ES2200006T3 - Procedimiento para la reduccion de las oscilaciones del tiempo de propagacion de celulas de transmision en modo asincrono (atm). - Google Patents
Procedimiento para la reduccion de las oscilaciones del tiempo de propagacion de celulas de transmision en modo asincrono (atm).Info
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Abstract
EN REDES ATM, LA INFORMACION TRASMITIDA EN CELDAS ATM SE VE SOMETIDA A FLUCTUACIONES DE FASE. ES NECESARIO EVITAR ESTO, EN PARTICULAR CUANDO SE TRANSMITEN SEÑALES DE IMAGENES Y DE VOZ. EL PROCESO PRESENTADO RESUELVE EL PROBLEMA ESCRIBIENDO LAS CELDAS ATM EN UNA MEMORIA INTERMEDIA A LA VELOCIDAD DE TRANSMISION Y LEYENDOLAS AL VALOR MEDIO DE LAS FLUCTUACIONES DE FASE.
Description
Procedimiento para la reducción de las
oscilaciones del tiempo de propagación de células de transmisión en
modo asíncrono (ATM).
La invención se refiere a un procedimiento según
el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.
En redes de comunicación en el modo de
transmisión asíncrono (ATM), las informaciones son transmitidas en
forma de paquetes o células según un modo de transmisión asíncrono
(Asynchronous Transfer Mode, ATM). En este caso, en tales redes ATM
se producen oscilaciones del tiempo de propagación (Jitter),
condicionadas por el sistema, de las células ATM durante el proceso
de transmisión. Las oscilaciones del tiempo de propagación son
producidas, en general, debido a una memorización intermedia de las
células ATM, que se lleva a cabo en un nodo de la red, y dependen de
una serie de parámetros. Así, por ejemplo, el número de los nodos
de la red, la carga (es decir, el número de bits/s que deben
transmitirse) así como el tipo de tráfico (es decir, si se
transmite una velocidad binaria variable) tienen una influencia
directa sobre la magnitud de la oscilación del tiempo de
propagación. Por lo tanto, la oscilación del tiempo de propagación
de una célula ATM varía entre 0 (valor óptimo, es decir, ninguna
oscilación) y un valor máximo. La aparición de oscilaciones del
tiempo de propagación es un inconveniente especialmente cuando,
como informaciones, se transmiten señales de imágenes o señales de
voz.
Para evitar oscilaciones demasiado altas del
tiempo de propagación se han especificado en el pasado valores
límite. Así, por ejemplo, de acuerdo con una especificación del
Bundespost Alemán, la inestabilidad máxima del tiempo de
propagación no puede exceder, por cada nodo de la red, un valor de
250 \mus, por lo que la inestabilidad máxima del tiempo de
propagación se puede extender hasta 1,5 ms. Si se toma como base
una velocidad binaria de transmisión de 4 Mbit/s (que corresponde a
una velocidad de 10000 células/s), esto significa que en el caso
extremo, en lugar de 15 células ATM no se recibe ninguna en el
instalación de recepción.
Se conoce por la publicación de patente alemana
DE 41 32 518 C2 una disposición de circuito para la transmisión de
señales de telecomunicaciones digitales a través de un sistema de
comunicación de banda ancha que funciona según el modo de
transferencia asíncrona. Allí se publica cómo se pueden reducir las
repercusiones de las inestabilidades del tiempo de propagación en
una instalación de recepción. Esto se lleva a cabo por medio de una
sincronización automática de instalaciones de memoria intermedia, lo
que se revela como costoso en la práctica.
La invención tiene el cometido de indicar un
procedimiento, por medio del cual se pueden reducir adicionalmente
las repercusiones de las oscilaciones del tiempo de propagación con
medios relativamente sencillos.
La invención se soluciona, partiendo del
preámbulo de la reivindicación 1 de la patente, a través de las
características indicadas en la parte de caracterización.
En la invención es ventajoso que se determina la
distancia entre dos células ATM consecutivas antes de la
memorización en el dispositivo de memoria de la instalación de
recepción. Las distancias determinadas de esta manera se suman
entonces sobre una pluralidad definida fijamente de células ATM y
sobre la base de estos cálculos se lleva a cabo una formación del
valor medio. El valor medio calculado de esta manera es utilizado
entonces para leer de nuevo desde el dispositivo de memoria las
células ATM memorizadas en el dispositivo de memoria y para
transmitirlas. Con ello va unida la ventaja de que se reduce la
inestabilidad del tiempo de propagación.
En las reivindicaciones dependientes se indican
las configuraciones ventajosas.
Según la reivindicación 2, está previsto que la
formación del valor medio sobre las distancias de dos células ATM
sucesivas, respectivamente, sea realizada de nuevo después de cada
entrada de una célula ATM.
Según la reivindicación 3, está previsto que la
formación del valor medio se realice restando el último valor medio
calculado sobre la suma de las distancias del número definido de
células ATM de la última suma calculada de las distancias del número
definido de células ATM y añadiendo la nueva distancia calculada de
la última célula ATM introducida. Con ello va unida la ventaja de
que no deben memorizarse temporalmente los estados respectivos del
contador.
Según la reivindicación 4, está previsto que al
resultado de la formación del valor medio se añada y/o se reste una
variable de corrección cada vez que el nivel de llenado del
dispositivo de memoria se desvíe de un valor definido, y que con el
valor determinado de esta manera se lean las células ATM
memorizadas en la menos un dispositivo de memoria. Con ello va
unida la ventaja de que se pueden compensar de nuevo al menos en
parte los errores de redondeo que se producen de una manera
inevitable durante el cálculo del valor medio. La variable de
corrección se pueden utilizar especialmente siempre que se producen
desviaciones del estado de llenado óptimo del dispositivo de
memoria.
Según la reivindicación 5, está previsto que se
establezca el estado inicial, llenando al menos un dispositivo de
memoria en primer lugar sólo hasta la mitad con células ATM, se
sumen las distancias y se acumule el valor determinado de esta
manera sobre el número de células ATM, sobre las que se realiza la
formación del valor medio. Con ello va unida la ventaja de que el
cálculo del valor medio se realiza ya siempre que se alcanzan
relaciones estables.
Según la reivindicación 6, está previsto que la
distancia entre dos células ATM consecutivas sea determinada a
través del recuento de los impulsos de reloj de una secuencia de
impulsos de reloj generada por un registro de recuento previsto en
la entrada de al menos un dispositivo de memoria, siendo la
frecuencia de pulsos de reloj de la última mucho más alta que la
velocidad de transmisión, con la que se transmiten las células ATM
desde la instalación de emisión hacia la instalación de recepción.
Con ello va unida la ventaja de que se pueden mantener reducidos
los errores durante la determinación de la distancia.
Según la reivindicación 7, está previsto que el
número (N) definido fijamente de células ATM, sobre el que se
calcula la formación del valor medio, sea una potencia de 2. Con
ello va unida la ventaja de que los cálculos se pueden realizar con
gasto reducido en cuanto al hardware.
Según la reivindicación 8, está previsto que la
lectura de las células ATM desde al menos un dispositivo de memoria
sea realizada a través de la carga de un registro de recuento
dispuesto en el lado de salida del mismo, con el valor medio
impulsado con la variable de corrección. Con ello va unida la
ventaja de que las células ATM son leídas con el valor medio de las
oscilaciones producidas del tiempo de propagación.
Según la reivindicación 9, está previsto que para
el dimensionado de al menos un dispositivo de memoria se
aplique:
FIFO = 2
\cdot\frac{velocidad \ binaria \ máx. \ - \ oscilación \
máxima}{Bits \ / \
célula}
donde la variable FIFO tiene la dimensión de las
"células". Con ello va unida la ventaja de que el dispositivo
de memoria se puede adaptar de una manera óptima a la extensión de
la
memoria.
A continuación se explica en detalle la invención
con la ayuda de un ejemplo de realización con referencia a una
figura.
En la figura se muestra un dispositivo de memoria
FIFO. En este caso se trata de una manera más conveniente de un
dispositivo de memoria, que inscribe y lee de nuevo células ATM
entrantes según el principio FIFO (primero en entrar / primero en
salir). Según la figura, por la izquierda del dispositivo de memoria
FIFO entran las células ATM emitidas por una instalación de emisión
y son inscritas en el mismo.
Según la invención, antes de la inscripción de
las células ATM en el dispositivo de memoria FIFO se determina la
distancia con respecto a la célula ATM precedente. Esto se lleva a
cabo con la ayuda de un dispositivo de recuento no representado en
la figura, que está instalado en la entrada del dispositivo de
memoria FIFO. En este caso hay que observar que la frecuencia de
pulsos de reloj, con la que el dispositivo de recuento determina la
distancia, es mucho mayor que la velocidad de transmisión de las
células ATM. El objetivo del modo de proceder según la invención
consiste en determinar una velocidad media de recepción de los
datos A. Se consigue una realización especialmente sencilla cuando
el número de las células ATM, sobre el que se realiza la formación
del valor medio, es una potencia de 2. En este caso, se puede
realizar entonces la formación del valor medio a través de una
operación sencilla de desplazamiento. Por ejemplo, se puede dividir
un valor por 256, siendo desplazado este valor Id 256 = 8 bits hacia
la derecha, donde Id 256 representa el logaritmo digital de
256.
La velocidad de recepción de los datos se
determina porque a la entrada de una célula ATM se memoriza
temporalmente el estado de recuento del dispositivo contador y se
borra de nuevo el contador. Este estado de recuento entra entonces
en el siguiente valor medio determinado, siendo restado, por una
parte, el valor medio actual de la suma de las distancias de las
últimas N células ATM y siendo añadido a esta magnitud el estado de
recuento de la nueva célula ATM introducida. Estos procesos se
representan a través de la fórmula:
Suma _{nueva} = Suma _{antigua} -- (valor
medio de la suma _{antigua}) + estado del contador
_{nuevo}
Después de que ha sido leída una célula ATM desde
el dispositivo de memoria FIFO, se carga en el lado de salida otro
dispositivo de recuento, no representado tampoco en la figura, con
el valor medio determinado actualmente, que es impulsado de nuevo
con una variable de corrección K que se explica más adelante. Este
dispositivo de recuento reduce ahora el valor cargado con el mismo
pulso de reloj que el dispositivo de recuento del lado de entrada.
Si el valor del dispositivo de recuento llega a cero, entonces se
lee la célula ATM desde el dispositivo de memoria FIFO.
No obstante, a través de la operación de
desplazamiento durante el cálculo del valor medio, se produce un
error de redondeo. En la práctica, de esta manera durante el
cálculo del valor medio se lleva a cabo un redondeo de este valor.
Si se tomase este valor medio solo como base para los procesos de
lectura, esto significaría una lectura rápida de las células ATM
desde el dispositivo de memoria FIFO. Por este motivo, se prevé la
variable de corrección K, por medio de la cual se corrige de nuevo
el error de redondeo producido. La fórmula indicada anteriormente
es impulsada con esta variable de corrección K. Esto significa en
la práctica que los procesos de lectura solamente presentan una
dependencia del grado de llenado del dispositivo de memoria. Por
ejemplo, el valor medio calculado es redondeado hacia arriba
siempre que el dispositivo de memoria FIFO está lleno hasta menos
que la mitad. A la inversa, se redondea hacia abajo siempre que el
dispositivo de memoria FIFO está más lleno que la mitad. No
obstante, a este respecto hay que indicar que el nivel de llenado
óptimo depende de la distribución estadística de los valores de las
oscilaciones del tiempo de propagación; esto significa que el nivel
de llenado óptimo no debe alcanzarse necesariamente a la mitad del
grado de llenado.
El modo de proceder que se acaba de describir es
especialmente conveniente cuando se ha alcanzado ya un estado
estable y se ha superado un estado inicial definido como siempre. A
este respecto, este estado inicial debe ser establecido al comienzo
de una transmisión de células ATM. Por este motivo, al comienzo de
la transmisión de los datos debe llenarse el dispositivo de memoria
FIFO hasta la mitad con células ATM. El dispositivo de recuento en
el lado de entrada suma ahora los estados de recuento a la llegada
de las células ATM. El valor de suma determinado de esta manera se
acumula ahora sobre la suma de N células ATM. De una manera más
conveniente, el nivel de llenado debe ser igualmente una potencia
de 2. Con ello se consigue de una manera sencilla que a través de
una operación de desplazamiento de la suma hacia la izquierda se
pueda realizar fácilmente esté cálculo de acumulación. En esta fase
inicial hay que indicar que aquí el valor medio está todavía
relativamente muy alejado del valor medio real. A este respecto, en
este instante puede aparecer una dependencia mayor del valor medio
respecto del grado de llenado del dispositivo de memoria FIFO. Sin
embargo, si el estado inicial ha sido estabilizado a través del
modo de proceder descrito anteriormente, entonces se aplica el
procedimiento según la invención de acuerdo con el principio
descrito anteriormente.
A continuación se explica todavía el dimensionado
del dispositivo de memoria FIFO.
Como ya se ha mencionado, la distribución de una
oscilación del tiempo de propagación es una función del número de
células de las células ATM, puesto que las células ATM no se pueden
solapar mutuamente. En particular, la oscilación de la distancia de
una célula con respecto a la célula ATM siguiente se puede acelerar
desde 0 hasta un valor máximo; sin embargo, a la inversa, una
oscilación no se puede reducir en más de un ciclo de células,
puesto que de lo contrario las células se solaparían. Por este
motivo, el dispositivo de memoria FIFO debe estar dimensionado de
tal forma que puedan faltas tantas células ATM como sucede cuando
la inestabilidad salta de repente desde cero hasta el valor máximo.
De esta manera, para el dimensionado del dispositivo de memoria FIFO
se puede indicar la formula siguiente:
FIFO = 2
\cdot\frac{velocidad \ binaria \ máx. \ - \ oscilación \
máxima}{Bits \ / \
célula}
En este modo de proceder, las pérdidas de células
y las células deficientes solamente se pueden reconocer, en
principio, en tiempos de ciclos de las células que están claramente
por encima de la oscilación máxima del tiempo de propagación. Éste
sería el caso, por ejemplo, con un tiempo de ciclo de células de 64
kBit/s = 170 células / s = 6 ms de ciclo de células, con una
oscilación del tiempo de propagación mucho mayor que 1,5 ms.
Después del proceso de estabilización, se puede indicar una ventana
de tiempo, en la que debería recibirse una célula ATM. Si no entra
ninguna célula ATM dentro de esta ventana de tiempo, entonces se
produce por definición la pérdida de la célula ATM. Si entra una
célula ATM fuera de esta ventana de tiempo, entonces ésta no puede
pertenecer a la comunicación respectiva.
Claims (9)
1. Procedimiento para la reducción de
oscilaciones del tiempo de propagación de células ATM, con una
instalación de emisión, que emite células ATM con una distancia
definida entre las células, y con una instalación de recepción que
recibe las células ATM, que presenta al menos un dispositivo de
memoria (FIFO), en el que se memorizan temporalmente las células ATM
transmitidas, caracterizado porque después de alcanzar un
estado inicial definido, antes de la memorización intermedia de las
células ATM en al menos un dispositivo de memoria (FIFO), se lleva
a cabo una formación del valor medio sobre las distancias de dos
células ATM consecutivas, respectivamente, sobre un número (N)
definido fijamente de células ATM, y porque el resultado de la
formación del valor medio se toma como base para la lectura de las
células ATM a partir de al menos un dispositivo de memoria
(FIFO).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la formación del valor medio sobre las
distancias de dos células ATM sucesivas, respectivamente, es
realizada de nuevo después de cada entrada de una célula ATM.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la formación del valor medio
(SUMA_{nueva}) se realiza restando el último valor medio calculado
(MSUMA_{antigua}) sobre la suma de las distancias del número
definido de células ATM (N) de la última suma (SUMA_{antigua})
calculada de las distancias del número definido (N) de células ATM
y añadiendo la nueva distancia calculada de la última célula ATM
introducida.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque al resultado de la formación del
valor medio se añade y/o se resta una variable de corrección (K)
cada vez que el nivel de llenado del dispositivo de memoria (FIFO)
se desvía de un valor definido, y porque con el valor determinado
de esta manera se leen las células ATM memorizadas en la menos un
dispositivo de memoria (FIFO).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se establece el
estado inicial, llenando al menos un dispositivo de memoria (FIFO)
en primer lugar sólo hasta la mitad con células ATM, se suman las
distancias y se acumula el valor determinado de esta manera sobre
el número (N) de células ATM, sobre las que se realiza la formación
del valor medio.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque que la
distancia entre dos células ATM consecutivas es determinada a través
del recuento de los impulsos de reloj de una secuencia de impulsos
de reloj generada por un registro de recuento previsto en la
entrada de al menos un dispositivo de memoria (FIFO), siendo la
frecuencia de pulsos de reloj de la última mucho más alta que la
velocidad de transmisión, con la que se transmiten las células ATM
desde la instalación de emisión hacia la instalación de
recepción.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el número
(N) definido fijamente de células ATM, sobre el que se calcula la
formación del valor medio, es una potencia de 2.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lectura
de las células ATM desde al menos un dispositivo de memoria es
realizada a través de la carga de un registro de recuento dispuesto
en el lado de salida del mismo, con el valor medio (SUMA_{nueva})
impulsado con la variable de corrección.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para el
dimensionado de al menos un dispositivo de memoria (FIFO) se
aplica:
FIFO = 2
\cdot\frac{velocidad \ binaria \ máx. \ - \ oscilación \
máxima}{Bits \ / \
célula}
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