DK171007B1 - TDM-datatransmissionssystem - Google Patents

Description

DK 171007 B1

Opfindelsen angår et system til transmission af digitale data, ved hjælp af tidsmultiplex (TDM) omfattende en transmitterende terminal for: transmission af en TDM-datastrøm med en ramme struktur, indeholdende fikserede udfyldningsbytes 5 og/eller rammeoverheads, der er en del af nyttekapaciteten, men som normalt ikke er tilgængelige for brugeren. I TDM-datatransmissionssystemer er et antal digitale datasignaler ved forskellige frekvenser kombineret ved en transmissionsterminal til en enkelt datastrøm af højere .frekvens. De oprinde-10 lige datasignaler, der kendes som "bidragydere" er sammenflettet ved transmissionsterminalen, således at en eller flere symboler fra en bidragyder i det endelige multiplexede signal ved hjælp af samme er adskilt fra de øvrige bidragydere, indtil det eller de næste symboler af det bidragende sig-15 nal fremkommer. Faktisk er det multiplexede signal opdelt i rammer af samme længde, idet hver ramme er defineret ved hjælp af et fikseret sæt af bit kendt som et rammeord, og som sammen med forskellige overheadbit indeholder et enkelt symbol eller en gruppe af symboler fra hver af bidragyder sig-20 nalerne. Ved modtageenden skal de sammenflettede signaler "frigøres fra hinanden" og sendes til de respektive bidragyder udgange.

Eventuelle fejl, der er opstået under transmissionen af den multiplexede datastrøm, vil således kunne forårsage ekstremt 25 store problemer ved modtageenden, eftersom nedbrydningen af den multiplexede datastrøm i dennes bestanddele kræver absolut nøjagtighed.

For at kunne overvåge ydeevnen af et digitalt transmissionssystem er det ved modtageterminalen derfor nødvendigt at de-30 tektere eventuelle fejl frembragt ved hjælp af systemet. Sådanne fejl kan skyldes flere forskellige faktorer og kan opstå et vilkårligt sted langs transmissionsvejen. Fejl kan således være en følge af mangelfuldt afhængige repeatere eller regeneratorer.

2 DK 171007 B1

En metode til detektion af fejl af denne karakter udnytter den omstændighed, at i visse digitale transmissionssystemer forekommer liniesignalerne i en format, eller de vil kunne omsættes til en format, der resulterer i såkaldte "konstant 5 akkumulerede uensartetshedssignaler". Britisk patentskrift nr. 1.536337 angiver et eksempel på hvorledes sådanne signaler kan anvendes til at detektere fejl.

Muligheden af at anvende et fejldetektionssystem, således som det er foreslået i dette britisk patentskrift, er afhængig af 10 karakteren af rammeværket eller basisstrukturen af det multi-plexede kodede signal. Disse strukturer er, som følge af, at det er nødvendigt at opretholde internationalt forenelige standarder, sædvanligvis defineret ved hjælp af en international basis, der går under betegnelsen CCITT.

15 For en 2 Mbit trafik er en struktur blevet defineret ved hjælp af CCITT, der er egnet til omskiftningssignalering, og som kun kræver en minimal ekstra signalbehandlingstransmission, idet et voksende område af understøtningsfunktioner er bestemt til at kunne udnytte den øvrige kanalkapacitet. Et y-20 derligere sæt af rekommendationer fra CCITT definerer en rammestruktur, for bithastigheder fra 2 Mbit/sek til flere Gbit/sek, og som er endnu bedre egnet til disse formål. Disse rekommendationer stammer fra Nordamerikansk Sonet standard, og blev vedtaget i Seoul i februar 1988. Den nye standard 25 omtales som SDH.

SDH er baseret på et modul, der har en trensmissionshastighed på 155.51 Mbit/sek med en nyttebelastning på 150.336 Mbit/-sek. Nyttebelastningen kan formes på flere forskellige måder, og tre af disse er optimeret for understøtning af Nordameri-3 0 kanske og Europæiske bithastigheder (1.5 til 45, 2 til 34

Mbit/sek og 140 Mbit/sek).

Den nye struktur er dimensioneret til prisbillig omskiftning ved et stort antal båndbreddeniveauer ved hastigheder på 64 3 DK 171007 B1 kbit/sek til Gbit/sek. SDH netværk kan drives mere effektivt som følge af, at båndbredden let vil kunne allokeres til kundeniveau ved fjernstyring og kan dirigeres rundt i et netværk i store eller små blokke for at muliggøre vedligeholdelse, 5 beskyttelse og trafikbelastning.

Indføringen af CCITT rekommendationerne forventes at føre til betydelige omkostningsbesparelser. Direkte besparelser opstår som følge af integration af flere funktioner i ét udstyr, ved en forenkling af interfaceudstyret og som følge af økonomien 10 ved én verdensstandard. Inddirekte besparelser opstår som følge af, at det nye omskiftningspotentiale muliggør en optimal allokering af netværkskapaciteten, idet yderligere omkostninger til omskiftning er væsentlig mindre end besparelserne i driftsomkostninger, eksempelvis som følge af, at der 15 ikke kræves teknikerbesøg til ændring af kundefaciliteterne.

SDH strukturer mangler imidlertid simple organer til lokalisering af fejl i regeneratorer. Eneste mulighed er at detektere den enkelte ramme og beregne pariteten. Jo højere datatransmissionshastigheden er, jo dyrere bliver denne løsning i 20 henseende til effektforbrug. Problemet er, at rammeoverheads i SDH strukturer ikke giver tilstrækkelig kapacitet for effektiv mærkningsparitet. I SDH er 38 bytes således alloke-leret for national brug. Dette er ækvivalent med 1 i 64 bytes, og dette er i forbindelse med prisbillige applikationer 25 utilstrækkeligt med henblik på mærkningsparitet.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et transmissionssystem, der ikke har de nævnte ulemper, og som muliggør en detektion af regeneratorfejl uden at skulle detektere rammer og beregne paritet.

30 Et transmissionssystem af den indledningsvis nævnte art er ifølge opfindelsen ejendommelig ved at sendeterminalen indeholder signalbehandlingsorganer for lokalisering af de fikserede udfyldningsbytes og organer for overskrivning af i hvert 4 DK 171007 B1 fald nogle af de fikserede udfyldningsbytes til indføring af mærkningsparitet, hvilket system desuden indeholder en modtageterminal med signalbehandlingsorganer for detektion af virkninger af indførte paritetsbytes og til fastslåelse af, 5 om der har været fejl i transmissionen, uden at skulle detektere rammejustering.

Endvidere kan ifølge opfindelsen sendeterminalen indeholde et rammegenkendelseskredsløb forbundet til en mærkningsparitets-10 tæller og til et overskrivningskredsløb, der er indrettet til at overskrive udvalgte fikserede udfyldningsbytes i TDM-data-strømmen. Endelig kan ifølge opfindelsen signalbehandlingsorganerne ved modtageterminalen omfatte en OG-port, hvortil det transmitterede TDM signal indeholdende mærkningsparitet er 15 tilført, organer for tilførsel af et kloksignal til OG-por-ten, et bistabilt kredsløb forbundet til udgangen af OG-por-ten og et båndpasfilter til filtrering af udgangssignalet fra OG-porten.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under hen-20 visning til tegningen, hvor fig. 1 viser en repræsentation af en synkron digital hierarkisk ramme anvendt til TDM-datatransmission, fig. 2 en illustration af rammen i fig. 1 fig. 3 et blokdiagram af et kredsløb til indføring af mærk-25 ningsparitet, og fig. 4 et blokdiagram af et kredsløb til detektion af mærkningsparitetsfej 1.

Den i fig. 1 viste ramme har en længde på 125 og inde holder 2340 bytes ved 155.52 Mbit/sek. Rammen består af ni 3 0 segmenter af samme længde med en burst i form af en overhead-byte ved starten af hvert segment. De resterende bytes inde- 5 DK 171007 B1 holder en blanding af trafik og yderligere overheadbytes afhængigt af trafiktypen. Mulige trafiktyper er 64 x 2 Mbit/-sek, 3 x 45 Mbit/sek osv.

De ni segmenter er vist ved 10, og overheadbytene i forbin-5 delse med hvert segment 10 er vist ved 11.

Fig. 2 viser en repræsentation af rammen i fig. 1.

I fig. 2 er segmenterne 10 i fig. 1 vist som ni rækker 1-9.

Det er også konventionelt, at hvert tributært signal med sine egne overheads optager et antal fuldstændige og forholdsvis 10 lige fordelte søjler. Hver søjle (A--------L) indeholder ni bytes, dvs. en fra hver række, idet hver byte repræsenterer 64 Kbit/sek af en samlet kapacitet på 576 Kbit/sek per søjle.

Med denne repræsentationsform optager hver 2 Mbit/sek tributær fire søjler (2304 Kbit/sek i alt), medens 1.5 Mbit/sek 15 (DSI) bidragyder signaler hver især optager tre søjler (i alt 1728 Kbit/sek).

Hver gruppe af søjler, der understøtter et bidragyder signal, omtales 1 som en bidragyder enhed (TU) .

Yderligere overheadbit og bytes er indeholdt i strømmen af 20 bit svarende til en TU. Nogle af disse er anvendt til frekvens justifikation, andre for kommunikation ved lav hastighed og andre for information til lokalisering af de øvrige overheadbit eller -bytes. Sidstnævnte kendes som pegepinde og er lokaliseret kendte steder i søjlerne, og de numeriske værdier 25 heri indikerer positionerne af de øvrige overheadbit eller -bytes. De øvrige overheadbit eller -bytes vil frit kunne bevæ- ges inden for søjlerne i overensstemmelse med klokto-lerancerne. Blandt de bytes, der kan bevæges frit, er nogle omtalt i CCITT standard G702 som reserverede bytes eller "R" 30 bytes. Disse bytes må ikke anvendes som nyttelast for så vidt der er tale om standard.

i DK 171007 B1

Ifølge opfindelsen detekterer signalbehandlingsenheden af en transmitterende terminal tilstedeværelsen af bytes, der er til rådighed for mærkningsparitetsbytes eller overskriver disse til tilvejebringelse af information om mærkningspari-5 tet. Disse indeholder som et minimum de R bytes, og de 38 bytes allokeret i SDH rammen for national brug (NU bytes) .

Ved modtageterminalen er mærkningsparitetsinformationen de-tekteret og anvendt til at tjekke for regenereratorfej1.

Indføringen af mærkningsparitetsinformation i TDM datastrøm-10 men ved transmissionsterminalen udføres således, at pariteten af mærkningerne i et specifikt interval er lige. Mærkningspariteten defineres som LIGE, når antallet af mærkninger mellem specifikke tidspunkter er lige. Perioden mellem de specifikke tidspunkter er enten konstant eller variabel.

15 Fig. 3 viser et grundliggende kredsløb for indføring af mærkningsparitet . Tilstedeværelsen af rammer i en TDM datastrøm detekteres ved hjælp af et kredsløb 11. En mærkningsparitets-tæller 12 modtager et indgangssignal fra kredsløbet 11 og et overskrivningskredsløb 13. Sidstnævnte overskriver de fikse-20 rede udfyldningsbytes dannet ved hjælp af "R" bytes og NU bytes for at tilføre mærkningspariteten til TDM signalet.

Til detektion af fejl i et transmitteret signal, der indeholder mærkningsparitetsinformation, kan kredsløbet i fig. 4 anvendes .

25 Dette kredsløb omfatter en OG-port 20, hvortil et kloksignal og det transmitterede TDM signal, der skal overvåges, er tilført. Kloksignalet genereres ved hjælp af en klokgenerator 24, der udleder kloksignalet af den indgående datastrøm. Det af OG-porten 20 videreførte signal tilføres til et bistabilt 30 kredsløb 21, der opererer på en mærkning. Udgangssignalet af det bistabile kredsløb 21 filtreres ved hjælp af et båndpas-filter 22, der har en sådan karakteristik, at ændringer i DC-niveauet giver vekslende positive og negative impulser i 7 DK 171007 B1 forhold til et middelspændingsniveau.

Hvis der ikke er fejl i det modtagne signal, vil udgangen af det bistabile kredsløb 21 være et hviletilstands-DC signal, når de indførte paritetsbit er modtaget. Hvis der på den an-5 den side er en fejl i de modtagne bit, der ødelægger pariteten, dvs. en enkelt eller et ulige antal fejl, vil udgangen af det bistabile kredsløb 21 skifte efter modtagelsen af det næste paritetskontrolciffer. Hvis der omvendt opstår en fejl i paritetsbitene, vil udgangen af det bistabile kredsløb 21 10 skifte. Denne ændring detekteres ved udgangen af filteret 22. Efter en enkelt fejl vil det bistabile kredsløb 21 være i en anden tilstand ved modtagelse af det næste paritetskontrol-ciffer. Resultatet er, at det bistabile kredsløb 21 nu opererer i en omvendt tilstand, således at det ændrede DC niveau 15 efter den først detekterede fejl bliver en ny hviletilstand af DC-signalet ved et andet niveau. Denne proces gentages for efterfølgende fejl, idet hviletilstanden af DC-signalet ændres ved enhver efterfølgende fejldetektion.

Claims (3)

1. System til transmission af digitale data ved hjælp af TDM, omfattende en sendeterminal for transmission af en TDM- 5 datastrøm med en rammestruktur indeholdende fikserede udfyldningsbytes og/eller rammeoverheads, der er en del af nyttekapaciteten, men som normalt ikke er tilgængelige for brugeren, kendetegnet ved, at sendeterminalen indeholder signalbehandlingsorganer (11) for lokalisering af de fiksere-10 de udfyldningsbytes og organer (13) for overskrivning af i hvert fald nogle af de fikserede udfyldningsbytes til indføring af mærkningsparitet, hvilket system desuden indeholder en modtageterminal med signalbehandlingsorganer (20, 21, 22, 23. for detektion af virkninger af indførte paritetsbytes og 15 til fastslåelse af, om der har været fejl i transmissionen, uden at skulle detektere rammejustering.

2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sendeterminalen indeholder et rammegenkendelseskredsløb (11) forbundet til en mærkningsparitetstæller (12) og til et over- 20 skrivningskredsløb (13), der er indrettet til at overskrive udvalgte fikserede udfyldningsbytes i TDM-datastrømmen.

3. System ifølge krav l, kendetegnet ved, at signalbehandlingsorganerne ved modtageterminalen omfatter en OG-port (20), hvortil det transmitterede TDM signal indeholdende 25 mærkningsparitet er tilført, organer for tilførsel af et kloksignal til OG-porten (20) , et bistabilt kredsløb (21) forbundet til udgangen af OG-porten (20) og et båndpasfilter (22) til filtrering af udgangssignalet fra OG-porten. 30