wird.
Weil die von üblichen OSI-Schicht-2-Datenkommunikationssystemen verwendeten Datenraten entweder höher als die Datenraten von einzelnen virtuellen Containern in SDH-Systemen sind oder in wenig wirkungsvoller Weise in verfügbare schnellere virtuelle Container passen, besteht das Problem, wie ein eine höhere Bitrate aufweisender OSI-Schicht-2-Datenkommunikationsverkehr in virtuellen SDH-Containern übertragen werden kann, um das Ergebnis eines OSI-Schicht-2-Kanals zu erzielen, der über ein SDH-Netzwerk übertragen wird.
Das US-Patent 5 461 622 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung von SONET-Zusatzdaten zur Ausrichtung mehrfacher invertierter multiplexierter Datenströme. Im Einzelnen beschreibt dieses Dokument die Verwendung der A1- und A2-Rahmenbildungs-Bytes zusammen mit dem H1- und H2-Zeiger-Byte zum Speichern von Daten zur Neuausrichtung der mehrfachen Datenströme.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines synchronen digitalen Containerssystems innerhalb der Beschränkungen der ITU-T-Empfehlung G.70X, das eine hohe Effizienz und eine minimale Verzögerung für den Transport von rahmenbasierten Datenpaketen direkt über ein synchrones digitales Netzwerk ohne weitere Einkapselung in zwischenliegende Protokollschichten ergibt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer SDH-Rahmenstruktur, die zur Aussendung und zum Empfang von rahmenbasierten Daten in einer Weise geeignet ist, die Änderungen der Verzögerung zwischen unterschiedlichen Pfaden über ein synchrones Netzwerk hinweg überwindet.
Spezielle Implementierungen der vorliegenden Erfindung sind auf die Schaffung eines Verfahrens und eine Vorrichtung zur virtuellen Verkettung von VC-3s und VC-12s in einer Form gerichtet, die zur Übertragung von rahmenbasierten Daten geeignet ist. In dieser Beschreibung wird der Ausdruck „virtuelle Verkettung" verwendet, wenn ein darunterliegendes Netzwerk keine Kenntnisse über irgendeine spezielle Beziehung zwischen den virtuellen Containern hat, die eine Gruppe von virtuell verketteten virtuellen Containern bilden. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, können derartige rahmenbasierte Daten OSI-Schicht-2-Datenrahmen umfassen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Vorbereitung von Daten zur Übertragung über ein synchrones digitales Netzwerk geschaffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: paralleles Erzeugen einer Vielzahl von virtuellen Containern, die jeweils über das synchrone digitale Netzwerk mit einer niedrigeren Bitrate übertragen werden, als eine Bitrate der zu übertragenden Daten, wobei jeder virtuelle Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist; und Eingabe der zu übertragenden Daten in die Nutzdaten der Vielzahl von virtuellen Containern; gekennzeichnet durch: Zuordnen der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander mit Hilfe der Eingabe von Zuordnungs-Daten in die Pfad-Zusatzdaten der Vielzahl von virtuellen Containern.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Vorbereitung von Daten zur Übertragung über ein synchrones digitales Netzwerk geschaffen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Generator für virtuelle Container, der so angeordnet ist, dass er parallel eine Vielzahl von synchronen virtuellen Containern erzeugt, die jeweils über das synchrone digitale Netzwerk mit einer niedrigeren Bitrate als einer Bitrate der zu übertragenden Daten zu übertragen sind, wobei jeder der virtuellen Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist; und eine Dateneingabeeinrichtung, die zur Eingabe der zu übertragenden Daten in die Nutzdaten der Vielzahl von virtuellen Containern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Zuordnungseinrichtung für virtuelle Container, die zur Zuordnung der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander mit Hilfe der Eingabe von Zuordnungsdaten in die Pfad-Zusatzdaten der Vielzahl von virtuellen Containern angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Daten aus einer Vielzahl von virtuellen Containern geschaffen, die über ein synchrones digitales Netzwerk empfangen werden, wobei jeder virtuelle Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Lesen von Daten-Bytes aus den Nutzdaten der Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern; gekennzeichnet durch: Lesen von Zuordnungsdaten aus den Pfad-Zusatzdaten-Abschnitten der Vielzahl von virtuellen Containern, wobei die Zuordnungsdaten eine Zuordnung zwischen der Vielzahl von virtuellen Containern anzeigen; und Rückgewinnung der Daten aus der Vielzahl von gelesenen Nutzdaten-Bytes in Abhängigkeit von der angezeigten Zuordnung.
Gemäß einem weitere Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Daten aus einer Vielzahl von virtuellen Containern geschaffen, die über ein synchrones digitales Netzwerk empfangen werden, wobei jeder virtuelle Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist, wobei die Vorrichtung einen Datenleser umfasst, der zum Lesen von Daten-Bytes aus den Nutzdaten der Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Zuordnungsdaten-Leseeinrichtung, die zum Lesen von Zuordnungsdaten aus den Pfad-Zusatzdaten der Vielzahl von virtuellen Containern angeordnet ist, wobei die Zuordnungsdaten eine Zuordnung zwischen der Vielzahl von virtuellen Containern anzeigen; und eine Daten-Rückgewinnungseinrichtung, die zur Rückgewinnung der Daten aus der Vielzahl von gelesenen Nutzdaten-Bytes in Abhängigkeit von der angezeigten Zuordnung angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese praktisch ausgeführt werden kann, werden lediglich als Beispiel nachfolgend Ausführungsformen, Verfahren und Prozesse gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 schematisch einen STM-N-Rahmen der synchronen Digitalhierarchie nach dem Stand der Technik zeigt;
2 schematisch die bekannte SDH-Multiplex-Hierarchie zeigt;
3 schematisch Einzelheiten von Regenerator-Abschnitts-Zusatzdaten, Multiplex-Abschnitts-Zusatzdaten und einer Vielzahl von Verwaltungseinheits- (AU-) Zeigern zeigt, die ein Kopffeld des STM-N-Rahmens nach 1 bilden;
4 schematisch einen Abschnitt eines synchronen Netzwerkes zeigt, über das ein OSI-Schicht-2-Datenkommunikationskanal zwischen ersten und zweiten Computereinrichtungen übertragen wird;
5 schematisch einen Protokollstapel zur Übertragung eines OSI-Schicht-2-Datenkanals über ein synchrones digitales Netzwerk zeigt;
6 schematisch eine OSI-Schicht-2-Port-Karte zur Schnittstellenverbindung zwischen einer OSI-Schicht-2-Vorrichtung und synchronen digitalen Netzwerk-Elementen zeigt;
7 schematisch ein Verzögerungsdifferenz-Problem zeigt, das bei einer Vielzahl von virtuellen Containern auftreten kann, die über ein synchrones Digital-Netzwerk zwischen Quellen- und Zielknoten über eine Vielzahl von unterschiedlichen Routen übertragen werden;
8 schematisch eine Vielzahl von virtuellen Containern zeigt, die virtuell miteinander verkettet sind, um einen effektiven Container für eine OSI-Schicht-2-Datenrahmen-Nutzinformation zu bilden;
9 schematisch Komponenten eines OSI-Schicht-2-Ports gemäß 6 zeigt, die zum Füllen einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern, wobei jeder virtuelle Container eine niedrigere Bitrate aufweist, mit einem eine höhere Bitrate aufweisenden OSI-Schicht-2-Datenrahmen betrieben werden;
10 schematisch zeigt, wie ein OSI-Schicht-2-Datenrahmen mit einer höheren Bitrate in einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern durch eine Byte-Verschachtelung des OSI-Schicht-2-Datenrahmens zwischen Nutzinformationen der virtuellen Container übertragen wird;
11 schematisch Prozessschritte eines Sendeprozesses zeigt, der von der Port-Vorrichtung nach 6 ausgeführt wird;
12 schematisch zeigt, wie ein Paar von virtuellen Containern mit einer unterschiedlichen Verzögerung an einer Ziel-Port-Einrichtung ankommen kann, wobei das Paar von virtuellen Containern in einer ersten Reihenfolge ankommt;
13 schematisch zeigt, wie ein Paar von virtuellen Containern mit einer unterschiedlichen Verzögerung an einer Ziel-Port-Einrichtung ankommen kann, wobei das Paar von virtuellen Containern in einer zweiten Reihenfolge ankommt;
14-17 schematisch zeigen, wie ein Paar von virtuellen Containern, das an einer Ziel-Port-Einrichtung mit einer unterschiedlichen Verzögerung ankommt, zur Rückgewinnung eines OSI-Schicht-2-Datenrahmens aus den Nutzinformationen des Paares von virtuellen Containern verarbeitet wird;
18 schematisch einen Prozess zum Empfang einer Vielzahl von zugeordneten virtuellen Containern zeigt, die eine virtuelle Verkettung von virtuellen Containern an einem Ziel-Port umfassen;
19 schematisch einen Prozess zur Ableitung und Neuzusammenfügung eines OSI-Schicht-2-Datenrahmens aus den Nutzinformationen einer Vielzahl von empfangenen zugeordneten virtuellen Containern zeigt, die eine virtuelle Verkettung von virtuellen Containern umfassen; und
20 schematisch Komponenten eines OSI-Schicht-2-Ports zum Empfang virtueller Container und zur Rückgewinnung von OSI-Schicht-2-Datenrahmen aus einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern zeigt.
Ausführliche Beschreibung der besten Art der Ausführung der Erfindung
Es wird nunmehr in Form eines Beispiels die beste Art beschrieben, die von den Erfindern zur Durchführung der Erfindung in Betracht gezogen wird. In der folgenden Beschreibung sind vielfältige spezielle Einzelheiten angegeben, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu verschaffen. Es ist jedoch für den Fachmann zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung ohne eine Beschränkung auf diese speziellen Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren und Strukturen nicht im Einzelnen beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verdecken.
In der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel eines Stromes von OSI-Schicht-2-Datenrahmen verwendet, der über eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern transportiert wird, um ein Beispiel der Nutzinformation oder der Nutzdaten zu geben, die über eine Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern übertragen werden. Es ist jedoch für einen Fachmann verständlich, dass irgendwelche Daten-Nutzinformationen von einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern übertragen werden können, und dass die Vorteile der Erfindung am deutlichsten für Daten-Nutzinformationen werden, die eine hohe Datenrate haben, die zu hoch ist, um in einem eine nächstgelegene Datenrate aufweisenden virtuellen Container übertragen zu werden (beispielsweise Daten, die 5% oder mehr schneller als die nächstgelegene äquivalente virtuelle Container-Datenrate gemäß der ITU-T-Empfehlung G.707 sind), die jedoch in wenig effizienter Weise einen die nächst höhere Datenrate aufweisenden virtuellen Container füllen (beispielsweise ist die Datenrate der transportierten Daten 30% oder mehr langsamer als die höhere Datenrate der nächsten verfügbaren virtuellen Container, in denen sie transportiert werden könnten).
In 1 ist schematisch ein bekannter synchroner Übertragungsbetriebsart-Rahmen der synchronen Digitalhierarchie (SDH) gezeigt. Der STM-Rahmen hat eine Dauer von 125 ms und umfasst eine Kette von seriell übertragenen Datenbytes, die schematisch in zwei Dimensionen als eine Byte-Anordnung von (270 × N) Spalten × 9 Reihen dargestellt werden können, wie dies in 1 gezeigt ist. Innerhalb dieser grundlegenden STM-N-Rahmenstruktur bilden die ersten 9 Spalten des Rahmens einen „Abschnitts-Zusatzdaten"-Bereich 100, und die verbleibenden 261 Spalten umfassen einen Nutzdaten-Bereich 101, in dem Daten übertragen werden. Der STM-N-Rahmen bildet die Grundlage des SDH-Multiplexschemas, wie er in der ITU-T-Empfehlung G.70X festgelegt ist, die einen Satz von unterschiedlichen multiplexierten Datenraten in dem Bereich von 1,544 MBits/s bis 622 MBits/s und mehr beinhaltet, wobei die niedrigeren Bitraten auf höhere Bitraten gemäß der SDH-Hierarchie multiplexiert werden, wie dies in 2 gezeigt ist und dies für den Fachmann gut bekannt ist. In dieser Beschreibung schließen Bezugnahmen auf die synchrone Digitalhierarchie-Multiplexierung die Optionen eines synchronen optischen Netzwerkes (SONET) ein, wie dies für den Fachmann verständlich ist, und die SONET-Optionen können in Klammern hinter einer Beschreibung der SDH-Merkmale berücksichtigt werden.
Auf jeder Ebene der SDH-Multiplex-Hierarchie werden Daten in dem STM-N-Nutzdaten-Abschnitt 101 des STM-N-Rahmens übertragen. Beispielsweise ist die grundlegende Übertragungsrate, die in den SDH-Normen für einen STM-1-Rahmen definiert ist, 155,520 MBits/s. Der STM-1-Rahmen besteht aus 2430 8-Bit-Bytes, was einer Rahmendauer von 125 ms entspricht. Drei höhere Bitraten sind ebenfalls definiert, 622,08 MBits/s (STM-4), 2488,32 MBits/s (STM-16) und 9953,28 MBits/s (STM-64). Die höheren Bitraten werden durch Verschachteln auf einer Byte-für-Byte-Basis von einer Anzahl von N der grundlegenden STM-1-Rahmen erzielt.
Der Nutzdaten-Abschnitt von 2430 Bytes eines STM-1-Rahmens überträgt eine Vielzahl von virtuellen Containern (VCs). Jeder virtuelle Container umfasst eine Vielzahl von Datenbytes, die in eine Pfad-Zusatzdaten-Komponente und eine Nutzdaten-Komponente unterteilt sind. Verschiedene Arten von virtuellen Containern werden in der ITU-T-Empfehlung G.70X definiert, unter Einschluss von VC-1, VC-2, VC-3, VC-4, VC-12. Für VC-1 und VC-2 umfassen die Pfad-Zusatzdaten-Bits Bits, die zur Fehler-Betriebsverhalten-Überwachung und zur Netzwerk-Integritätsprüfung verwendet werden.
Ein VC-3 umfasst eine Struktur mit 85 Byte-Spalten × 9 Reihen. Für den VC-3-Container befindet sich die Pfad-Zusatzdaten-Komponente in einer ersten Spalte der aus 9 Reihen und 85 Spalten bestehenden Struktur und schließt Bytes, die eine VC-3-Pfad-Verbindung überprüfen; ein Byte, das eine Bitfehler-Überwachung ergibt, ein Signal-Etikett-Byte, das eine Zusammensetzung der VC-3-Nutzinformation anzeigt; ein Pfad-Status-Byte, das die Rücklieferung des Status eines empfangenen Signals an ein Sende-Ende ermöglicht; eine Vielzahl von Pfad-Nutzerkanal-Bytes zur Bereitstellung eines vom Benutzer spezifizierten Kommunikationskanals, ein Positions-Anzeige-Byte zur Lieferung einer verallgemeinerten Positions-Anzeige für Nutzdaten; ein automatisches Schutzumschalt-Byte; ein nationales Betreiber-Byte, das für bestimmte Verwaltungszwecke, wie z.B. Durchgangsamt-Verbindungswartungen zugeteilt ist, und eine Vielzahl von Reserve-Bytes ein.
Ein VC-4-Container umfasst eine Struktur mit 261 Byte-Spalten × 9 Byte-Reihen, die ähnliche Pfad-Zusatzdaten-Bytefunktionen hat, wie der vorstehend beschriebene VC-3-Container.
Eine Vielzahl von virtuellen Containern wird in einem STM-1-Rahmen wie folgt eingefügt. Als erstes wird der virtuelle Container in einer Zubringereinheit (TU) oder einer Verwaltungseinheit (AU) angeordnet, wobei ein Zeiger den Beginn des virtuellen Containers bezüglich der Zubringereinheit oder der Verwaltungseinheit anzeigt, wie dies passend ist. VC-1s und VC-2s sind immer in Zubringereinheiten angeordnet, während VC-4s immer in einer AU4-Verwaltungseinheit angeordnet sind. Zubringereinheiten und Verwaltungseinheiten werden jeweils in ihren jeweiligen Gruppen gebündelt: Zubringereinheits-Gruppen (TUGs) für Zubringereinheiten und Verwaltungseinheits-Gruppen (AUGs) für Verwaltungseinheiten. Zubringereinheits-Gruppen werden in virtuelle Container höherer Ordnung multiplexiert, die ihrerseits in Verwaltungseinheiten angeordnet sind, wobei ein Zeiger den Anfang des virtuellen Containers bezüglich der Verwaltungseinheit anzeigt. Verwaltungseinheit-Zeiger zeigen die Position der Verwaltungseinheiten bezüglich des STM-1-Rahmens an und bilden einen Teil des Abschnitts-Zusatzdaten-Bereiches des Rahmens.
In 3 sind schematisch und mit weiteren Einzelheiten die 9 Byte-Spalten × 9 Reihen-STM-1-Abschnitts-Zusatzdaten eines STM-1-Rahmens gezeigt, wobei die Position gezeigt ist, an der die AU-Zeiger für die VCs, die die Nutzdaten des STM-1-Rahmens umfassen, innerhalb des STM-1-Rahmens angeordnet sind.
Ein System zum Senden und zum Zurückgewinnen von Rahmendaten über ein SDH-Netzwerk gemäß einer als am besten angesehenen Implementierung der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben.
In 4 ist schematisch ein Abschnitt eines synchronen Digitalhierarchie- (SDH-) Netzwerkes gezeigt, der Folgendes umfasst: einen STM-Lichtleitfaser-Ring 400, der eine Vielzahl von Abzweigungs-/Einfügungs-Multiplexern 401-403 verbindet, wobei jeder Multiplexer eine Vielzahl von Telekommunikations-Zubringern 404 aufweist, beispielsweise E1-Zubringer, die bei 2 MBits/s betrieben werden; erste bzw. zweite Multiplexer 401, 402 an ersten und zweiten Orten A, B, die jeweils eine entsprechende jeweilige erste oder zweite OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Portkarte 404, 406 umfassen; erste und zweite Datenkommunikations-Router 407, 408, die mit den jeweiligen ersten und zweiten Datenkommunikations-Portkarten 405, 406 der ersten und zweiten Multiplexer verbunden sind; und eine Vielzahl von Computereinrichtungen, beispielsweise persönlichen Computern, Minicomputern, usw. 409, 410, die mit den Datenkommunikations-Routern kommunizieren.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform zeigt schematisch einen OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Kanal, der über ein synchrones Digitalhierarchie-Netzwerk vom Typ gemäß der ITU-T-Empfehlung G.701 zwischen ersten und zweiten Orten A, B übertragen wird. Erste und zweite Datenkommunikations-Router und erste und zweite synchrone Multiplexer können beispielsweise an einem Paar von geografisch getrennten Kundenstandorten angeordnet sein, wodurch ein OSI-Schicht-2-Datenkanal über relativ großes Gebiet geschaffen wird. Die Implementierung nach 4 kann eine Funktionalität ergeben, die äquivalent zu der ist, die historisch im Stand der Technik als ein lokales Netzwerk betrachtet wurde, das heißt OSI-Schicht-2-Datenkommunikationssystem-Datenraten und Zuverlässigkeit, jedoch über ein geografisches Gebiet, das historisch so betrachtet wurde, als ob es über ein Weitbereichs-Netzwerk bereitgestellt wurde, das heißt über einen Bereich in der Größenordnung von einigen wenigen Kilometern bis zu Tausenden von Kilometern.
Rahmenbasierte Datenkommunikations-Daten werden in synchrone virtuelle Container über die Datenkommunikations-Portkarten der synchronen Multiplexer eingefügt. Die Datenkommunikations-Portkarten sind nicht auf den Einschluss in Einfügungs-/Abzweigungs-Multiplexer beschränkt, sondern können in irgendeinen synchronen digitalen Multiplexer eingefügt werden, beispielsweise einen SDH-Endgeräte-Multiplexer.
In 5 sind schematisch Protokollstapel gezeigt, die in den Rechnereinrichtungen 409, 410, ersten und zweiten Datenkommunikations-Routern 407, 408, ersten und zweiten Datenkommunikations-Portkarten 405, 406 und ersten und zweiten Multiplexern 401, 402 an ersten und zweiten Orten A, B arbeiten. Internetprotokoll-Pakete in der Internetprotokoll-Schicht 500 werden in Datenkommunikations-Datenrahmen der OSI-Schicht-2 in dem OSI-Schicht-2-Protokoll 501 eingeführt, wie dies in der Technik üblich ist. Von Datenkommunikationen der OSI-Schicht-2 übertragene IP-Pakete werden in virtuelle SDH-Container in der SDH-Protokoll-Schicht 502 an den Portkarten eingefügt und über den SDH-Kanal 503 übertragen. Die Entschichtung der virtuellen Container erfolgt in einem Durchlauf der Protokollstapel in einer entgegengesetzten Richtung.
Durch Einfügen der OSI-Schicht-2-Datenrahmen direkt in Digitalhierarchie-Kanäle gemäß der ITU-T-Empfehlung G.701 können die hohen Datenraten, die unter Verwendung von OSI-Schicht-2-Rahmen zur Verfügung stehen, in einem geografisch weit verteilten System bereitgestellt werden, das nicht durch die konventionellen Entfernungs-Beschränkungen begrenzt ist, die bei bekannten lokalen Netzwerksystemen bestehen.
Es ergibt sich jedoch ein praktisches Problem, wie OSI-Schicht-2-Datenrahmen, die mit einem ersten Satz von Bitraten erzeugt werden, mit virtuellen SDH-Containern eingefügt und aus diesen abgeleitet werden können, die für einen Betrieb bei einem zweiten Satz von Bitraten definiert sind. Die nachfolgende Tabelle zeigt einen Vergleich der Ethernet-Datenraten (in der linken Spalte der Tabelle 1) als ein Beispiel der OSI-Schicht-2-Datenrahmen zusammen mit den nächst verfügbaren virtuellen SDH-Container-Raten (in der mittleren Spalte der Tabelle 1) und die Art und Weise, wie die Ethernet-Datenrahmen in einer Vielzahl von virtuellen SDH-Containern aufgenommen werden können (in der rechten Spalte der Tabelle 1). Im Allgemeinen sind die Ethernet-Datenraten höhere Bitraten als die virtuellen Container mit den nächst verfügbaren Bitraten. Die bekannten Ethernet-Datenrahmen sind jedoch sehr gut an ganzzahlige Vielfache der virtuellen Container-Nutzdaten-Datenraten der synchronen Digitalhierarchie angepasst, wie dies aus der Tabelle 1 zu sehen ist. Die SDH-Nutzdaten-Raten haben eine Granularität von einem minimalen inkrementalen Schritt von ~ 2 MBits/s. Die minimale Granularität von Ethernet-Raten ist 10 MBits/s, so dass 5 SDH VC-12-Container mit jeweils 2 MBits/s sehr sauber einen einzigen 10 MBits/s Ethernet-Kanal aufnehmen können. In ähnlicher Weise kann ein 100 MBits/s Ethernet-Datenrahmen in zwei VC-3-Containern von jeweils ungefähr 50 MBits/s aufgenommen werden. Tabelle 1
In 6 sind schematisch Komponenten einer OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Portkarte gezeigt, die einen synchronen digitalen Multiplexer bilden. Die Datenkommunikations-Portkarte ist in einen Multiplexer der synchronen Digitalhierarchie (oder einen SONET-Multiplexer) eingefügt, so dass der Multiplexer zusätzlich zu einer Vielzahl von Zubringer-Schnittstellen für Telekommunikationskanäle, beispielsweise E1, T1, STM-1 auch eine Schnittstelle für rahmenbasierte Datensysteme aufweist, wie dies in der 6 gezeigt ist.
Die Datenkommunikations-Portkarte nach 6 umfasst einen konventionellen physikalischen OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Port 603, wobei der physikalische Datenkommunikations-Port mit einem Router einer Rahmenvermittlung 602 der Datenkommunikations-OSI-Schicht-2 (beispielsweise einer konventionellen Ethernet-Rahmenvermittlung oder einem Switch, wie er beispielsweise von der Firma Plaintree, MMC erhältlich ist) oder direkt mit einem Computer kommuniziert; eine Ratenanpassungs-Einrichtung 601 zur Anpassung zwischen OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Raten und SDH-Raten, die äquivalent zu den Raten der virtuellen Container sind; und eine SDH-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 zum Umsetzen von Datenkommunikations-Rahmen in eine oder mehrere SDH-Nutzdaten. Die Ratenanpassungs-Einrichtung 601 und die SDH-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 können als eine frei programmierbare logische Anordnung (FPGA) oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) implementiert werden.
Die Ratenanpassungs-Einrichtung 601 umfasst einen OSI-Schicht-2-Datenkommunikations-Port, der beispielsweise bei 10 MBits/s oder 100 MBits/s gemäß der IEEE-Norm 802.3 arbeitet; und einen synchronen Port, der bei 2 MBits/s, 50 MBits/s oder 100 MBits/s arbeitet und mit der SDH-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 kommuniziert. Die Ratenanpassungs-Einrichtung 601 umfasst einen Durchgangskanal zur Anpassung von Datenrahmen der OSI-Schicht-2 in Bitströme mit einer geeigneten Datenrate von 2 MBits/s, 50 MBits/s oder 100 MBits/s.
Die Funktion der Ratenanpassungs-Einrichtung besteht in der Behandlung der Frequenzdifferenz zwischen einer exakten Datenrate an dem OSI-Schicht-2-Port und einer angenäherten Rate, die über eine Vielzahl N von virtuellen Containern erzielt wird.
Die SHD-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 setzt Datenkommunikations-Datenrahmen der OSI-Schicht-2 direkt in SDH-Datenrahmen um.
Weitere Einzelheiten der Konstruktion und Betriebsweise der Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 werden nunmehr beschrieben.
Die Datenkommunikations-Portkarte nach 6 passt die Datenkommunikations-Datenrahmen der OSI-Schicht-2 an eine Datenrate an, die an die Datenrate angepasst ist, die in einen virtuellen Container multiplexiert werden kann, und sie setzt jeden Datenrahmen der OSI-Schicht-2 in ein oder mehrere virtuelle SDH-Container direkt und ohne irgendeine weitere Einkapselung in Zwischenprotokolle um. Beispielsweise kann ein 10 MBits/s-Ethernet-Kanal direkt in 5 VC-12-Container umgesetzt werden, wobei jeder VC-12-Container eine Datenrate von ~2 MBits/s hat. Die 5 VC-12-Container werden miteinander verkettet, um den 10 MBits/s-Ethernet-Kanal zu übertragen. Für den Eintritt eines 100 Mbits/s-Ethernet-Kanals in das synchrone Netzwerk kann ein einziger 100 Mbits/s-Ethernet-Kanal in zwei miteinander verkettete VC-3-Container umgesetzt werden, die jeweils eine Kapazität von ~50 MBits/s haben. Um einen Ethernet-1 Gbits/s-Kanal über ein synchrones Netzwerk zu übertragen, kann der Ethernet-Kanal in 7 VC-4-Container umgesetzt werden, die jeweils eine Kapazität von 155 MBits/s haben.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur direkten Umsetzung von rahmenbasierten Daten, wie sie vorstehend beschrieben wurde, direkt in synchrone digitale virtuelle Container, ist in dem erteilten US-Patent 6 584 118 beschrieben, das gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung angemeldet wurde und den Titel „Payload Mapping in Synchronous Netzworks" trägt. Datenrahmen werden in SDH VCs ohne Einkapselung in ein Zwischenprotokoll in einer Weise umgesetzt, bei der Datenrahmen, die in synchronen digitalen Rahmen übertragen werden, als solche identifizierbar sind, und zwar durch die Bereitstellung von Start- und/oder Begrenzungs-Markierungen, die in synchronen digitalen Rahmen enthaltene Datenrahmen-Pakete abgrenzen, und durch andere Codierungsschemas, die verwendet werden, um Datenrahmen-Pakete von anderem Datenverkehr zu unterscheiden, der in synchronen digitalen Rahmen übertragen wird. Die Identifikation von Rahmendaten-Paketen innerhalb eines synchronen digitalen Rahmens wird beschrieben, wobei eine bekannte Paketübertragungs-Rate aufrecht erhalten wird, und mit einer beschränkten und bekannten Paketgrößen-Erweiterung.
Die SDH-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung 600 kommuniziert mit einem Bitstrom-Kanal der Ratenanpassungs-Einrichtung 601. Die SDH-Nutzdaten-Umsetzungseinrichtung setzt den Bitstrom-Kanal der Ratenanpassungs-Einrichtung 601 in eine Vielzahl von virtuellen verketteten SDH-Containern um.
Wenn jedoch eine Vielzahl von virtuellen Containern mit niedrigeren Bitraten zur Übertragung eines Datenrahmens mit einer höheren Bitrate verwendet wird, so muss der eine höhere Rate aufweisende Datenrahmen aus der Vielzahl von eine niedrigere Rate aufweisenden virtuellen Containern an einem Zielende neu zusammengefügt werden.
In 7 ist schematisch ein Abschnitt eines SDH-Netzwerkes gezeigt, das erste bis vierte Knoten 700-703 umfasst. Virtuelle Container 705, 706, die von den ersten Knoten 700 ausgesandt werden und für den dritten Knoten 702 bestimmt sind, können voneinander verschiedene Pfade durch das Netzwerk nehmen, und sie können daher voneinander verschiedene Übertragungsverzögerungen hervorrufen, wobei beispielsweise der ersten Container 705 sich direkt von dem zweiten Knoten 701 zu dem dritten Knoten 702 bewegen kann (104), während sich ein zweiter Container 706 von dem zweiten Knoten 701 über einen vierten Knoten 703 zu einem dritten Knoten 702 bewegen kann (105), wodurch eine zusätzliche Verzögerung des Durchlaufs durch den vierten Knoten 703 hervorgerufen wird, verglichen mit dem ersten Container 705.
Dieses Problem tritt bei konventionellen virtuellen SDH-Containern auf und ruft kein unlösbares Problem hervor, wenn die virtuellen Container mit Datenverkehr von einem geeigneten Telekommunikations-Zubringer mit einer passenden Datenrate gefüllt sind, beispielsweise einem 2 Mbits/s-Zubringer im Fall von VC-12.
Wenn jedoch eine Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern, die einen einzelnen OSI-Schicht-2-Datenrahmen enthalten, im Wesentlichen zur gleichen Zeit von dem ersten Knoten ausgesandt wird, wobei die Vielzahl von virtuellen Containern insgesamt einen eine höhere Datenrate aufweisenden OSI-Schicht-2-Kanal überträgt, so kann die unterschiedliche Verzögerung zwischen einem Satz von virtuellen Containern, die im Wesentlichen gleichzeitig von dem ersten Knoten über das Netzwerk ausgesandt werden, bei der Neuzusammenfügung des OSI-Schicht-2-Datenrahmens erheblich sein. Ein Satz von virtuellen Containern, die einen eine höhere Bitrate aufweisenden OSI-Schicht-2-Kanal übertragen, und die von dem ersten Knoten 701 gleichzeitig ausgesandt werden, können an dem Zielknoten, dem dritten Knoten 702, zeitlich versetzt ankommen.
Unter der Annahme, dass zwei virtuelle Container zur Aufnahme einer OSI-Schicht-2-Datenrate verwendet werden, können die zwei virtuellen Container eine Quelle als zwei Ströme von virtuellen Containern 1 und 2 verlassen. An der Quelle werden der N-te Rahmen eines virtuellen Containers im Strom 1 und der N-te Rahmen des virtuellen Containers im Strom 2 gleichzeitig erzeugt. An dem Ziel könnte jedoch der N-te Rahmen eines Stromes (1 oder 2) gleichzeitig mit dem N ± X-ten Rahmen des anderen Stromes ankommen (wobei X irgendeine willkürliche Zahl ist).
Verzögerungen treten aufgrund der Übertragungsverzögerungen entlang von Lichtleitfaser-Strecken und aufgrund von Verzögerungen in den Knoten selbst auf. Eine typische Verzögerung für einen 125 ms STM-1-Rahmen an einem Knoten beträgt 9 Bytes pro STM-1-Rahmen. Dies ergibt eine niedrigste Zeitverzögerung pro Knoten in der Größenordnung von 5 ms. Zusätzlich liegt die aufgrund der Übertragung entlang der Lichtleitfaser hervorgerufene Verzögerung in der Größenordnung von 5 ms pro Kilometer. Wenn somit zwei VC-4-Container über ein Netzwerk entlang unterschiedlicher Routen ausgesandt werden und diese eine geografische Umlauf-Entfernungsdifferenz von 1000 Kilometer haben, so könnten die Container an dem gleichen Ziel mit einem Abstand von 5 Millisekunden voneinander nur aufgrund des Unterschiedes hinsichtlich der Lichtleitfaser-Verzögerungen zwischen den zwei Routen ankommen. Dies tritt zusätzlich zu irgendwelchen Verzögerungen auf, die beim Hindurchlaufen durch zusätzliche Knoten hervorgerufen werden, was in der Größenordnung von bis zu 50-100 ms pro Knoten sein kann. Ein Verzögerungsunterschied zwischen der Quelle und dem Ziel über ein großes Netzwerk in der Größenordnung von 10 ms kann auftreten.
Die vorstehend genannten Verzögerungen treten nicht für alle virtuellen Container auf. Wenn beispielsweise zwei VC-3s über die gleiche physikalische Route laufen und in dem gleichen VC-4 enthalten sind, so ist die Verzögerungsdifferenz gleich Null (weil die beiden VC-3s die gleiche Route durchlaufen). Wenn andererseits zwei VC-3s über unterschiedliche Routen laufen, was eintreten könnte, wenn eine Pfad-Schutzumschaltung lediglich für einen VC erfolgt, so kann die vorstehend beschriebene Verzögerungsdifferenz hervorgerufen werden.
Dieses Problem wird bei der hier beschriebenen besten Ausführungsform dadurch gelöst, dass eine Vielzahl von virtuellen Containern an dem sendenden Sender virtuell verkettet wird. In dieser Beschreibung soll der Begriff „virtuelle Verkettung" angeben, dass das darunterliegende Netzwerk keine Kenntnis über irgendeine spezielle Beziehung zwischen den virtuellen Containern hat, die die Gruppe von zugehörigen virtuellen Containern bilden. Es wird keine Maßnahme an zwischenliegenden Knoten getroffen, um die Verzögerungsdifferenz zwischen virtuellen Containern zu unterdrücken, sondern die Verantwortung für die Aufrechterhaltung der Bitfolgen-Integrität in der Nutzinformation einer Vielzahl von virtuellen Containern wird der Ziel-Ausrüstung überlassen.
Das folgende Beispiel bezieht sich auf den Fall, bei dem ein Datenrahmen der OSI-Schicht-2 mit einer ersten Datenrate in einem Paar von gleichzeitig erzeugten VC-3s enthalten ist, die jeweils eine zweite niedrigere Datenrate haben, wobei die zwei VC-3s virtuell miteinander verkettet und gleichzeitig auf ein synchrones Netzwerk ausgesandt werden.
In 8 sind erste und zweite Ströme von VC-3s 801 bzw. 802 gezeigt, die gleichzeitig an einer Sendeeinrichtung erzeugt werden. Jede VC-3-Nutzinformation umfasst 84 × 9 Bytes in 125 ms, unter Einschluss der VC-3-Pfad-Zusatzdaten-Bytes. Das Paar von VC-3-Strömen wird mit einer derartigen Zeitsteuerung erzeugt, dass sich eine Anpassung an die örtliche Sendeausrüstungs-Multirahmen-Synchronisation ergibt, und sie können einen zweckmäßigen Zeigerwert haben. Jeder virtuelle Container-Strom wird durch eine virtuelle Container-Strom-Nummer identifiziert, die durch Stromidentifikations-Daten bezeichnet wird, die ein Byte in einer bestimmten Position der Nutzinformation umfasst. Beispielsweise kann das erste Byte 800, 801 nach der VC-Pfad-Zusatzinformation zur Bezeichnung der virtuellen Container-Strom-Nummer innerhalb der Vielzahl von virtuell verketteten VCs verwendet werden, beispielsweise die Strom-Nummer 1 bei 800 und die Strom-Nummer 2 bei 801. Zusätzlich werden zur Identifikation der Folge von virtuellen Containern in einem Strom weitere Folgen- oder Sequenz-Identifikations-Daten A, B zu der VC-3-Nutzinformation hinzugefügt. Die Strom-Nummer-Daten und die Sequenz-Daten können sich in dem gleichen Byte befinden oder nicht. Die Sequenz-Identifikations-Daten A, B werden vor dem Zurücksetzen weitergeschaltet und wiederholen sich dann, während die VCs erzeugt werden. Die Anzahl der Rahmen, über die die Sequenz-Marken A, B weitergeschaltet werden, bevor sie zurückgesetzt werden und die Folge wiederholt wird, wird durch die maximale Verzögerungsdifferenz zwischen VC's bestimmt werden, die erwartet wird. Die Sequenz-Marken werden derart weitergeschaltet, dass die maximal erwartete Verzögerungsdifferenz äquivalent zu einer Zeit ist, die erforderlich ist, um N VC-3-Rahmen zu erzeugen, so dass die Inkrementierungs-Marken über zumindest 2N+1-Rahmen in einem Strom laufen müssen, bevor sie wiederholt werden. Der zusätzliche eine Rahmen über 2N-Rahmen dient dazu, es zu ermöglichen, dass die Nutzdaten-Bytes nicht gleichförmig über das 125 ms-Rahmenintervall verteilt werden.
Die virtuellen Container-Strom-Nummern-Daten zeigen an, zu welchem einer Vielzahl von zugehörigen Strömen von virtuellen Containern ein einzelner virtueller Container gehört, während die Sequenz-Marken-Daten eine Zeit anzeigen, zu der ein virtueller Container im Verhältnis zu anderen vorher und zukünftig erzeugten virtuellen Containern in dem gleichen Strom und in zugehörigen anderen Strömen von virtuellen Containern erzeugt wurde.
In der besten hier beschriebenen Ausführungsform sind die Strom-Identifikations-Daten und die Sequenz-Identifikations-Daten (Sequenz-Marken) in den VC-Nutzdaten-Abschnitt eingefügt, vorzugsweise unmittelbar nach den VC-Zusatzdaten. In weiteren alternativen Implementierungen können jedoch auch die in den VC-Zusatzdaten vorhandenen Pfadverfolgungs-Bytes zur Identifikation eines Stromes von virtuellen Containern verwendet werden, zu denen ein bestimmter virtueller Container gehört. Das Pfadverfolgungs-Byte wird in üblicher Weise dazu verwendet, 16 Byte (oder 64 Byte im Fall von SONET) Identifikations-Daten zur Identifikation bereitzustellen, zu welchen speziellen Verbindungen ein virtueller Container gehört, beispielsweise können die 16 Byte-Pfadverfolgungs-Zusatzdaten dazu verwendet werden, damit beispielsweise ein Netzwerk-Betreiber prüfen kann, dass er korrekt verbundene Pfade über ein Netzwerk hat, die Pfadverfolgungs-Bytes können zur Spezifizierung eines Quellen- und Ziel-Ortes, eines Kunden und einer Bitrate eines Pfades oder einer Verbindung verwendet werden. Unter der Voraussetzung, dass jeder einer Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern eindeutige Pfadverfolgungs-Byte-Daten hat, können die Pfadverfolgungs-Byte-Identifikations-Daten zusätzlich als die Strom-Identifikations-Daten verwendet werden.
In ähnlicher Weise können in der weiteren Implementierung die Sequenz-Identifikations-Daten auch in die Pfad-Zusatzdaten der virtuellen Container eingefügt werden. Optionen für die Einfügung von Sequenz-Identifikations-Daten in die VC-Pfad-Zusatzdaten schließen die Verwendung eines Teils des K3-Bytes in den VC-Pfad-Zusatzdaten für Sequenz-Identifikationszwecke ein. Beim Stand der Technik hat das K3-Byte der VC-Zusatzdaten die Bits 1-4 bereits in dem ITU-T-Empfehlungen zugeteilt. Die Bits 5-8 des K3-Bytes sind jedoch vom Benutzer definierbar, und bei der hier beschriebenen alternativen speziellen Implementierung können sie zur Übertragung der Sequenz-Identifikations-Daten verwendet werden. Die Verwendung des K3-Bytes würde jedoch nur die Implementierung kurzer Folgen von virtuellen Containern ermöglichen, bevor eine Wiederholung des Sequenz-Zyklus auftritt, und zwar aufgrund der niedrigen Anzahl von verfügbaren Bits. Zweitens kann ein Sequenz-Identifikations-Datenmuster über mehrere virtuelle Container hinweg unter Verwendung von einem Bit oder mehr von den Nutzdaten jedes aufeinanderfolgenden virtuellen Containers eines VC-Stromes eingefügt werden. In einem Extremfall muss lediglich ein Bit pro VC-Zusatzdaten verwendet werden, um das Sequenz-Muster zu implementieren. Ein Muster von Eins- und Null-Werten, die von aufeinanderfolgenden virtuellen Containern eines Stromes gesammelt werden, kann decodiert werden, um die Information zu liefern, wo in der VC-Strom-Sequenz ein bestimmter virtueller Container auftritt. Diese Implementierung erfordert jedoch das Sammeln einer Vielzahl von virtuellen Containern zur Bestimmung des Anfangs und des Endes einer Sequenz. Unter Verwendung geeigneter bekannter Sequenzen ist es theoretisch möglich, theoretisch unbegrenzte Verzögerungen zwischen empfangenen virtuellen Containern von unterschiedlichen Strömen zu berücksichtigen. Zusätzlich kann dieses Schema gegenüber Bitfehlern in den Sequenz-Bits verwundbar sein. Bei dieser alternativen Implementierung wird die Effizienz gegenüber der ersten Implementierung verbessert, weil keine Nutzdaten durch die Zuordnungsdaten verdrängt werden müssen, doch wird die Hardware und die Software, die zur Identifikation von Sequenzen in der zweiten hier beschriebenen Implementierung erforderlich ist, komplizierter, und es muss eine größere Anzahl von virtuellen Containern empfangen werden, bevor die Sequenz-Identifikation beginnen kann.
In 9 ist schematisch ein Teil einer Sendeeinrichtung zur Konstruktion einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern zur Übertragung eines OSI-Schicht-2-Datenrahmens gezeigt. Der virtuelle Container-Generator 900 gibt kontinuierlich eine Vielzahl von virtuellen Containern parallel ab. Die virtuelle Verkettungseinrichtung 901 fügt eine Vielzahl von virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes hinzu, die die Strom-Nummern und die Sequenz-Marken enthalten, die vorstehend beschrieben wurden. Die Umsetzungseinrichtung 902 setzt OSI-Schicht-2-Datenrahmen auf die Vielzahl von virtuellen Containern um, die einander durch die Hinzufügung der virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes zugeordnet werden. In dem Beispiel nach 9 ist ein Eingangs-Datenstrom von OSI-Schicht-2-Datenraten mit einer Bitrate von 100 MBits/s gezeigt (beispielsweise ein 100 MBits/s-Ethernet-Datenrahmen). Der OSI-Schicht-2-Datenrahmen wird auf eine Anzahl von VC-3s (2 in diesem Fall) 903, 904 verteilt, die jeweils eine Datenrate von 50 MBits/s haben, die parallel auf ein synchrones digitales Netzwerk ausgesandt werden.
Die Einfügung des OSI-Schicht-2-Datenrahmens in die Anzahl von virtuellen Containern erfolgt durch eine Byte-Verschachtelung, wie sie schematisch in 10 gezeigt ist. Ein erstes Byte des OSI-Schicht-2-Datenrahmens wird in die Nutzdaten des ersten VC-3 eingegeben, ein zweites Byte des OSI-Schicht-2-Datenrahmens wird in die Nutzdaten des zweiten VC-3 eingegeben, und ein drittes Byte des Datenrahmens wird in die Nutzdaten des ersten VC-3 eingegeben, ein viertes Byte der Datenrahmen-Nutzdaten wird in die Nutzdaten des zweiten VC-3 eingegeben, usw., so dass abwechselnde Bytes des OSI-Schicht-2-Datenrahmens auf die Nutzdaten der ersten bzw. zweiten VC-3s verteilt werden. Jeder VC-3 wird mit einer Bitrate in der Größenordnung von 50 MBits/s erzeugt. Durch Verteilen der 100 MBits/s-OSI-Schicht-2-Datenrahmen auf 2 VC-3s, die einander aufgrund der hinzugefügten virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes zugeordnet sind, wird der 100 MBits/s-OSI-Schicht-2-Datenrahmen direkt in Nutzdaten der VC-3s über ein synchrones Netzwerk übertragen. An der Sendeeinrichtung wird eine Vielzahl von virtuell verketteten VC-3-Nutzdaten effektiv so behandelt, als ob sie einzelne Nutzdaten sein würden, in die ein OSI-Schicht-2-Datenrahmen eingegeben wird.
In 11 sind schematisch Schritte in einem von der Sendeeinrichtung ausgeführten Verfahren gezeigt, die in Echtzeit und kontinuierlich ausgeführt werden, während OSI-Schicht-2-Datenrahmen in Nutzdaten einer Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern eingegeben werden. Im Schritt 1100 wird kontinuierlich eine Vielzahl von parallelen virtuellen Containern erzeugt, die einander mit Hilfe der virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes im Schritt 1101 zugeordnet werden. Im Schritt 1102 werden OSI-Schicht-2-Datenrahmen eingegeben und in Echtzeit in einem FIFO-Puffer gepuffert. Bytes der Daten von dem gepufferten OSI-Schicht-2-Datenrahmen werden byteweise in eine Vielzahl von virtuellen Containern parallel im Schritt 1103 verschachtelt. Im Schritt 1104 wird eine Vielzahl von virtuell verketteten virtuellen Containern parallel auf ein synchrones digitales Netzwerk gleichzeitig ausgegeben.
An einem Ziel-Ende können die ersten und zweiten VC-3s mit einer Verzögerungsdifferenz ankommen, wie dies schematisch in 12 gezeigt ist. Der erste VC-3-Strom 903 kann vor dem zweiten VC-3-Strom 904 ankommen, wie dies schematisch in 12 gezeigt ist, oder alternativ kann der erste VC-3-Strom 903 nach dem zweiten VC-3-Strom 904 ankommen, wie dies schematisch in 13 gezeigt ist. In jeder der 12 und 13 ist zur Erleichterung der Darstellung eine Verzögerungsdifferenz zwischen den Ankunftszeiten der ersten und zweiten VC-3s von weniger als einem Rahmen (125 ms) gezeigt. Im Allgemeinen kann die Differenzverzögerung jedoch irgend etwas von bis zu 10 ms sein, wie dies weiter oben beschrieben wurde.
In den 14 bis 17 ist schematisch eine Empfangs-Operation an einer Zieleinrichtung gezeigt, an der ein Paar von VC-3-Strömen, die unterschiedliche Verzögerungen über ein Übertragungs-Netzwerk erfahren haben, an der Einrichtung zu unterschiedlichen Zeiten ankommen. Empfangene virtuelle Container werden in eine Speichereinrichtung eingespeist, während sie aus ihrem STM-Rahmen zurückgewonnen werden. Sobald ein ankommender virtueller Container empfangen wurde, werden die virtuellen Verkettungs-Zusatzbytes der VC-Nutzdaten gelesen, um die Strom-Identifikations-Daten und die Sequenz-Identifikations-Daten abzuleiten, die den Speicherplatz bestimmen, in den der VC geschrieben werden sollte. Getrennte Bereiche der Speichereinrichtung werden für den Empfang einer Vielzahl von virtuellen Containern in paralleler Weise zur Verfügung gestellt. Beispielsweise werden für den Empfang von zwei VC-3-Containern 903, 904 getrennte Speichereinrichtungen für diese zwei virtuellen Container zugeteilt. Der Speicher ist für die zwei Ströme 1 und 2 in zwei Teile unterteilt. Jede Hälfte wird dann unterteilt, um die Sequenz von VC-s A bis X aufzunehmen. Wenn sich die Sequenz wiederholt, so wird der Speicher überschrieben. Beispielsweise werden in 14 erste und zweite VC-3s 903 bzw. 904 an erste bzw. zweite Speicherbereiche 1400 bzw. 1401 gelenkt, sobald sie empfangen werden. Weil ein virtueller Container vor dem anderen empfangen wird, wird in die Speicherplätze in dem Bereich 1400 vor den Speicherplätzen in den Bereich 1401 geschrieben.
Wenn die virtuellen Container ankommen, werden ihre Inhalte in den passenden Speicherbereichen in Echtzeit gespeichert. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist ein Fall von zwei virtuellen Containern, die mit einer Verzögerungsdifferenz von 125 Millisekunden ankommen, in den 14 bis 17 gezeigt. Es ist schematisch zu unterschiedlichen Zeiten T1 bis T4 gezeigt, wie das Paar von VC-3s in die entsprechenden Speicherbereiche zu diesen Zeiten geladen wird. In 14 ist zum Zeitpunkt T1 das Paar von VC-3s noch nicht angekommen, und daher sind keine Bytes dieser VC-3s in der Speichereinrichtung gespeichert. In 15 ist zum Zeitpunkt T2 der erste VC an dem Ziel angekommen, und die virtuelle Verkettung von Bytes der ersten wenigen Bytes des ersten VC-3 903 wurde in dem ersten Speicherbereich 1401 beginnend mit P1 gespeichert. P2 zeigt an, wo der VC-3 des Stromes 2, Rahmen A, gespeichert wird, wenn er ankommt. In 16 kommen sowohl der erste als auch der zweite VC-3 an dem Ziel-Ende parallel zur Zeit T2 an. Es ist eine größere Anzahl von empfangenen Nutzdaten-Bytes in dem ersten Speicherbereich 1401 für den ersten VC-3 gespeichert, als sie in dem zweiten Speicherbereich 1400 für den zweiten VC-3 gespeichert sind. Die verbleibenden Teile des ersten VC-3 903 und des zweiten VC-3 904 müssen noch an der Zielausrüstung ankommen. In 17 ist zum Zeitpunkt T4 der Speicherbereich nach der Ankunft von sowohl dem ersten als auch dem zweiten VC-3 gezeigt. Beide VC-3s wurden vollständig empfangen und in ihren entsprechenden jeweiligen Speicherbereichen gespeichert. Zu dieser Zeit wird der nächste VC-Rahmen (B in der Sequenz) des Stromes 1 in einen anderen Speicherplatz geschrieben.
Der gesamte Parallel-Prozess des Empfangs von VCs, der an der Ziel-Einrichtung betrieben wird, ist schematisch in 18 gezeigt. Im Schritt 1800 beginnt der erste VC-Empfang, und im Schritt 1801 werden die ersten wenigen Bytes, die die virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten enthalten, gelesen. Im Schritt 1802 werden die virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes des ersten empfangenen virtuellen Container gelesen, die die VCs einander zuordnen. Eine Anzahl von Speicherplätzen wird zugeteilt, die jeweils einen erwarteten empfangenen virtuellen Container der Vielzahl von einander zugeordneten (virtuell verketteten) virtuellen Containern entsprechen. Im Schritt 1802 werden die ankommenden virtuellen Container an ihre entsprechenden jeweiligen reservierten Speicherbereiche gelenkt, und zwar entsprechend der Strom- und Sequenz-Nummer, die von den virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten gelesen wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 14 bis 17 wird nunmehr ein Verfahren zur Wiederherstellung eines OSI-Schicht-2-Datenrahmens aus der Anzahl von empfangenen virtuell verketteten virtuellen Containern beschrieben.
In den 14 bis 17 ist gezeigt, wie OSI-Schicht-2-Datenrahmen-Nutzdaten von ersten und zweiten virtuell verketteten VCs bei Empfang des Paares von VCs an einer Zielvorrichtung neu zusammengefügt werden, die einen Port aufweist, wie er in 6 beschrieben ist. Bei Empfang des ersten ankommenden VC 903 wird eine Anzahl von Speicherbereichen für die Zuordnung von VCs reserviert, die die virtuelle Verkettung von VCs bilden. Sobald Bytes von beiden der ersten und zweiten VCs mit der gleichen Sequenz-Nummer empfangen wurden, kann die Neuzusammenfügung des OSI-Schicht-2-Datenrahmens beginnen. Ein erster Zeiger P1 wird auf einen Speicherplatz des ersten Speicherbereiches 1400 gesetzt, der ein erstes Byte des ersten VC mit der zu verarbeitenden Sequenz-Nummer enthält, und in ähnlicher Weise wird ein zweiter Zeiger P2 auf einen zweiten Speicherplatz des zweiten Speicherbereiches 1401 gesetzt, der einem ersten empfangenen Byte des zweiten VC mit der gleichen Sequenz-Nummer entspricht, wie dies schematisch in 15 gezeigt ist.
Während die ersten und zweiten Speicherbereiche mit den empfangenen Bytes der jeweiligen ersten und zweiten VCs gefüllt werden, werden abwechselnde Bytes von den ersten und zweiten VCs durch Bewegen des Lesezeigers entlang der Speicherplätze in paralleler Weise und durch Lesen abwechselnder Byteverschachtelter Daten gelesen, die den OSI-Schicht-2-Datenrahmen aus den Nutzdaten der ersten und zweiten VCs umfassen. Die früheste Zeit, zu der das Lesen beginnen kann, ist durch die letzte Zeit begrenzt, zu der der später Ankommende der ersten und zweiten VCs mit der gleichen Sequenz-Marke beginnt, in den Speicher gespeichert zu werden.
In 19 sind schematisch Prozess-Schritte für die Neuzusammenfügung eines OSI-Schicht-2-Datenrahmens aus einer Anzahl von VC-Nutzdaten gezeigt, die an der Ziel-Empfangseinrichtung empfangen werden. Im Schritt 1900 werden die anfänglichen Nutzdaten-Bytes eines ersten virtuellen Containers empfangen, und im Schritt 1901 wird ein erster Zeiger auf einen Speicherplatz gesetzt, der den Anfangs-Bytes der ersten VC-Nutzdaten entspricht. Im Schritt 1902 werden die Anfangs-Nutzdaten-Bytes eines zweiten VC empfangen und in einem zweiten Speicherplatz gespeichert. Im Schritt 1903 wird ein zweiter Zeiger auf einen Speicherplatz gesetzt, der dem Anfang des zweiten virtuellen Containers mit der gleichen Sequenz-Marke wie der erste entspricht. Die ersten und zweiten Zeiger werden parallel zueinander in Schritten und entlang aufeinanderfolgender Speicherplätze bewegt, die aufeinanderfolgende Nutzdaten-Bytes für die ersten und zweiten VC-Nutzdaten enthalten, im Schritt 1904, was das Lesen abwechselnder Bytes von den ersten, zweiten, ersten, zweiten, ersten, zweiten Zeiger, usw. im Schritt 1705 ermöglicht. Der OSI-Schicht-2-Datenrahmen wird in Echtzeit zusammengefügt, während die virtuellen Container von den verschachtelten Bytes ankommen, die aus den Speicherplätzen der ersten und zweiten Zeiger P1, P2 im Schritt 1906 ausgelesen werden.
Bei der besten Ausführungsform der Implementierung zur Durchführung der Leseoperation ist jeder Speicherbereich, der einem virtuellen Container-Strom zugeteilt ist, vorzugsweise groß genug, um genügend Bytes zu enthalten, die dem Doppelten der maximal erwarteten Verzögerungsdifferenz zwischen der Ankunft der zwei virtuellen Container entsprechen. Obwohl diese Implementierung hinsichtlich der Speicherausnutzung nicht effizient ist, weil theoretisch lediglich genügend Speicher zur Berücksichtigung der Verzögerungsdifferenz erforderlich ist, wird die Betriebsweise vereinfacht.
In 20 sind schematisch Komponenten eines OSI-Schicht-2-Ports zur Rückgewinnung eines Stromes von OSI-Schicht-2-Datenrahmen 2000, 2001 aus einer Anzahl von Strömen von ankommenden virtuellen Containern 2003 gezeigt. Die Komponenten umfassen einen Speicher 2004 mit wahlfreiem Zugriff, der in eine Vielzahl von Speicherbereichen unterteilbar ist, die jeweils die Nutzdaten eines ankommenden virtuellen Containers enthalten, eine Daten-Prozessor-Einrichtung, die als eine Analyse-Einrichtung 205 für virtuelle Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes von virtuellen Containern betrieben wird, um virtuelle Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes der Vielzahl von virtuellen Containern zu lesen und aus diesen Bytes die Speicherplätze zu bestimmen, in denen die Nutzdaten zu speichern sind, und einen Lese-Punkt-Generator 207, der Eingangssignale von der Analyse-Einrichtung für die virtuellen Verkettungs-Zusatzdaten-Bytes empfängt und betrieben wird, um Lese-Zeiger für den passenden zu lesenden Speicherplatz zu erzeugen. Der Lese- Zeiger-Generator 2007 erzeugt eine Vielzahl von Lese-Zeigern, die jeweils einen bestimmten identifizierten Speicherplatz innerhalb jedes Speicherbereiches adressieren, wobei die Speicherplätze, auf die die Lese-Zeiger eingestellt sind, so ausgewählt sind, dass diejenigen Speicherplätze, auf die in einer Folge gezeigt wird, den OSI-Schicht-2-Datenrahmen sequenziell zurückgewinnen. Bei einer Anzahl von Speicherbereichen werden die einzelnen Speicherplätze aneinander angrenzend ausgelesen, so dass die OSI-Schicht-2-Datenrahmen von der Anzahl von virtuellen Containern zurückgewonnen wurden, die an dem OSI-Schicht-2-Port in einer nicht aneinander angrenzenden Weise empfangen wurden und eine Verzögerungsdifferenz zwischen sich aufweisen.

Claims

Verfahren zur Vorbereitung von Daten zur Übertragung über ein synchrones Netzwerk, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: paralleles Erzeugen (1100) einer Vielzahl von virtuellen Containern (903, 904), die jeweils über das synchrone digitale Netzwerk mit einer niedrigeren Bitrate übertragen werden, als eine Bitrate der zu übertragenden Daten, wobei jeder virtuelle Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist; und Eingabe (1102) der zu übertragenden Daten in die Nutzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern; gekennzeichnet durch: Zuordnen der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander mit Hilfe der Eingabe (1101) von Zuordnungs-Daten in die Pfad-Zusatzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl der einander zugeordneten virtuellen Container über das synchrone digitale Netzwerk im Wesentlichen parallel ausgesandt wird (1104).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt der Eingabe der zu übertragenden Daten in die Nutzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern eine Byte-Verschachtelung (1103) von Bytes eines Rahmens der zu übertragenden Daten zwischen den Nutzdaten-Abschnitten umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von virtuellen Containern als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt wird und der Schritt der Zuordnung der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander die Zuordnung der Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern zueinander umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl der virtuellen Container als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt wird, und der Schritt der Zuordnung der virtuellen Container mit Hilfe der Eingabe von Zuordnungs-Daten die Eingabe eines Stromes von Identifikations-Daten in jeden der virtuellen Container umfasst, wobei die Strom-Identifikations-Daten identifizieren, zu welchem der Vielzahl von Strömen der virtuelle Container gehört.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von virtuellen Containern als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt wird und der Schritt der Zuordnung der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander mit Hilfe der Eingabe von Zuordnungs-Daten die Eingabe von Sequenz-Identifikations-Daten in jeden der Vielzahl von virtuellen Containern umfasst, wobei die Sequenz-Identifikations-Daten eine Sequenz bezeichnen, in der die einzelnen virtuellen Container bezüglich einander erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Sequenz-Identifikations-Daten einen sich zyklisch wiederholenden Code umfassen.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die sich zyklisch wiederholende Code-Sequenz eine Wiederholungs-Periode von zumindest 2 N+1 hat, worin N die Anzahl der in einer Zeitperiode erzeugten Rahmen äquivalent zu einer maximalen Verzögerungsdifferenz ist, die zwischen virtuellen Containern erwartet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Strom-Identifikations-Daten in ein Pfadverfolgungs-Byte jedes der virtuellen Container eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Sequenz-Identifikations-Daten in ein K3-Byte jedes virtuellen Containers eingegeben werden.
Vorrichtung zur Vorbereitung von Daten zur Übertragung über ein synchrones digitales Netzwerk, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Generator (900) für virtuelle Container, der so angeordnet ist, dass er parallel eine Vielzahl von synchronen virtuellen Containern (903, 904) erzeugt, die jeweils über das synchrone digitale Netzwerk mit einer niedrigeren Bitrate als einer Bitrate der zu übertragenden Daten zu übertragen sind, wobei jeder der virtuellen Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist; und eine Dateneingabe-Einrichtung (902), die zur Eingabe der zu übertragenden Daten in die Nutzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Zuordnungs-Einrichtung (901) für virtuelle Container, die zur Zuordnung der Vielzahl von virtuellen Containern zueinander mit Hilfe der Eingabe von Zuordnungs-Daten in die Pfad-Zusatzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die einen Sender umfasst, der zum Senden (1104) der Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern über das synchrone digitale Netzwerk im Wesentlichen in paralleler Weise angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei der die Dateneingabe-Einrichtung so angeordnet ist, dass sie die zu übertragenden Daten in die Nutzdaten-Abschnitte der Vielzahl von virtuellen Containern durch Byte-Verschachtelung (1103) von Bytes eines Rahmens der zu übertragenden Daten zwischen den Nutzdaten-Abschnitten eingibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der der Generator für virtuelle Container so angeordnet ist, dass er die Vielzahl von virtuellen Containern als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt, und dass die Zuordnungs-Einrichtung für virtuelle Container so angeordnet ist, dass sie die Vielzahl von virtuellen Containern einander durch Zuordnen der Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern zueinander zuordnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der der Generator für virtuelle Container so angeordnet ist, dass er die Vielzahl von virtuellen Containern als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt, und dass die Zuordnungs-Einrichtung für virtuelle Container so angeordnet ist, dass sie die Vielzahl von virtuellen Containern einander mit Hilfe der Eingabe von Strom-Identifikations-Daten zu jedem der virtuellen Container zuordnet, wobei die Strom- Identifikations-Daten identifizieren, zu welchem der Vielzahl von Strömen der virtuelle Container gehört.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der der Generator für virtuelle Container so angeordnet ist, dass er die Vielzahl von virtuellen Containern als eine Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern erzeugt, und dass die Zuordnungs-Einrichtung für virtuelle Container so angeordnet ist, dass sie die Vielzahl von virtuellen Containern einander mit Hilfe der Eingabe von Sequenz-Identifikations-Daten in jede der Vielzahl von virtuellen Containern zuordnet, wobei die Sequenz-Identifikations-Daten eine Sequenz bezeichnen, in der die einzelnen virtuellen Container bezüglich einander erzeugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Sequenz-Identifikations-Daten einen sich zyklisch wiederholenden Code umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die sich zyklisch wiederholende Code-Sequenz eine Wiederholungs-Periode von zumindest 2N+1 hat, worin N die Anzahl von Rahmen ist, die in einer Zeitperiode äquivalent zu einer maximalen Verzögerungsdifferenz erzeugt werden, die zwischen virtuellen Containern erwartet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Strom-Identifikations-Daten in ein Pfadverfolgungs-Byte jedes der virtuellen Container eingegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Sequenz-Identifikations-Daten in ein K3-Byte jedes virtuellen Containers eingegeben werden.
Verfahren zur Rückgewinnung von Daten aus einer Vielzahl von virtuellen Containern (903, 904), die über ein synchrones digitales Netzwerk empfangen werden, wobei jeder virtuelle Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Lesen (1900, 1901) von Daten-Bytes aus den Nutzdaten-Abschnitten der Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern; gekennzeichnet durch: Lesen (1801) von Zuordnungs-Daten aus den Pfad-Zusatzdaten-Abschnitten der Vielzahl von virtuellen Containern; wobei die Zuordnungs-Daten eine Zuordnung zwischen der Vielzahl von virtuellen Containern anzeigen; und Rückgewinnen (1902-1905) der Daten von der Vielzahl von gelesenen Nutzdaten-Bytes in Abhängigkeit von der angezeigten Zuordnung.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Schritt des Lesens (1905) von Daten-Bytes von den Nutzdaten-Abschnitten das Lesen von Daten-Bytes der Nutzdaten-Abschnitte in einer Byte-verschachtelten Weise umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Zuordnungs-Daten Strom-Identifikations-Daten umfassen, die bezeichnen, zu welchen der Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern der zugeordnete virtuelle Container gehört.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem die Zuordnungs-Daten Sequenz-Identifikations-Daten umfassen, die bezeichnen, wohin in einer Folge von virtuellen Containern ein einzelner virtueller Container gehört.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem die Vielzahl von virtuellen Containern im Wesentlichen gleichzeitig von einer Vielzahl von getrennten Strömen von zugeordneten virtuellen Containern empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Strom-Identifikations-Daten aus einem Pfadverfolgungs-Byte jedes der Vielzahl von virtuellen Containern gelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Sequenz-Identifikations-Daten aus einem K3-Byte jedes der Vielzahl von virtuellen Containern gelesen werden.
Vorrichtung zur Rückgewinnen von Daten von einer Vielzahl von virtuellen Containern (903, 904), die über ein synchrones digitales Netzwerk empfangen werden, wobei jeder der virtuellen Container einen Nutzdaten-Abschnitt und einen Pfad-Zusatzdaten-Abschnitt aufweist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Daten-Leseeinrichtung, die zum Lesen von Daten-Bytes aus den Nutzdaten-Abschnitten der Vielzahl von einander zugeordneten virtuellen Containern angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Zuordnungs-Daten-Leseeinrichtung (2005), die zum Lesen von Zuordnungs-Daten von den Pfad-Zusatzdaten-Abschnitten der Vielzahl von virtuellen Containern angeordnet ist, wobei die Zuordnungs-Daten eine Zuordnung zwischen der Vielzahl von virtuellen Containern anzeigen; eine Datenrückgewinnungs-Einrichtung, die zur Rückgewinnung der Daten aus der Vielzahl von gelesenen Nutzdaten-Datenbytes als Antwort auf die angezeigte Zuordnung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die Daten-Leseeinrichtung so angeordnet ist, dass sie Datenbytes aus den Nutzdaten-Abschnitten durch Lesen der Daten-Bytes der Nutzdaten-Abschnitte in einer Byte-verschachtelten Weise liest.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die Zuordnungs-Daten Strom-Identifikations-Daten umfassen, die bezeichnen, zu welcher einer Vielzahl von Strömen von virtuellen Containern die zugeordneten virtuellen Container gehören.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei der die Zuordnungs-Daten Sequenz-Identifikations-Daten umfassen, die bezeichnen, wohin in einer Sequenz von virtuellen Containern ein einzelner virtueller Container gehört.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, bei der die Vielzahl von virtuellen Containern im Wesentlichen gleichzeitig als eine Vielzahl von getrennten Strömen von einander zugeordneten virtuellen Containern empfangen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Strom-Identifikations-Daten aus einem Pfadverfolgungs-Byte jedes der Vielzahl von virtuellen Containern gelesen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der die Sequenz-Identifikations-Daten aus einem K3-Byte jedes der Vielzahl von virtuellen Containern gelesen werden.