EP1186129A1 - Verfahren und vorrichtung zum umwandeln virtuell verketteter datenströme in kontingent verkettete - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum umwandeln virtuell verketteter datenströme in kontingent verkettete

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Publication number
EP1186129A1
EP1186129A1 EP00926525A EP00926525A EP1186129A1 EP 1186129 A1 EP1186129 A1 EP 1186129A1 EP 00926525 A EP00926525 A EP 00926525A EP 00926525 A EP00926525 A EP 00926525A EP 1186129 A1 EP1186129 A1 EP 1186129A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
containers
channel
data streams
pointer
channels
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00926525A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Stadler
Jürgen HEILES
Michael Zapke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Publication of EP1186129A1 publication Critical patent/EP1186129A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/062—Synchronisation of signals having the same nominal but fluctuating bit rates, e.g. using buffers
    • H04J3/0623—Synchronous multiplexing systems, e.g. synchronous digital hierarchy/synchronous optical network (SDH/SONET), synchronisation with a pointer process
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/16—Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H04J3/1605—Fixed allocated frame structures
    • H04J3/1611—Synchronous digital hierarchy [SDH] or SONET
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J2203/00—Aspects of optical multiplex systems other than those covered by H04J14/05 and H04J14/07
    • H04J2203/0001—Provisions for broadband connections in integrated services digital network using frames of the Optical Transport Network [OTN] or using synchronous transfer mode [STM], e.g. SONET, SDH
    • H04J2203/0089—Multiplexing, e.g. coding, scrambling, SONET
    • H04J2203/0094—Virtual Concatenation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J2203/00—Aspects of optical multiplex systems other than those covered by H04J14/05 and H04J14/07
    • H04J2203/0001—Provisions for broadband connections in integrated services digital network using frames of the Optical Transport Network [OTN] or using synchronous transfer mode [STM], e.g. SONET, SDH
    • H04J2203/0089—Multiplexing, e.g. coding, scrambling, SONET
    • H04J2203/0096—Serial Concatenation

Definitions

  • the invention relates to a method for converting virtually linked data streams into successive (continuously) linked data streams, the data being transmitted in containers inserted in pulse frames, a sequence of N containers being combined to form a multiframe, each container having a multiframe -Indicator is provided regarding its temporal position within the multiframe, and the virtually linked data streams consist of X sub-streams / channels.
  • the invention also relates to an apparatus for performing this method.
  • signals are divided into several containers that are chained together. These linked containers can be transmitted in a common transmission frame of appropriate capacity.
  • Two methods are used for chaining containers, namely sequential (contiguous) and virtual chaining. Both methods provide a consecutive chained bandwidth that is proportional to the number X of chained containers and the container size. The difference lies in the transportation between the ends of the transportation path.
  • sequential chaining the temporal coupling of the containers is retained over the entire transport route, whereas in the case of virtual chaining, the overall signal is divided into individual virtual containers, these individual containers are transported independently and recombined to form the overall signal at the end point of the transmission.
  • virtual concatenation concatenation-specific devices are only required at the ends of the transmission path, whereas with consecutive concatenation, corresponding devices must generally be present for each network element.
  • the initial bytes of the containers are specified by so-called “pointers” which are located at predetermined positions in the pulse frame.
  • the pointers thus also have a fixed position with respect to the frame password contained in the transmission pulse frame and give the number with a number, for example between 0 and 782 Distance from the beginning of the container to the pointer.
  • the respective pointer value is used for each container on the transmission side, but different transit times of the (sub) containers, which are caused, for example, by network elements in the transmission path, can occur during the transmission. At the end of the virtually chained transmission, such runtime differences are compensated for. This is described in the concatenation of subsystem units for bit rates of an intermediate hierarchy level in EP 0 429 888 B1.
  • the invention is based on the object of specifying a possibility for converting virtually chained to successive (contigous) chained containers which takes into account the runtime differences mentioned.
  • This object is achieved according to the invention with a method of the type mentioned at the outset in that containers assigned to the same location in the multiframe are identified by evaluating the multiframe indicator, and the temporal displacement of these identified individual containers of the partial data streams is measured relative to one another when there is a displacement only leading containers are each delayed by times, which ensure that all containers are aligned in time, as well as filling levels of buffer stores are compared with threshold values in each channel and, depending on this, channel-specific stop indicators are generated and tamping operations are carried out taking into account the stop indicators of all channels.
  • the invention offers the advantage that an automatic adaptation to different transit time differences can be carried out with minimal delay.
  • the invention also allows the corresponding device to be easily configured for different link widths or for non-linked signals, whereby a modular structure can be used in which the information exchange between the modules or channels can be kept low.
  • the communication between the channels is decoupled in time from the data streams, which allows the communication signals to be used for additional concatenated signals and for other tasks which are not the focus here.
  • a device for carrying out the method according to the invention in which according to the invention a pointer interpreter is assigned to each channel, followed by an elastic memory and a pointer generator, the pointer generators are synchronized with one another, and each pointer generator is set up to control the readout of the elastic memory associated with its channel, an overhead inserter is provided in a channel selected as the master channel, to which the output data from the elastic memories is arranged - Extractors are supplied, and the elastic storage devices are set up to delay or align all containers.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a device according to the
  • FIG. 5 shows a representation according to FIG. 4 for a second variant of the invention.
  • Step Findications and the generated pointer for negative stoppers for the second variant of the invention.
  • the structure of the data or data flows used in the synchronous digital hierarchy, SDH for short is first to be discussed, although the invention is not intended to be restricted to a specific system or a specific standard.
  • FIG. 1 The structure of such a container is shown in FIG. 1 and the virtual concatenation of X (sub) containers of type VC-4 in connection with a VC-4-Xc container is shown in FIG.
  • a VC-4-Xc container has a payload area of X Containers-4, as shown in FIG. 1.
  • a common set of payload overheads is arranged in the first column and used for the entire VC-4-Xc container.
  • the parity formation used here BIP-8 (Bit Interleaved Parity") records all 261 * X columns of the VC-4-Xc container. Columns 2 to X are fixed fill bits or bytes and can consist of nothing but "0".
  • the VC-4-Xc container is transported in X contingent AU-4, so-called "Administrative Units", in an STM-N signal (STM is used as an abbreviation for Synchronous Transport Module).
  • STM is used as an abbreviation for Synchronous Transport Module.
  • the first column of the VC-4-Xc- Containers are always in the first AU-4.
  • the pointer of this first AU-4 indicates the position of the start byte of the VC-4-Xc container.
  • the pointers of AU-4 No. 2 to X are set to a chaining indication to display the contingently linked payload.
  • the pointer operations are carried out for all X-linked AU-4s and X * 3 stuffing bytes are used.
  • a VC-4-Xv offers a payload range of X Containers-4, as shown in FIG. 2.
  • the contingently linked container is mapped to X individual VC-4 containers, which form the VC-4-Xv.
  • Each VC-4 has its "own” path overhead.
  • the overhead byte H4 is used as a specific sequence and multiframe indicator of virtual concatenation.
  • multiframe introduced in the art is used here for "superunit”.
  • Each VC-4 of the VC-4-Xv is transported individually through the network. Due to the individual transport, the sequence and the timing of the VC-4 containers may change. At the end of the path, the individual VC-4 containers have to be rearranged and aligned in order to restore the contingently linked container.
  • the sequence indicator in the H4 byte is used to monitor the correct sequence.
  • the sequence indicator numbers the individual VC-4 containers of the VC-4-Xv from 0 to (X - 1).
  • the multiframe indicator in the H4 byte and the pointer values of the individual VC-4 containers are used for realignment.
  • a 4-bit multiframe indicator creates a 16-frame multiframe. Reference is now made to FIG.
  • Each of these channels corresponds to a time slot of the output signal - a column of the output pulse frame - and is used to transport a VC-4 container.
  • the conversion is described for a VC-4 chaining, but can also be used in the same way for other containers.
  • the data streams first arrive in each channel in a pointer interpreter PH, PI2, whereby they arrive, for example, from another network element of the transmission system, and if necessary a switching network KOP can be connected upstream.
  • Each pointer interpreter PH, PI2 can also contain a multiframe counter MFZ, which will be referred to later.
  • a total of X independent channels are used, whereby for the sake of simplicity only two channels are drawn and a third channel is indicated. What is essential is the arrangement of an elastic memory ESI, ES2 for each channel and also a pointer generator PG1, PG2 in each channel, these local pointer generators being synchronized with one another. Each pointer generator controls the reading out of the elastic memory assigned to it.
  • One of the channels here the channel KAI, is selected as the master channel, and in this channel the output data of the elastic memory are fed to a pointer generator PG1 and an overhead inserter OI 1 for the payload.
  • the output data of the respective elastic memories are fed to an overhead extractor OE1, OE2 for the payload, and there is a data exchange between the overhead inserter Oll and the overhead extractor OE2 or the other extractors intended.
  • the master channel KAI inserts the pointer into the outgoing STM signal, whereas the other channels, which can also be referred to as "slaves", use the concatenation indication (concatenation indication).
  • the path overhead POH of the VC-4-Xc - Container is generated from the POH of the VC-4-Xv container after synchronization of the payload.
  • the pointer buffer ESI, ES2 used here is a FIFO memory for the VC-4 payload and / or the path overhead, the writing into the memory and the reading from the memory taking place with an independent SDH frame position.
  • unlinked VC-4 containers can also be transported, for which the synchronization only has to be interrupted.
  • the elastic stores ESI, ES2 ... are controlled in such a way that the payload of the VC-4 containers or these as a whole is delayed by a maximum of the maximum runtime difference between individual VC-4 containers.
  • the synchronization mechanism used for this and the stuffing strategy in operation are explained in detail below.
  • the data streams of the “slave” channels at the output of the device are passed through filler byte inserts FSI.
  • the subcontainers VC-4 can be allocated to the channels KAI, KA2 ... of the pointer buffer by means of the switching matrix KOP mentioned, whose connection matrix is automatically / manually corrected with regard to the channel allocation in the event of errors which were recognized by the sequence indicator in H4 can be.
  • the outputs of the individual channels are fed to a corresponding device to form STM frames.
  • the synchronized reading of the buffer memory which is divided over several channels, i. H. the elastic memory ESI, ES2 first requires a synchronization process when the device is switched on, as well as after alignment errors have occurred and after error states of the respective pointer interpreters PIl, PI2 of a channel, and subsequently the operations of the pointer generator PGl, PG2 can be performed synchronized.
  • the temporal position of the data stream read from the buffer memory must be determined relative to the outgoing pulse frame.
  • an H4 identifier is transmitted in each channel of the buffer memory ESI, ES2 in parallel to the payload.
  • the identifier contains an indicator bit for the position in time, ie a bit which identifies a specific position of the container.
  • the temporal position of the container can be measured relative to the position of the outgoing transmission pulse frame.
  • a pointer value P is formed, which describes the temporal position of the container relative to the transmission frame.
  • H4 identifier enables the synchronization process to be accelerated, but an identifier for each can also be used in the same way any VC-4 byte can be used.
  • a JI identifier simplifies the determination of the outgoing pointers (Hl, H2) in the master channel KAI.
  • the pointer value P of each of the X channels is distributed to the other channels of the VC-4-X container. Errors such as B. an AU-AIS of a channel (an alarm indication signal of the administrative unit), further errors in the multiframe indicator, in the sequence indicator or a buffer memory overflow or underflow from the recognizing channel to all other channels.
  • the 10-bit portion of the pointer value formed by measuring the H4 identifier in the pointer generator is protected against bit errors by filtering the pointer interpreter PI1, PI2 as provided in the standards.
  • the multiframe indicator in the H4 byte must also be filtered as part of the pointer in the pointer interpreter PI1, PI2.
  • the sequence of multiframe indicators for the pointer generator PG1, PG2 is generated with the aid of the multiframe counters MFZ in the pointer interpreters.
  • Error displays such as B. Trail signal fail, AIS or LOP are transmitted from each pointer interpreter via a signal fail signal SF to the respective pointer generator PG1, PG2.
  • the signal SF is also set in the event of an overflow or underflow of the buffer memory ESI, ES2 etc. As soon as one of the local pointer generators PG1, PG2 detects an error, this is signaled to the other local pointer generators and the entirety of the Pomter generators generates an AlS signal for the VC-4-Xc.
  • the local pointer generators PG1, PG2 After switching on the converter, the local pointer generators PG1, PG2 generate an AlS signal.
  • the read and write pointers of the buffer memory are set to values that correspond to a minimal delay.
  • the write side of the buffer memory ESI, ES2 starts writing, the read side starts reading.
  • a local pointer generator PG1, PG2 receives an H4 identifier, it makes its local pointer value P (see above) available to all other pointer generators available. With each new H4 identifier, the pointer value P is overwritten and the new value is distributed. As long as the total pointer generator of the VC-4-Xc container is in the Einsynchronisie- stage this means sets each local buffer memory ES I, ES2 with obtaining a pointer value P m i n, which is smaller than its own pointer value P, its read pointer RP to the Difference between his own and the received pointer value. Of course, the cyclicality of the pointer values must be taken into account.
  • This synchronization process is ended within an STM frame after receipt of the first H4 identifier.
  • the buffer memory of the channel that received its H4 byte last has the minimum delay set by setting the write and read pointers with the SF signal, all others have an additional delay that corresponds to the advance of the VC-4 at its input.
  • a channel KAI, KA2 detects an overflow of its buffer memory ESI, ES2 (the write address has caught up or overtaken the read address).
  • the channel reports "loss of alignment" LOA to all other channels, the entirety of the pointer generators PG1, PG2 generates an AlS signal and begins a new synchronization process.
  • the sequence indicators of the individual channels are filtered against bit errors. Votes z. For example, if several sequence indicators in a row do not match the sequence indicator determined from the channel number, the channel sends an SQM message to all other channels, and all channels together generate an AlS signal.
  • so-called "path traces” can also be read and evaluated in order to control an upstream switching matrix. Path traces are used to identify the connection path, are transmitted by a sequence of Jl bytes, and are in the ITU recommendation G.707 defined.
  • Each local buffer store ESI, ES2 calculates its current level value, e.g. B. by averaging over an STM line and monitors whether the threshold is exceeded and the Falling below the thresholds 1 / and (see Fig. 4).
  • the lower threshold is /; equal to the sum of the minimum delay d E s, min , duration of the SOH.
  • Gap tsoH, duration of the positive stuffing bytes - H3 + and maximum skew between the buffer memory input clock tO and its output clock tOs t s : d E s, m m + 3 + 1 + t s . (The information is given here in triple bytes as they are addressed by pointer.) If the frame start matches on both sides of the pointer buffer, the SOH gap duration need not be taken into account.
  • a minimum delay dEs.mm> 0 is advantageous in order to compensate for any delay in the POH compared to the payload, which may be caused by an inter-ASIC communication required to exchange the POH between the VC-4 channels of a chained VC-4 .
  • the upper stuffing threshold I 3 is determined dynamically. Every time you synchronize, it will open
  • the difference P max - Pmm is formed independently by each channel KAI, KA2 using the available pointer values of all channels.
  • the pointer generator PG1, PG2 of each channel KAI, KA2 communicates one of four possible states to all other channels. These states are:
  • the tamping is positive in all channels after compliance with the minimum tamping distance of three frames.
  • negative tamping is maintained in all channels after the minimum tamping distance of three frames.
  • the threshold references and the signaled states are evaluated simultaneously in all local pointer generators PG1, PG2, for example using the Hl byte.
  • the buffer memory delay exceeds the threshold I 3 (message NST) at least for the fastest VC-4; all other delays are h (report LDEC). The delay must be reduced for all channels. All channels in a next frame are negative tamped as soon as the minimum tamping distance is maintained.
  • Each local buffer store ESI, ES2 computes - e.g. B. by averaging over an STM line - its current level value and monitors whether the threshold is exceeded / undershot the threshold / ;.
  • Method 1 the lower threshold / _ ⁇ equal to the sum of the minimum buffer memory delay d ⁇ s.mm, SOH gap duration, duration of the SOH stuff bytes and maximum skew t s between the buffer memory input clock tO and its output clock t0 s :
  • the pointer generator PG1, PG2 of each channel KAI, KA2 communicates one of four possible states to all other channels. These states are
  • PST is taken after two frames with normal pointers, if the own channel falls below the threshold / / ,
  • NOP no operation
  • the threshold references and the signaled states are evaluated in all local locations
  • Pointer generators simultaneously, for example with the Hl byte.
  • Buffer memory delay for the slowest VC-4 seen at the buffer memory input falls below the threshold / / .
  • the delay must be increased for all channels. All channels are positively plugged as soon as the minimum plug spacing is maintained. At least one channel then reports PST, the other NOP or HIGH.
  • FIG. 6a shows the chronological sequence of the transmission pulse frames with generated pointer indications
  • FIG. 6b shows the chronological sequence of the stuff indications (SI), ie the stop indicators, of a channel.

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln von virtuell in kontingent verkettete Datenströme, wobei die Daten in Containern übertragen werden und N Container zu einem Multiframe zusammengefasst sind, die virtuell verketteten Datenströme aus X Teilströmen/Kanälen bestehen, wobei je der gleichen Stelle in dem Multiframe zugeordnete Container durch Auswerten eines Multiframe-Indikators des Containers identifiziert werden, die zeitliche Verschiebung dieser identifizierten Container der Teildatenströme gegeneinander gemessen wird, und bei Vorliegen einer Verschiebung ausschliesslich voreilende Container so verzögert werden, dass eine zeitliche Ausrichtung sämtlicher Container sichergestellt ist. Dabei sind jedem Kanal (KA1, KA2,...) ein Pointer-Interpreter (PI1, PI2), darauf folgend ein elastischer Speicher (ES1, ES2) und ein Pointer-Generator (PG1, PG2) zugeordnet, die Pointer-Generatoren sind untereiinander synchronisiert, und jeder Pointer-Generator ist zur Steuerung des Auslesens des seinem Kanal zugchörigen elastischen Speichers eingerichtet, und in einem als Master-Kanal (KA1) ausgewählten Kanal ist ein Overhead-Einsetzer (OI1) vorgesehen.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM UMWANDELN VIRTUELL VEKETTETER DATENSTRÖME IN KONTINGENT VERKETTETE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umwandeln virtuell verketteter Datenströme in aufeinanderfolgende (continous) verkettete Datenströme, wobei die Daten in in Impuls- rah en eingefügten Containern übertragen werden, eine Folge von N Containern zu einem Multiframe zusammengefasst ist, jeder Container mit einem Multiframe-Indikator betreffend seine zeitliche Lage innerhalb des Multiframe versehen ist, und die virtuell verketteten Datenströme aus X Teilströmen/Kanälen bestehen.
Ebenso bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Übertragung von Signalen in Systemen des SDH-Typs (Synchron-Digitale Hierarchie) werden digitale Signale in sogenannte „Container" eingefügt. Nähere Einzelheiten hierzu sind dem Fachmann bekannt und gehen beispielsweise aus der ITU-Recommendation G.707, hervor.
Zur Erhöhung der möglichen Datenrate werden Signale auf mehrere Container aufgeteilt, die miteinander verkettet sind. Diese verketteten Container können in einem gemeinsamen Übertragungsrahmen entsprechender Kapazität übertragen werden.
Zur Verkettung von Containern werden zwei Verfahren verwendet nämlich die aufeinanderfolgende (contiguous) und die virtuelle Verkettung. Beide Verfahren liefern eine aufeinanderfolgende verkettete Bandbreite, die zu der Anzahl X der miteinander verketteten Container und zu der Containergröße proportional ist. Der Unterschied liegt in dem Transport zwischen den Abschlüssen des Transportpfades. Bei der aufeinanderfolgenden Verkettung bleibt die zeitliche Kopplung der Container über den gesamten Transportweg erhalten, wogegen bei virtueller Verkettung das Gesamtsignal in individuelle virtuelle Container aufgeteilt wird, diese einzelnen Container unabhängig transportiert und am Endpunkt der Übertragung wieder zu dem Gesamtsignal rekombiniert werden. Bei virtueller Verkettung werden verkettungsspezifische Einrichtungen lediglich an den Enden des Übertragungspfades benötigt, wogegen bei aufeinanderfolgender Verkettung entsprechende Einrichtungen im allgemeinen bei jedem Netzelement vorhanden sein müssen. Die Anfangsbytes der Container werden durch sogenannte „Pointer" angegeben, die an vorbestimmten Stellen des Pulsrahmens sitzen. Die Pointer haben damit auch eine fixe Lage zu dem im Übertragungspulsrahmen enthaltenen Rahmenkennwort und geben mit einer Zahl, z. B. zwischen 0 und 782, den Abstand des Containerbeginns von dem Pointer an.
Bei der virtuellen Verkettung wird sendeseitig der jeweilige Pointerwert für jeden Container eingesetzt, doch können bei der Übertragung unterschiedliche Laufzeiten der (Sub)Container, die beispielsweise durch im Übertragungsweg liegende Netzelemente verursacht werden, auftreten. Am Ende der virtuell verketteten Übertragung werden solche Laufzeitdifferenzen ausgeglichen. Dies ist bei Verkettung von Untersystemeinheiten für Bitraten einer Zwischen- hierarchiestufe in der EP 0 429 888 Bl beschrieben.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Umwandlung virtuell verketteter in aufeinanderfolgende (contigous) verkettete Container anzugeben, welche die genannten Laufzeitdifferenzen berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass je der gleichen Stelle in dem Multiframe zugeordnete Container durch Auswerten des Multiframe-Indikators identifiziert werden, die zeitliche Verschiebung dieser identifizierten einzelnen Container der Teildatenströme gegeneinander gemessen wird, bei Vorliegen einer Verschiebung ausschließlich voreilende Container je um Zeiten verzögert werden, welche eine zeitliche Ausrichtung sämtlicher Container sicherstellen, sowie in jedem Kanal Füllstände von Pufferspeichern mit Schwellenwerten verglichen werden und in Abhängigkeit davon kanalindividuelle Stopfindikatoren erzeugt werden und Stopfoperationen unter Berücksichtigung der Stopfindikatoren aller Kanäle erfolgen.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass sich eine automatische Anpassung an unterschiedliche Laufzeitdifferenzen bei minimaler Verzögerung durchfuhren lässt. Die Erfindung erlaubt weiters eine einfache Konfigurierbarkeit der entsprechenden Vorrichtung für unterschiedliche Verkettungsbreiten bzw. für unverkettete Signale, wobei eine modulare Struktur anwendbar ist, bei welcher der Informationsaustausch zwischen den Modulen bzw. Kanälen gering gehalten werden kann. Die Kommunikation zwischen den Kanälen ist dabei von den Datenströmen zeitlich entkoppelt, was eine Nutzung der Kommunikationssignale für zusätzliche verkettete Signale und für weitere, hier nicht im Vordergrund stehende Aufgaben erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird weiters mit einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, bei welcher erfindungsgemäß jedem Kanal ein Pointer- Interpreter, darauf folgend ein elastischer Speicher und ein Pointer-Generator zugeordnet ist, die Pointer-Generatoren untereinander synchronisiert sind, und jeder Pointer-Generator zur Steuerung des Auslesens des seinem Kanal zugehörigen elastischen Speichers eingerichtet ist, in einem als Master-Kanal ausgewählten Kanal ein Overhead-Einsetzer vorgesehen ist, welchem die Ausgangsdaten von den elastischen Speichern nachgeordneten Overhead- Extraktoren zugeführt sind, und die elastischen Speicher zur Verzögerung bzw. zeitlichen Ausrichtung sämtlicher Container eingerichtet sind.
Andere zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 und 17 und 18 gekennzeichnet.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher zeigen
• Fig. 1 einen VC-4-Xc-Container gemäß der Recommendation G.707,
• Fig. 2 die Zusammensetzung bzw. Abbildung eines VC-4-Xc -Containers aus einzelnen virtuell verketteten Subcontainern VC-4,
• Fig. 3 in einem schematischen Blockschaltbild eine Vorrichtung nach der
Erfindung,
• Fig. 4 eine symbolische Darstellung verschiedener Füllstände der elastischen
Speicher bei einer ersten Variante der Erfindung,
• Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 4 für eine zweite Variante der Erfindung, und
• Fig. 6a bzw. b die Folge der zur Synchronisierung ausgetauschten Stopfindikatoren
(Stuffindications) und der generierten Pointer bei Negativstopfen für die zweite Variante der Erfindung.
Vor der Erläuterung eines Ausfuhrungsbeispieles der Erfindung soll zunächst die Struktur der in der Synchronen Digitalen Hierarchie, kurz SDH genannt, verwendeten Daten bzw. Datenflüsse erörtert werden, wobei die Erfindung allerdings nicht auf ein bestimmtes System bzw. eine bestimmte Norm beschränkt sein soll. Beispielsweise kann die Erfindung ebenso in dem SONET-System (= Synchronous Optical Network) eingesetzt werden.
Die im folgenden verwendeten Begriffe und Abkürzungen sind beispielsweise in der ITU- Recommendation G.707 von 03/96 im Detail dargestellt, und es werden standardisierte Container des Typs VC-4-Xc betrachtet. Die Struktur eines solchen Containers ist in Fig. 1 dargestellt, und in Fig. 2 ist die virtuelle Verkettung von X (Sub)Containern des Typs VC-4 im Zusammenhang mit einem VC-4-Xc-Container gezeigt.
Für die aufeinanderfolgende (contigous, hier kurz auch „kontingente") Verkettung von beispielsweise vier oder sechzehn VC-4-Containern ist vorgesehen, dass ein VC-4-Xc- Container einen Payload-Bereich von X Containern-4, wie in Fig. 1 gezeigt, bildet. Ein gemeinsamer Satz von Payload-Overheads ist in der ersten Spalte angeordnet und für den gesamten VC-4-Xc-Container verwendet. Beispielsweise erfasst die hier verwendete Paritätsbildung BIP-8 („Bit Interleaved Parity") alle 261 * X Spalten des VC-4-Xc-Containers. Die Spalten 2 bis X sind feste Füllbits bzw. Bytes und können aus lauter „0" bestehen.
Der VC-4-Xc Container wird in X kontingenten AU-4, sogenannten „Administrative Units", in einem STM-N Signal transportiert (STM wird als Abkürzung für Synchronous Transport Module verwendet). Die erste Spalte des VC-4-Xc-Containers befindet sich immer in der ersten AU-4. Der Pointer dieser ersten AU-4 bezeichnet die Lage des Startbytes des VC-4- Xc-Containers. Die Pointer der AU-4 Nr. 2 bis X werden auf eine Verkettungsindikation gesetzt, um die kontingent verkettete Payload anzuzeigen. Die Pointeroperationen werden für alle X-verketteten AU-4 durchgeführt, und X * 3 Stopfbytes werden verwendet. Ein VC-4- Xc-Container bietet eine Payload-Kapazität von 599 040 kbit/s für X = 4, und 2 396 160 kbit/s für X = 16.
Bei der virtuellen Verkettung von X VC-4 Containern bietet ein VC-4-Xv, wobei „v" für „virtuell" steht, einen Payload-Bereich von X Containern-4, wie in Fig. 2 gezeigt. Der kontingent verkettete Container wird auf X individuelle VC-4 Container abgebildet, welche den VC-4-Xv bilden. Jeder VC-4 besitzt seinen „eigenen" Path-Overhead. Das Overhead-Byte H4 wird als spezifischer Sequenz- und Multiframe-Indikator der virtuellen Verkettung verwendet. Der auf dem Fachgebiet eingeführte Begriff „Multiframe" wird hier für „Übereinheit" verwendet.
Jeder VC-4 der VC-4-Xv wird individuell durch das Netzwerk transportiert. Aufgrund des individuellen Transportes kann sich die Sequenz und die zeitliche Ausrichtung der VC-4- Container ändern. Am Abschluss des Pfades müssen die einzelnen VC-4-Container wieder zurückgeordnet und ausgerichtet werden, um den kontingent verketteten Container wiederherzustellen. Zur Überwachung der korrekten Sequenz wird der Sequenzindikator in dem H4- Byte verwendet. Der Sequenzindikator nummeriert die einzelnen VC-4-Container des VC-4- Xv von 0 bis (X - 1). Für die Wiederausrichtung werden der Multiframe-Indikator in dem H4- Byte und die Pointer- Werte der einzelnen VC-4-Container verwendet. Ein 4-Bit Multiframe- Indikator schafft einen 16-rahmigen Multiframe. Es wird nun auf Fig. 3 bezug genommen, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung virtuell verketteter, in mehreren Kanälen KAI, KA2, KA3 eintreffender Teildatenströme in kontingent verkettete Datenströme darstellt. Jeder dieser Kanäle entspricht einem Zeitschlitz des Ausgangssignals - einer Spalte des Ausgangspulsrahmens - und dient zum Transport eines VC-4-Containers Die Umwandlung wird für eine VC-4-Verkettung beschrieben, ist jedoch in gleicher Weise auch auf andere Container anwendbar. Die Datenströme gelangen zunächst in jedem Kanal in einen Pointer-Interpreter PH, PI2, wobei sie beispielsweise von einem anderen Netzelement des Übertragungssystems einlangen, und gegebenenfalls ein Koppelfeld KOP vorgeschaltet sein kann. Jeder Pointer-Interpreter PH, PI2 kann auch einen Multiframe-Zähler MFZ enthalten, auf den später noch zurückgekommen wird. Es werden insgesamt X unabhängige Kanäle verwendet, wobei in der Abbildung der Einfachheit halber nur zwei Kanäle gezeichnet und ein dritter Kanal angedeutet sind. Wesentlich ist die Anordnung eines elastischen Speichers ESI, ES2 für jeden Kanal und ebenso eines Pointer-Generators PG1, PG2 in jedem Kanal, wobei diese lokalen Pointer- Generatoren untereinander synchronisiert sind. Jeder Pointer-Generator steuert dabei das Auslesen aus dem ihm zugeordneten elastischen Speicher.
Einer der Kanäle, hier der Kanal KAI wird als Master-Kanal ausgewählt, und in diesem Kanal werden die Ausgangsdaten des elastischen Speichers einem Pointer-Generator PG1 und einem Overhead-Einsetzer OI 1 für die Payload zugeführt. In den restlichen Kanälen KA2, KA3 ... sind die Ausgangsdaten der jeweiligen elastischen Speicher einem Overhead- Extraktor OE1, OE2 für die Payload zugeführt, und zwischen dem Overhead-Einsetzer Oll und dem Overhead-Extraktor OE2 bzw. den anderen Extraktoren ist ein Datenaustausch vorgesehen. Der Master-Kanal KAI setzt den Pointer in das abgehende STM-Signal ein, wogegen die anderen Kanäle, die auch als „Slaves" bezeichnet werden können, die Verkettungsindikation einsetzen (Concatenation Indication). Der Path-Overhead POH der VC-4-Xc- Container wird nach erfolgter Synchronisation der Payload aus dem POH des VC-4-Xv- Containers generiert.
Der hier verwendete Pointer-Buffer ESI, ES2 ist ein FIFO-Speicher für die VC-4-Payload und/oder den Path-Overhead, wobei das Einschreiben in den Speicher und das Auslesen aus dem Speicher mit voneinander unabhängiger SDH-Rahmenlage erfolgt.
Das Einschreiben in den Pointer-Buffer ESI, ES2 erfolgt unter Auswertung der zu den einzelnen Subcontainem VC-4 des VC-Xv gehörigen AU-4 Pointers (AU-4 = Administrative Unit Level 4 gemäß G.707) für jeden VC-4 Kanal individuell, das Auslesen dieser Daten für alle Kanäle synchron entsprechend dem generierten AU-4-Xc-Pointer. Zur Konfigurierung verschiedener Verkettungen, z. B. X = 4, X = 16 muss bloß die Anzahl der synchronisierten Kanäle geändert werden. Es können aber auch unverkettete VC-4- Container transportiert werden, wozu lediglich die Synchronisation unterbrochen werden muss.
Die Steuerung der elastischen Speicher ESI, ES2 ... erfolgt so, dass die Payload der VC-4- Container bzw. diese als ganzes bei dem Durchlaufen maximal um die maximale Laufzeitdifferenz zwischen einzelnen VC-4-Containern verzögert wird. Der hierzu verwendete Einsyn- chronisierungsmechanismus sowie die Stopfstrategie im Betrieb sind weiter unten im Detail erläutert. Vorerst sein hierzu angemerkt, dass die Datenströme der „Slave"-Kanäle am Ausgang der Einrichtung durch Füllbyte-Einsetzer FSI geleitet werden.
Die Zuteilung der Subcontainer VC-4 an die Kanäle KAI, KA2 ... des Pointer-Buffers kann durch das erwähnte Koppelfeld KOP erfolgen, dessen Verbindungsmatrix bei Fehlern, welche durch den Sequence Indicator in H4 erkannt wurden, bezüglich der Kanalzuteilung automatisch/manuell korrigiert werden kann. Die Ausgänge der einzelnen Kanäle werden zur Bildung von STM-Rahmen einer entsprechenden Einrichtung zugeführt.
Synchronisierung des Pointerb uffers
Das synchronisierte Auslesen des auf mehrere Kanäle aufgeteilten Pufferspeichers, d. h. der elastischen Speicher ESI, ES2 erfordert zunächst bei Einschalten der Vorrichtung, sowie nach Auftreten von Alignment-Fehlern und nach Verlassen von Fehlerzuständen der jeweiligen Pointer-Interpreter PIl, PI2 eines Kanals einen Einsynchronisiervorgang und in weiterer Folge müssen die Operationen des Pointer-Generators PGl, PG2 synchronisiert durchgeführt werden.
Zu diesem Zweck muss die zeitliche Lage des aus dem Pufferspeicher ausgelesenen Datenstroms relativ zum abgehenden Pulsrahmen bestimmt werden. Beispielsweise wird in jedem Kanal des Pufferspeichers ESI, ES2 parallel zur Payload eine H4-Kennung übertragen. Die Kennung enthält ein Indikator-Bit für die zeitliche Lage, d. h. ein Bit, welches eine bestimmte Position des Containers kennzeichnet. Damit kann durch diese Keimung die zeitliche Lage des Containers relativ zur Lage des abgehenden Übertragungspulsrahmens gemessen werden. Unter Verwendung des durch das H4-Byte synchronisierten Multiframe-Indicators in H4 wird ein Pointerwert P gebildet, der die zeitliche Lage des Containers relativ zum Übertragungs- rahmen beschreibt. Die Verwendung einer H4-Kennung ermöglicht hier eine Beschleunigung des Einsynchronisiervorganges, doch kann in gleicher Weise auch eine Kennung für jedes beliebige VC-4-Byte verwendet werden. Beispielsweise vereinfacht sich bei Verwendung einer Jl -Kennung die Bestimmung der abgehenden Pointer (Hl, H2) im Masterkanal KAI.
Der Pointerwert P jedes der X-Kanäle wird an die anderen Kanäle des VC-4-X-Containers verteilt. Auch werden Fehler, wie z. B. ein AU-AIS eines Kanals (ein Alarm Indication Signal der Administrative Unit), weiters Fehler in dem Multiframe Indicator, im Sequence Indicator oder ein Pufferspeicher-Über- oder Unterlauf von dem erkennenden Kanal an alle anderen Kanäle signalisiert.
Der durch Ausmessen der H4-Kennung im Pointer-Generator gebildete 10-Bit- Anteil am Pointerwert ist durch Filterung des Pointer-Interpreters PIl, PI2 wie in den Standards vorgesehen gegen Bit-Fehler geschützt. Der Multiframe Indicator im H4-Byte ist als Teil des Pointers im Pointer- Interpreter PIl, PI2 ebenfalls zu filtern. Die Folge der Multiframe Indica- tors für den Pointer-Generator PGl, PG2 wird mit Hilfe der Multiframezähler MFZ in den Pointer-Interpretern erzeugt. Dazu wird bemerkt, dass die Multiframezähler die einzelnen Rahmen innerhalb des Uberrahmens (= Multiframe) zählen. Bei Erkennen einer neuen, aber gültigen Folge von Multiframe Indicators wird dies in den Multiframezähler übernommen. Ein Erkennen einer ungültigen Folge von Multiframe-Indicators durch mehrere Bitfehler in mehreren aufeinanderfolgenden H4-Bytes eines Kanals führt zu einem LOM-Zustand („Loss of Multiframe") und einem AU-AIS-Setzen des Pointer-Generators PGl, PG2.
Fehleranzeigen, wie z. B. Trail Signal Fail, AIS oder LOP werden von jedem Pointer- Interpreter über ein Signal-Fail-Signal SF an den jeweiligen Pointer-Generator PGl, PG2 übertragen. Auch bei einem Überlauf oder Unterlauf des Pufferspeichers ESI, ES2 etc. wird das Signal SF gesetzt. Sobald einer der lokalen Pointer-Generatoren PGl, PG2 einen Fehler erkennt, wird dieser den anderen lokalen Pointer-Generatoren signalisiert und die Gesamtheit der Pomter-Generatoren erzeugt für den VC-4-Xc ein AlS-Signal.
Einsynchronisierung
Nach Einschalten des Konverters erzeugen die lokalen Pointer-Generatoren PGl, PG2 ein AlS-Signal. Schreib- und Lesezeiger des Pufferspeichers werden auf Werte gesetzt, die einer minimalen Verzögerung entsprechen.
Ist das SF-Signal nicht mehr gesetzt, startet die Schreibseite des Pufferspeichers ESI, ES2 mit dem Einschreiben, die Leseseite mit dem Auslesen. Erhält ein lokaler Pointergenerator PGl, PG2 eine H4-Kennung, so stellt er seinen damit ausgemessenen lokalen Pointerwert P (siehe oben) allen anderen Pointergeneratoren zur Verfügung. Mit jeder neuen H4-Kennung wird der Pointerwert P überschrieben und der neue Wert verteilt. Solange sich der Gesamtpointergenerator des VC-4-Xc-Containers in der Einsynchronisie- rungsphase befindet, setzt jeder lokale Pufferspeicher ES I, ES2 mit Erhalt eines Pointerwerts Pmin, der kleiner als sein eigener Pointerwert P ist, seinen Lesezeiger RP um die Differenz zwischen seinem eigenen und dem erhaltenen Pointerwert zurück. Dabei ist natürlich die Zyklizität der Pointerwerte zu beachten.
RP„ew ~ RPold - (P - Pmin)
Dadurch wird seine Verzögerungszeit sprunghaft erhöht. Innerhalb eines STM-Rahmens nach Empfang der ersten H4-Kennung ist dieser Einsynchronisiervorgang beendet. Der Pufferspeicher des Kanals, der sein H4-Byte als letztes erhalten hat, besitzt die durch Stellen der Schreib- und Lesezeiger mit dem Signal SF eingestellte Minimalverzögerung, alle anderen eine Zusatzverzögerung, die dem Vorlauf des VC-4 an ihrem Eingang entspricht.
Alignment- und Sequenzkontrolle
Reicht die Pufferspeichertiefe zum Ausgleich der VC-4-Laufzeitdifferenzen nicht aus, so erkennt ein Kanal KAI, KA2 einen Überlauf seines Pufferspeichers ESI, ES2 (die Schreib- adresse hat die Leseadresse eingeholt oder überholt). Der Kanal meldet „Loss of Alignment" LOA allen anderen Kanälen, die Gesamtheit der Pointergeneratoren PGl, PG2 erzeugt ein AlS-Signal und beginnt mit einem neuen Einsynchronisationsvorgang.
Die Sequence Indicators der einzelnen Kanäle werden gegen Bitfehler gefiltert. Stimmen z. B. mehrere Sequence Indicators in Folge nicht mit dem aus der Kanalnummer bestimmten Sequence Indicator überein, gibt der Kanal eine SQM-Meldung an alle anderen Kanäle, und alle Kanäle generieren gemeinsam ein AlS-Signal. Die gefilterten Sequence Indicators der einzelnen Kanäle können gelesen werden, damit bei diesbezüglichen Fehlern SQM (= Sequence Mismatch) ein Neu-Zuordnen der Kanäle im Koppelfeld KOP erfolgen kann. Zusätzlich zu oder statt den Sequenzindikatoren können auch sogenannte „Path Traces" gelesen und ausgewertet werden, um ein vorgelagertes Koppelfeld zu steuern. Path Traces dienen zur Identifizierung des Verbindungspfades, werden durch eine Folge von Jl -Bytes übertragen, und sind in der ITU-Recommendation G.707 definiert.
Synchronisierung der Pointer-Operationen
Methode 1
Jeder lokale Pufferspeicher ESI, ES2 berechnet seinen aktuellen Füllstandswert, z. B. durch Mittelung über eine STM-Zeile und überwacht das Überschreiten der Schwelle sowie das Unterschreiten der Schwellen 1/ und (siehe Fig. 4). Dabei ist die untere Schwelle /; gleich der Summe aus Mindestverzögerung dEs,mιn, Dauer der SOH. Lücke tsoH, Dauer der Positivstopfbytes -H3+ und maximaler Skew zwischen dem Pufferspeichereingangstakt tO und seinem Ausgangstakt tOs ts: = dEs,mm + 3 + 1 + ts. (Die Angabe erfolgt hier in Tripelbytes, wie sie per Pointer adressiert werden.) Stimmt der Rahmenstart an beiden Seiten des Pointer- Buffers überein, braucht die SOH-Lückendauer nicht berücksichtigt werden.
Eine Mindestverzögerung dEs.mm > 0 ist von Vorteil, um eine etwaige Verzögerung des POH gegenüber der Payload auszugleichen, die durch eine zum Austausch des POH zwischen den VC-4-Kanälen eines verketteten VC-4 erforderliche Inter-ASIC-Kommunikation bedingt sein kann.
Für die Schwelle /? gilt
h = h + h + ts
Die obere Stopfschwelle I3 wird dynamisch bestimmt. Bei jedem Einsynchronisieren wird sie auf
Pmax - Pmm ■■■■ Differenz aus maximalem und minimalem Pointerwert während des Einsynchronisierens
oder auf h ~ dES.max - 4 - ts
gesetzt, je nachdem welcher Wert kleiner ist. Die Differenz Pmax - Pmm wird von jedem Kanal KAI, KA2 selbständig mittels der zu Verfügung stehenden Pointerwerte aller Kanäle gebildet.
Der Pointergenerator PGl, PG2 jedes Kanals KAI, KA2 teilt einen von vier möglichen Zuständen allen anderen Kanälen mit. Diese Zustände sind:
• PST („positive stuffmg"): der eigene Kanal unterschreitet die Schwelle // (Füllstand f < If),
• LINC („limit increment"): der eigene Kanal unterschreitet die Schwelle ; nicht, unterschreitet aber Schwelle /2 (lj ≤ f < /2),
• LDEC („limit decrement"): der eigene Kanal unterschreitet weder die Schwelle , noch wird die Schwelle /? überschritten ( ≤ f < h), • NST („negative stuffing"): der eigene Kanal überschreitet die Schwelle /? (f > /-■).
Bei PST von mindestens einem Kanal wird nach Einhaltung des Mindeststopfabstands von drei Rahmen in allen Kanälen positiv gestopft. Bei NST von mindestens einem Kanal und LDEC von allen anderen wird nach Einhaltung des Mindeststopfabstands von drei Rahmen in allen Kanälen negativ gestopft. Bei NST von mindestens einem Kanal, mindestens einem LINC von einem anderen und LDEC von den restlichen Kanälen wird im nächsten Rahmen die Schwelle I inkrementiert. Bei LDEC von allen Kanälen wird im nächsten Rahmen die Schwelle /-• dekrementiert.
Die Auswertung der Schwellenbezüge und der signalisierten Zustände erfolgt in allen lokalen Pointergeneratoren PGl, PG2 simultan, beispielsweise mit dem Hl -Byte.
In Fig. 4 sind symbolisch sechs mögliche Situationen in dem Pufferspeicher ESI, ES2 dargestellt:
1) Im eingeschwungenen Zustand sind keine Stopfoperationen und keine Schwellenanpassung notwendig. Mindestens ein Kanal meldet LINC, die restlichen LDEC.
2) Die Pufferspeicherverzögerung für den - am Pufferspeichereingang gesehen - schnellsten VC-4 überschreitet die Schwelle /? (Meldung NST), langsamster VC-4 unterschreitet die Schwelle /2 (Meldung LINC): die Schwelle I3 wird im nächsten Rahmen von allen Kanälen inkrementiert.
3) Die Pufferspeicherverzögerung aller Kanäle liegt zwischen / und . Alle Kanäle melden LDEC und dekrementieren die Schwelle I3 im nächsten Rahmen.
4) Die Pufferspeicherverzögerung für den langsamsten VC-4 unterschreitet die Schwelle // (Meldung PST), die restlichen Kanäle melden LINC, LDEC oder NST. Die Verzögerung muss für alle Kanäle erhöht werden. Es erfolgt ein Positivstopfen aller Kanäle in einem der nächsten Rahmen, sobald der minimale Stopfabstand eingehalten ist.
5) Die Pufferspeicherverzögerung überschreitet zumindest für den schnellsten VC-4 die Schwelle I3 (Meldung NST) alle anderen Verzögerungen sind h (melden LDEC). Die Verzögerung muss für alle Kanäle verringert werden. Es erfolgt ein Negativstopfen aller Kanäle in einem der nächsten Rahmen, sobald der minimale Stopfabstand eingehalten ist.
6) Die Differenz zwischen den Laufzeiten der VC-4 des VC-4-Xv überschreitet den maximal ausgleichbaren Wert. Mindestens ein Kanal signalisiert LOA (= Loss of Alignment). Eine Neusynchronisation wird ausgelöst und AU-AIS in das abgehende Signal eingesetzt. Methode 2
Jeder lokale Pufferspeicher ESI, ES2 berechnet - z. B. durch Mittelung über eine STM-Zeile - seinen aktuellen Füllstandswert und überwacht das Überschreiten der Schwelle / sowie das Unterschreiten der Schwelle /;. Dabei ist - vgl. Methode 1 - die untere Schwelle /_■ gleich der Summe aus Pufferspeichermindestverzögerung dεs.mm, SOH-Lückendauer, Dauer der SOH- Stopfbytes und maximaler Skew ts zwischen dem Pufferspeichereingangstakt tO und seinem Ausgangstakt t0s:
Für die obere Schwelle /2 gilt
h = l, + h + ts
Der Pointergenerator PGl, PG2 jedes Kanals KAI, KA2 teilt einen von vier möglichen Zuständen allen anderen Kanälen mit. Diese Zustände sind
• PST: wird nach zwei Rahmen mit Normal-Pointern eingenommen, wenn der eigene Kanal die Schwelle // unterschreitet,
• NST: wird nach zwei Rahmen mit Normal-Pointern eingenommen, wenn alle Kanäle im vorangegangenen Rahmen HIGH signalisiert hatten und der eigene Kanal die Schwelle l2 überschreitet,
• HIGH: eigener Kanal überschreitet die Schwelle /?, aber die Bedingung für NST ist nicht erfüllt,
• NOP: in allen restlichen Fällen. Der lokale Pointer-Generator hat keinen Bedarf an Pointer-Operationen, und es sind keine Aktionen der anderen Pointer-Generatoren erforderlich (NOP = no Operation).
Bei PST von mindestens einem Kanal wird im nächsten Rahmen in allen Kanälen positiv gestopft. Bei NST von einem Kanal wird im nächsten Rahmen in allen Kanälen negativ gestopft.
Die Auswertung der Schwellenbezüge und der signalisierten Zustände erfolgt in allen lokalen
Pointergeneratoren simultan, beispielsweise mit dem Hl -Byte.
In Fig. 5 sind symbolisch vier mögliche Situationen im Pufferspeicher ESI, ES2 dargestellt: 1) Im eingeschwungenen Zustand sind keine Stopfoperationen notwendig. Mindestens ein Kanal meldet NOP, die restlichen HIGH.
2) Pufferspeicherverzögerung für den - am Pufferspeichereingang gesehen - langsamsten VC-4 unterschreitet die Schwelle //. Die Verzögerung muss für alle Kanäle erhöht werden. Es erfolgt ein Positivstopfen aller Kanäle, sobald der minimale Stopfabstand eingehalten ist. Mindestens ein Kanal meldet dann PST, die anderen NOP oder HIGH.
3) Pufferspeicherverzögerung überschreitet auch für den langsamsten VC-4 die Schwelle /2. Die Verzögerung muss für alle Kanäle verringert werden. Es erfolgt ein Negativstopfen aller Kanäle, sobald der minimale Stopfabstand eingehalten ist (siehe Fig. 6a, b). Alle Kanäle melden zunächst HIGH und in einem der nächsten Rahmen unter Einhaltung des Stopfabstands NST. Fig. 6a zeigt die zeitliche Folge der Übertragungs-Pulsrahmen mit generierten Pointer-Indications und Fig. 6b die zeitliche Folge der Stuff-Indications (SI), d. h. der Stopfindikatoren, eines Kanals.
4) Die Differenz zwischen den Laufzeiten der VC-4s des VC-4-Xv überschreitet den maximal ausgleichbaren Wert. Mindestens ein Kanal signalisiert „LOA". Eine Neu- Synchronisation wird ausgelöst und AU- AIS in das abgehende Signal eingesetzt.
Synchronität der Pointergeneratoren
Wegen der synchronisierten Stopfoperationen und Verteilung der Defekte stehen alle lokalen Pointer auf dem selben Wert P und auch die INC- und DEC-Operationen der lokalen Pointergeneratoren sind synchron (INC = increment, DEC = decrement). Springen am Eingang der Vorrichtung alle Pointer synchron, so springen auch in den lokalen Pointer-Generatoren PGl, PG2 die Pointer aller Kanäle synchron, und im abgehenden Signal wird von dem Pointer- Generator PGl (NDF = new data flag) im Pointer gesetzt. Springt durch einen Fehler im Übertragungsweg eines Teil- VC-4 ein einzelner Pointer, so folgen alle Kanäle diesem Sprung durch Neu-Setzen ihrer Pufferspeicher-Lesezeiger, wie beim Einsynchronisiervorgang, und der Pointer-Generator PGl setzt ebenfalls die NDF-Indikation. Dabei kann es aber bei ungünstigen Füllständen der Pufferspeicher - die Füllstände starten hier ja nicht wie bei der Einsynchronisierung mit ihrem Minimalwert - zu lokalen Pufferspeicherüber- und - unterlaufen kommen, was zu einer Neusynchronisation wie oben beschrieben führt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Umwandeln virtuell verketteter Datenströme in aufeinanderfolgende (continous) verkettete Datenströme, wobei die Daten in in Impulsrahmen eingefügten Containern übertragen werden, eine Folge von N Containern zu einem Multiframe zusammengefasst ist, jeder Container mit einem Multiframe-Indikator betreffend seine zeitliche Lage innerhalb des Multiframe versehen ist, und die virtuell verketteten Datenströme aus X Teilströmen/Kanälen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass je der gleichen Stelle in dem Multiframe zugeordnete Container durch Auswerten des Multiframe-Indikators identifiziert werden, die zeitliche Verschiebung dieser identifizierten einzelnen Container der Teildatenströme gegeneinander gemessen wird, bei Vorliegen einer Verschiebung ausschließlich voreilende Container je um Zeiten verzögert werden, welche eine zeitliche Ausrichtung sämtlicher Container sicherstellen, sowie in jedem Kanal Füllstände von Pufferspeichern mit Schwellenwerten verglichen werden und in Abhängigkeit davon kanalindividuelle Stopfindikatoren erzeugt werden und Stopfoperationen unter Berücksichtigung der Stopfindikatoren aller Kanäle erfolgen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verschiebung der einzelnen Container unter Benutzung der Pointerwerte der Container gemessen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Container zwischengespeichert werden, wobei das Einschreiben für jeden Teildatenstrom individuell und das Auslesen für alle Teildatenströme synchronisiert erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisieren der Teildatenströme durch den Austausch von Zeitreferenzwerten und/oder Stopfindikatoren sowie Defektindikatoren erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zur zeitlichen Ausrichtung der Container erforderliche Kommunikation von den Containern zeitlich entkoppelt erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Füllstände durch Mittelwertbildung über ein ganzzahliges Vielfaches einer Pulsrahmenzeile geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Füllstände zu einem definierten Zeitpunkt relativ zum abgehenden und/oder empfangenen Pulsrahmen durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Pufferspeicher-Lesezeiger in jedem Kanal individuell um die Differenz zwischen dem eigenen Pointerwert und dem von einem Nachbarkanal erwähnten Pointerwert zurückgesetzt werden, um die eigene Kanalverzögerung um diesen Wert zu erhöhen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus den einlangenden Containern auch Sequenzindikatoren und/oder Path Traces gelesen und ausgewertet und dementsprechend ein vorgelagertes Koppelfeld gesteuert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gelesenen Multiframe-Indikatoren und/oder Sequenzindikatoren gegen Bitfehler gefiltert werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Overheads in den abgehenden Datenströmen die zeitlich ausgerichteten Datenströme herangezogen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestverzögerung der Container angehoben wird, um die Zeitdifferenz bei der Übertragung jener Daten zwischen den Kanälen auszugleichen, welche für die Erzeugung der Overheads benötigt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten eines festgelegten Mindestfüllstandes durch den Pufferspeicher mindestens eines Kanals die Verzögerung aller Teildatenströme durch eine Positiv- Stopfoperation erhöht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines festgelegten Maximalfüllstandes in jedem der Kanäle die Verzögerung aller Teildatenströme durch eine Negativ-Stopfoperation reduziert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstände von Pufferspeichern mit dynamisch anpassbaren Schwellwerten verglichen werden, wobei bei Überschreiten einer dynamisch anpassbaren Schwelle:
bei Unterschreiten eines weiteren, vorgebbaren, festen Schwellwertes durch einen beliebigen anderen Kanal der dynamisch anpassbare Schwellwert inkrementiert wird,
bei Überscheiten des festen Schwellwertes durch die Füllstände sämtlicher Kanäle die Verzögerung sämtlicher Teildatenströme durch eine Negativ-Stopfoperation reduziert wird, und
bei Unterschreiten des dynamisch anpassbaren Schwellwertes und gleichzeitigem Überschreiten des festen Schwellwertes durch die Pufferspeicherfüllstände sämtlicher Kanäle die dynamisch anpassbare Schwelle dekrementiert wird.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kanal (KAI, KA2, ....) ein Pointer-Interpreter (PIl, PI2), darauf folgend ein elastischer Speicher (ESI, ES2) und ein Pointer-Generator (PGl, PG2) zugeordnet ist, die Pointer-Generatoren untereinander synchronisiert sind, und jeder Pointer-Generator zur Steuerung des Auslesens des seinem Kanal zugehörigen elastischen Speichers eingerichtet ist, in einem als Master-Kanal (KAI) ausgewählten Kanal ein Overhead-Einsetzer (Oll) vorgesehen ist, welchem die Ausgangsdaten von den elastischen Speichern (ES 1 , ES2) nachgeordneten Overhead-Extraktoren (OE1, OE2) zugeführt sind, und die elastischen Speicher (ESI, ES2) zur Verzögerung bzw. zeitlichen Ausrichtung sämtlicher Container eingerichtet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den Slave-Kanälen (KA2, KA3) auf die Pointer-Generatoren (PG2, PG3) je ein Füllbyte-Einsetzer (FSI) folgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur zeitlichen Ausrichtung der Teildatenströme in den Pointer-Interpretern (PIl, PI2) Multiframezähler (MFZ) vorgesehen sind, die von den Multiframe-Indikatoren der Eingangsdatenströme bitfehlertolerant synchronisiert sind.
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