FI100928B - Tiedonsiirtomenetelmä - Google Patents

Description

1 100928

Tiedonsiirtomenetelmä Keksinnön ala

Keksintö liittyy yleisesti tietoliikenneyhteyden toteuttamiseen, ja eri-5 tyisesti optisen siirtoyhteyden toteuttamiseen TCM-tekniikan (Time Compression Multiplexing) avulla.

Keksinnön tausta

Optinen kuitu on itsestään selvä valinta runkoverkon siirtomediaksi, 10 koska runkoyhteyksillä on yleensä tarvetta suureen siirtokapasiteettiin, käytetyt siirtoetäisyydet ovat pitkiä, ja kaapeleille löytyy usein valmiita reittejä. Tilaajayhteyksilläkin (paikalliskeskuksen ja tilaajan välinen linja) tilanne on nopeasti muuttumassa, koska erilaiset multimedialla toteutetut palvelut, jotka vaativat suurta siirtonopeutta, tulevat olemaan arkipäivää myös yksityisen kuluttajan 15 kannalta. Tilaajaverkon muuttaminen optiseksi onkin teknistaloudellinen kysymys, jossa vastakkain ovat toisaalta kustannukset ja toisaalta niillä saavutettavat hyödyt. Puhtaasti tekniseltä kannalta katsottuna on kuitenkin selvää, että metalliparikaapelin suorituskyky tulee loppumaan huomattavasti ennen optisen kuidun suorituskykyä. Tämä on selvää siitä huolimatta, että nykyisin on ryh-20 dytty tehokkaasti selvittämään tavanomaisen tilaajajohdon (metalliparikaa- • '·· pelin) hyödyntämistä nopeaan datasiirtoon. Tällaisia ratkaisuja ovat lähinnä .* _: [: uudet HDSL-, ADSL- ja VDSL-teknologiat, jotka tarjoavat uusia mahdollisuuk- siä datan ja videon siirtämiseksi puhelinverkon parikaapelia pitkin tilaajien :' , f päätelaitteille.

. .·. 25 Kansainvälinen standardointijärjestö ETSI (European Telecommuni- .···. cations Standards Institute) on määritellyt TCM-tekniikan yhdeksi optisen ac- • « < cess-verkon kapeakaistaisten interaktiivisten palvelujen transmissiotekniikaksi (access-verkolla tarkoitetaan sitä osaa tietoliikenneverkosta, joka mahdollistaa * · tilaajien pääsyn verkon tarjoamiin palveluihin). Nykyiset TCM-järjestelmät toi-:·: : 30 mivat siten, että ne lähettävät vuorotellen purskeen kuituun tai johdolle. Tätä ·:··· periaatetta on havainnollistettu kuvioissa 1 ja 2, jotka kuvaavat yhteyttä kah- .;..: della eri ajanhetkellä. Lähetinvastaanottimet A ja B lähettävät ja vastaanottavat vuorotellen; toisen lähettäessä toinen vastaanottaa ja päinvastoin. Tästä joh-: ·’ tuen menettelyä kutsutaan myös termillä “ping-pong". Kuidulla tai johdolla 11 : : 35 etenee siis vain yksi purske 12 kerrallaan.

2 100928

Kuviossa 3 on havainnollistettu tällaisen järjestelmän yhtä toiminta-jaksoa, jota on merkitty viitemerkillä Ta. Toimintajakson pituus on 2(Tpxl_max)+Tg1+Tg2+2T1, missä Tp on etenemisnopeus kuidussa (^,δδμε^ιη), Lmax on yhteyden maksimipituus, Tg1 ja Tg2 ovat purskeiden 5 välisiä suoja-aikoja, ja T1 on purskeen pituus (N bittiä). Kuten kuviosta ilmenee, lähetinvastaanottimella on lähetys- ja vastaanottojaksojensa välillä tietty pakollinen odotusaika, joka on sitä pidempi, mitä pidempi on kulkuaika yhteyden yli.

Edellä esitetyn periaatteen merkittävä etu on se, että lähetinvas-10 taanotinosa voidaan toteuttaa yhdellä lähetinvastaanotinkomponentilla, esim. optisen siirtoyhteyden tapauksessa optisella komponentilla, joka toimii vuorotellen lähetys- ja vastaanottotiloissa. Tällaisella “yhden chipin” -ratkaisulla saavutetaan merkittäviä säästöjä esim. optisten tilaajayhteyksien toteutuksessa.

Edellä esitetyn periaatteen epäkohtana on lähinnä se, että pusku-15 rointiaika ja viive kasvavat yhteyspituuden kasvaessa. Jos yhteyspituus on esim. 20 km, on pelkkä kulkuaika yhteyden yli n. 0,1 ms, jolloin vaaditaan tyypillisesti n. 0,2 ms:n liikennemäärää vastaava puskurointikyky. Siirtonopeuksien kasvaessa tulevat puskurit entistä pidemmiksi, jolloin ne myös tulevat entistä monimutkaisemmiksi toteutukseltaan.

20 Puskuroinnista ja tällaisen ping-pong-tyyppisen protokollan vaati- : ‘ masta odotusajasta syntyvä viive synnyttää, kumuloituessaan muihin verkossa syntyviin viiveisiin, ei-toivottuja efektejä, mm. puheensiirrossa kaikuefektejä. : ·.. Tietyt sovellukset ovat lisäksi sellaisia, että ne eivät siedä juuri minkäänlaista viivettä. Tällaisia ovat esim. kaukokäyttösovellukset, joissa säädetään esim. . .·. 25 erilaisia prosesseja tietoliikenneverkon kautta. Yleisesti ottaen voidaan vielä todeta, että ainakin reaaliaikaisten palvelujen yhteydessä viive halutaan aina • · · minimoida, koska liiallinen viive tekee tällaisten palvelujen toteuttamisen mah- .. dottomaksi.

• · • *· • « · • · · *·) * 30 Keksinnön yhteenveto *:**: Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannus edellä esitettyihin epäkohtiin aikaansaamalla ratkaisu, jonka avulla pystytään hyvin yksinkertaisella tavalla toteuttamaan siirtomenettely, joka takaa mini- • · · : ·| maalisen viiveen ja joka kuitenkin sallii lähetinvastaanotinosan toteuttamisen * * 35 yhdellä lähetinvastaanotinkomponentilla.

3 100928 Tämä päämäärä saavutetaan menetelmillä, jotka on määritelty itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön ajatuksena on ensinnäkin muodostaa purskejonolle sellaiset parametrit aikatasossa, että johdolla tai kuidulla voi kulkea (oleellisesti 5 samalla taajuudella eli samalla kanavalla) purske tehokkaasti molempiin suuntiin yhtaikaa, ja että kumpikin lähetinvastaanotin pystyy kuitenkin noudattamaan edellä esitettyä lähetys/vastaanottovuorottelua. Keksinnön ajatuksena on myös säätää näitä parametreja yhteyden aikana siten, että esim. kulkuajan muutosten aiheuttamat muutokset synkronisuusvaatimuksissa tulevat huomi-10 oiduiksi. Edellä mainittu tehokkuus tarkoittaa sitä, että siirtomediaan (esim. kuidulle) lähetetään yhteyspituutta lyhyempiä purskeita ylläpitäen samalla jatkuva synkronisuus niin, että vastapään lähettämä purske saapuu periaatteessa heti, kun lähetinvastaanotin on lähettämänsä purskeen jälkeen siirtynyt lähetystilasta vastaanottotilaan.

15 Keksinnön mukainen protokolla pystyy siis hyvin tehokkaasti eli minoimaan sen viiveen, joka on tyypillistä ping-pong-tyyppiselle protokollalle yhteyden vuoroittaisesta luonteesta johtuen. Lähetinvastaanotin ei joudu odottelemaan vastapään pursketta lähetettyään oman purskeensa, sillä keksinnön mukainen ratkaisu takaa periaatteessa niin pienen odotusajan kuin 20 komponenttiteknologia sallii. Toisin sanoen, tällaiset odotusajat saadaan vas-: '· taamaan lyhintä aikaväliä, jonka kuluessa on mahdollista siirtyä lähetystilasta : : ’: vastaanottotilaan tai päinvastoin.

Kuvioluettelo . .·. 25 Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja kuvataan .·*··, tarkemmin viitaten kuvioiden 4-9 mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuk- • · c sissa, joissa • ·

• I

kuviot 1 ja 2 havainnollistavat tavanomaista TCM-siirtoyhteyttä, *·** : 30 kuvio 3 havainnollistaa tavanomaisen TCM-siirtoyhteyden toimintajaksoa, ·:··· kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön mukaista siirtoyhteyttä yleisellä ta- • · .: solia, kuviot 5a ja 5b havainnollistavat lähetinvastaanottimien toimintaa keksinnön • · · : ·] mukaisella siirtoyhteydellä, * : 35 kuvio 6 on aikakaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen synkronisen protokollan periaatetta, 4 100928 kuviot 7a ja 7b havainnollistavat erästä esimerkkiä lähetinvastaanottimien purskejaksosta, kuviot 7c ja 7d esittävät kuvioita 7a ja 7b vastaavia purskejonoja, kuviot 8a...8n havainnollistavat purskeiden sijaintia eri ajanhetkinä, kun yhteys 5 toimii keksinnön mukaisella tavalla, ja kuvio 9 esittää toiminnallista lohkokaaviota lähetinvastaanotiniaitteistosta.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuviossa 4 on havainnollistettu esillä olevan keksinnön mukaista 10 siirtoyhteyttä yleisellä tasolla. Siirtoyhteys muodostuu johdolla tai kuidulla 11 yhdestä kanavasta, jota pitkin lähetetään molempiin suuntiin. Lähetinvas-taanotin A lähettää lähetinvastaanottimelle B purskejonoa 12a ja lähetinvas-taanotin B lähettää lähetinvastaanottimelle A purskejonoa 12b siten, että kanavassa on jokaisella ajanhetkellä tyypillisesti yksi tai useampi purske kulke-15 massa kohti vastapäistä lähetinvastaanotinta. Lähetinvastaanottimen A lähettämän yksittäisen purskeen pituutta on kuviossa merkitty viitemerkillä T1 ja lähetinvastaanottimen B lähettämän yksittäisen purskeen pituutta viitemerkillä T2. Purskeen kulkuaikaa yhteyden yli on merkitty viitemerkillä τ.

Jotta järjestelmässä voitaisiin hyödyntää edellä mainittua “yhden chi-20 pin” -ratkaisua, on lähetinvastaanottimen A yhden purskejakson oltava kuvion : ’·· 5a mukainen ja vastaavasti lähetinvastaanottimen B purskejakson kuvion 5b mukainen. Kummankin lähetinvastaanottimen toiminta voidaan esittää aikatasossa siten, että aika-akseli koostuu keskenään peräkkäisistä purskejak-soista, joista kukin muodostuu määrätyistä ajanjaksoista. Lähetinvastaanotti-. 25 mien purskejakson pituus T voidaan esittää yhtälön (1) avulla seuraavasti: (1) Τ = Σίΐ + Στΐ i=l ;=l missä T1 on lähettimen A lähettämän purskeen pituus, T2 on lähettimen B lä-: * hettämän purskeen pituus, t1 on kytkentäaika lähetystilasta vastaanottotilaan « r β V ·* ja t2 on kytkentäaika vastaanottotilasta lähetystilaan (tyypillisesti t1>t2). Lähe- 30 tystilaa, jonka pituus vastaa lähetetyn purskeen pituutta, on merkitty viitemerkillä Tr ja vastaanottotilaa viitemerkillä Rc. Yhtälön (1) muuttujia kutsutaan jät-

• I

kossa purskeparametreiksi.

: Esimerkissä on oletettu, että siirtoyhteys on asymmetrinen, toisin sanoen purskepituudet T1 ja T2 ovat eri suuria eri siirtosuunnissa. Esimerkki 35 on näin ollen mahdollisimman yleinen ja kattaa kaikki erilaiset vaihtoehdot.

5 100928

Kuviossa 6 on havainnollistettu keksinnön mukaista periaatetta esittämällä lähetinvastaanottimien A ja B lähettämiä purskeita tietyllä ajanhetkellä. Purskeiden kulkusuunnat on merkitty kuvioon nuolilla ja jos tarkastellaan tilannetta seuraavalla ajanhetkellä, on purske T1 (purskeesta käytetään samaa 5 viitemerkkiä kuin sen pituudesta) siirtynyt hiukan oikealle ja purske T2 hiukan vasemmalle. Kuvio kuvaa siis tavallaan myös sitä, minkä osan siirtoyhteydestä purske täyttää tietyllä ajanhetkellä. Kuviossa tarkastellaan etäisyyksiä aikatasossa, joten A:n ja B:n välinen etäisyys vastaa purskeen kulkuaikaa yhteyden yli.

10 Ensimmäisessä tapauksessa lähetinvastaanotin A on kohdassa A1 ja lähetinvastaanotin B kohdassa B1. Keksinnön mukaisesti purskeiden lähetys tapahtuu “symmetrisesti” siten, että purskeiden keskikohdat törmäävät linkin keskikohdalla. Katkoviivoilla L1 ja L2 on merkitty purskeiden keskiarvon pituutta (T1+T2)/2. Näin ollen ovat kuvioon viitemerkeillä X1 ja X2 merkityt 15 etäisyydet yhtäsuuria. Tästä seuraa puolestaan se, että katkoviivan L1 etäisyyden A1 :stä on oltava suuruudeltaan t1/2. Tämä johtuu siitä, että purskeen T1 takareuna ja purskeen T2 etureuna kohtaavat katkoviivan L1 kohdalla (koska etäisyydet X1 ja X2 ovat yhtäsuuria), jolloin se aika, joka on kulunut siitä, kun lähetinvastaanotin A lopetti lähettämisen on yhtäsuuri kuin se aika, 20 joka vielä kuluu siihen, että lähetinvastaanotin A aloittaa vastaanottamisen. Tämä aika on suuruudeltaan t1/2, koska parametri t1 edustaa kytkentäaikaa ; :': lähetystilasta vastaanottotilaan (vrt. kuviot 5a ja 5b). Vastaavasti on katkovii- : van L2 ja B1 :n välinen etäisyys suuruudeltaan t1/2.

Edellä esitetyn perusteella saadaan A1:n ja B1:n väliseksi yhteyspi- . 25 tuudeksi τ = t1+(T1+T2)/2, joka on lyhin yhteyspituus, jolla keksinnön mukai- • · · .·!·, nen protokolla toimii. Koska lähetyspurskeita tulee jakson T välein, toimii kek- * sinnön mukainen menetelmä myös etäisyyksillä, joille pätee τ = t1+(T1+T2)/2 + n x T, missä n = 0,1, 2,...

• l : ' Toisessa tapauksessa lähetinvastaanotin A on edelleen kohdassa : 30 A1, mutta lähetinvastaanotin B on siirretty kohtaan B2, joka on lähellä purske- ·:··· jaksoa T vastaavaa etäisyyttä. Kohdasta A1 etäisyyden T päässä olevaa koh taa on merkitty katkoviivalla L3. Tässä kohdassa on tilanne sama kuin kohdassa A1 eli esim. kuviossa oikealle etenevän purskeen takareuna on vastaa-: ·’ vassa asemassa kuin kohdassa A1 (eli etäisyydet X3 ja X4 ovat yhtä suuria).

: 35 Katkoviivalla L4 on merkitty sitä pistettä, jossa kuviossa oikealle etenevän purskeen takareuna kohtaa kuviossa vasemmalle etenevän purskeen etureu- 6 100928 nan. Kuten edellä todettiin, on katkoviivalla L3 merkitystä kohdasta tähän pisteeseen etäisyys, jonka suuruus on t1/2. Purskereunojen kohtaamispisteestä (katkoviiva L4) on etäisyys (viitemerkki X5) lähetinvastaanottimen sijaintikoh-taan t2/2. Tämä johtuu siitä, että purskeen T1 takareuna ja purskeen T2 etu-5 reuna kohtaavat katkoviivan L4 kohdalla, jolloin se aika, joka on kulunut siitä, kun lähetinvastaanotin B lopetti vastaanottamisen on yhtäsuuri kuin se aika, joka vielä kuluu siihen, että lähetinvastaanotin B aloittaa lähettämisen. Tämä aika on suuruudeltaan t2/2, koska parametri t2 edustaa kytkentäaikaa vastaanottotilasta lähetystilaan (vrt. kuviot 5a ja 5b). Näin ollen saadaan kohdan 10 B2 ja katkoviivan L3 väliseksi etäisyydeksi (t1-t2)/2 ja lähetinvastaanottimien väliseksi etäisyydeksi T+(t1-t2)/2.

Yhteenvetona edellä esitetystä voidaan todeta, että keksinnön mukaisesti kulkuaika yhteyden yli x (yhteyspituus) ja purskejakson parametrit on sidottu toisiinsa kahdella vaihtoehtoisella tavalla seuraavan yhtälön (2) mukai-15 sesti.

Π + T2 tl + —-— + n x T,n = 0,1,2...

—— + «x7> = l,2,...

Yhtälön ylempi osa kuvaa tilannetta, jossa yhteydelle mahtuu minimissään (n=0) likimain vain puoli purskejaksoa. Tästä syystä menetelmän en- • * * ’ . simmäistä vaihtoehtoa kutsutaan tässä yhteydessä nimellä 20 “puolipurskeprotokolla". Yhtälön alempi osa kuvaa puolestaan tilannetta, jossa yhteydelle mahtuu minimissään (n=1) likimain kokonainen purskejakso, mistä syystä tätä protokollaa kutsutaan nimellä “kokopurskeprotokolla”. Protokolla tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että siirtoyhteys toteutetaan siten, että yhtälön • · · · (2) esittämä riippuvuussuhde pysyy koko ajan voimassa.

25 Kuvioissa 7a ja 7b on havainnollistettu edellä esitettyä periaatetta

esimerkkitilanteessa, jossa lähetinvastaanottimien purskeparametreillä on seu-raavat lukuarvot: T1=0,5, T2=0,3, t1 =0,15, t2=0,05 (eli purskejakso on aikayk-• . sikön suuruinen: T=1). Näillä parametriarvoilla on lähetinvastaanottimen A

* purskejakso kuviossa 7a esitetyn kaltainen ja lähetinvastaanottimen B purs- 1 : 30 kejakso kuviossa 7b esitetyn kaltainen. Ajallisesti nämä purskejaksot ovat i-·'; luonnollisestikin toisiinsa sidotut niin, että lähetinvastaanottimen vastaanotto-

I

.... ; jakso alkaa ja päättyy sen mukaan, miten vastapään lähettämä purske alkaa ja loppuu vastaanottopäässä (kulkuaikaviiveen jälkeen).

1 100928

Kuviossa 7c on esitetty lähetinvastaanottimen A lähettämä purskejo-no ja kuviossa 7b lähetinvastaanottimen B lähettämä purskejono. Laskemalla kulkuaika τ yhtälön (2) ylemmän vaihtoehdon mukaan saadaan edellä mainituilla lukuarvoilla kulkuajalle arvo τ = 0,55, kun n = 0.

5 Kuvioissa 8a...8n on esitetty tilanne, jossa lähetinvastaanottimien välinen kulkuaika τ = 0,55. Kuvioissa on esitetty tilanne linjalla seitsemänä eri ajanhetkenä siten, että kuviot 8a ja 8b kuvaavat tilannetta hetkellä t—0, kuviot 8c ja 8d tilannetta hetkellä t=0,15, kuviot 8e ja 8f tilannetta hetkellä t=0,30, kuviot 8g ja 8h tilannetta hetkellä t=0,45, kuviot 8i ja 8j tilannetta hetkellä t=0,60, 10 kuviot 8k ja 8I tilannetta hetkellä t=0,75 ja kuviot 8m ja 8n tilannetta hetkellä t=0,90. Alkutilanteeksi (t=0) on valittu hetki, jolloin lähetinvastaanottimen A lä-hetyspurske päättyy. Seuraamalla näistä kuvioista tilannetta voidaan havaita, että lähetinvastaanottimen A osalta toiminta on kuviossa 7a esitetyn kaltainen ja lähetinvastaanottimen B osalta kuviossa 7b esitetyn kaltainen.

15 Jos edellä mainittuja lukuarvoja käyttäen lasketaan “kokopurske- protokollaa” (yhtälön (2) alempi osa) vastaava minimietäisyys, saadaan yhtälöstä (2) kulkuajalle arvo τ = 1,05. Jos sen sijaan esim. yhtälön (2) ylemmässä osassa valitaan muuttujalle n arvo n=1, saadaan kulkuajalle arvo τ = 1,55, tai jos esim. yhtälön alemmassa osassa valitaan muuttujalle n arvo n=2, saadaan 20 kulkuajalle arvo τ = 2,05. Muuttujan n arvo määrää siis omalta osaltaan sen, ' · mikä on kulkuajan (yhteyspituuden) ja purskejakson pituuden lopullinen suhde.

Joissakin tilanteissa onkin mahdollista, kuten jäljempänä kuvataan, käyttää parametria n samanlaisena purskejakson ominaisuuksia säätävänä parametrina kuin em. purskeparametreja käytetään. Tämän takia onkin ymmärrettävä, . .·. 25 että myös n kuuluu purskeparametrien joukkoon.

• · ·

Yhteyden aloitusvaiheessa lähetinvastaanotin voi mitata purskeen ’** ' kulkuajan ja valita käytettävän protokollan mitatun kulkuaika-arvon mukaisesti (toisen sanoen valita sen, noudatetaanko yhteydellä yhtälön (2) alempaa vai

• P

; '* ylempää vaihtoehtoa).

v ; 30 Edellä on kuvattu ne ehdot, jotka purskeparametrien ja kulkuajan on ·:··· täytettävä, jotta keksinnön mukainen synkroninen siirtoyhteys saataisiin syn- tymään. Koska käytännössä tietenkin kulkuajalla on tietty alkuarvo, muodostetaan purskeparametrit tähän alkuarvoon nähden sellaisiksi, että yhtälö (2) : ·’ toteutuu. Yhteyden aikana purskeparametreja säädetään niin, että yhtälö py- 35 syy voimassa esim. lämpötilan vaihteluista johtuvien kuidun pituusvaihtelujen 8 100928 mukaisesti. Seuraavassa kuvataan tarkemmin yhteyden muodostusta ja sen ylläpitoa keksinnön kannalta tarkasteltuna.

Yhteyden aloitusvaiheessa lähetinvastaanottimet havaitsevat vastapäisen lähetinvastaanottimen olemassaolon, mittaavat yhteyden pituuden, va-5 litsevat yhteydellä käytettävän protokollan mittaustuloksen perusteella ja säätävät purskeparametrit halutuiksi. Käytettävä protokolla voi olla myös etukäteen valittu, jolloin valintavaiheessa suoritetaan ainoastaan laitteeseen kiinteäksi konfiguroidun protokollan käyttöönotto.

Käynnistämisen jälkeen lähetinvastaanottimet voivat olla esim. erityi-10 sessä aloitustilassa, jossa ne lähettävät toisilleen harvakseltaan lyhyitä aloi-tuspurskeita ja siirtyvät heti lähetyksen jälkeen vastaanottotilaan. Vastaanotettuaan vastapään aloituspurskeen lähetinvastaanotin lähettää tietyn vakio-viiveen jälkeen itse purskeen ja siirtyy heti sen jälkeen vastaanottotilaan odottamaan uutta pursketta. Tällä tavoin lähetinvastaanotin pystyy, mittaamalla 15 vastaanottamiensa aloituspurskeiden välisen ajan, määräämään kulkuajan τ. Vastaanotettujen purskeiden väliselle ajalle TA pätee ΤΑ=2χ(τ+Δί), missä At on edellä mainittu vakioviive, joten kulkuajalle τ pätee: τ= (TA/2) - At.

Mitatun kulkuajan τ perusteella lähetinvastaanottimen konfigurointi-logiikka valitsee purskeparametrit yhtälön (2) mukaisesti. Ensimmäinen valinta 20 voi koskea sitä, valintaanko käytettäväksi “protokollaksi" yhtälön (2) ylempi vai : ·· alempi vaihtoehto. Tämä valinta voi olla myös asetettu etukäteen kiinteäksi : niin, että vain toinen “protokollista” on mahdollinen. Seuraavaksi konfigurointi- logiikka voi valita parametrin n arvon. Myös parametrin n arvo voi olla asetettu : etukäteen kiinteäksi, esim. niin, että yhtälön (2) ylemmässä vaihtoehdossa on 25 vain arvo n=1 mahdollinen ja alemmassa vaihtoehdossa vain arvo n=0.

• · · ΥΛ' Lähetinvastaanottimen konfigurointilogiikka määrittää siis purskejak- son pituuden T sekä muut edellä mainitut purskeparametrit. Toisin sanoen, konfigurointilogiikka laskee mm. bittinopeuden ja bittien lukumäärän eri suunti- • · • m‘ en purskeissa.

• « · v : 30 Tehtyään päätökset parametrien arvoista lähetinvastaanotinyksiköt hakevat keskinäisen vaihesynkronoinnin sinänsä tunnetulla tavalla esim. siten, ..,.: että toinen lähetinvastaanotin on pelkästään kuuntelulla ja vaihesynkronoituu • · vastapään lähettämän purskeen perusteella. Tämän jälkeen hyötydatan siirto : voi alkaa laskettuja parametreja käyttäen.

’:‘: 35 Hyötydatan siirron aikana (eli yhteyden jatkuvassa tilassa) mitataan lähetinvastaanottimessa kulkuajan τ muutoksia. Tämä voidaan toteuttaa esim.

9 100928 seuraamalla lähtevän ja tulevan purskeen välistä vaihe-eroa. Lähetyspurs-keessa on mm. kehystahdistussanan käsittävä kiinteä preamble-osa, jonka biteistä yksi on asetettu kulkuajan suhteen referenssibitiksi, jonka avulla verrataan lähetetyn kehyksen ja vastaanotetun kehyksen välistä vaihe-eroa. Ha-5 vaittujen muutosten (jotka ovat verrannollisia kulkuajan muutoksiin) perusteella säädetään purskeparametreja niin, että valittu, yhtälön (2) mukainen riippuvuussuhde pysyy edelleenkin voimassa. Säätö voi tapahtua esim. säätämällä lähetyspurskeiden pituuksia. Tämä voi puolestaan tapahtua säätämällä bitti-jakson pituutta tai bittien määrää purskeessa.

10 Hyötydatan siirron aikana on myös mahdollista toimia joko (a) siten, että parametrin n arvo vaihdetaan toiseksi jo valitussa yhtälön (2) mukaisessa riippuvuussuhteessa, tai (b) siten, että siirrytään käyttämään kokonaan toista protokollaa (eli vaihdetaan yhtälön (2) ylempi riippuvuussuhde alempaan tai päinvastoin). Tällaiset muutokset voivat olla aiheellisia siitä syystä, että siirto-15 yhteyden ominaisuudet, esim. käytettyjen liikennelähteiden nopeudet muuttuvat yhteyden jatkuvan tilan aikana oleellisesti erilaisiksi.

Kuviossa 9 on havainnollistettu toiminnallisena lohkokaaviona lähe-tinvastaanotinlaitteistoa, joka on kytketty optiselle kuidulle 11 ja joka toimii edellä esitetyn periaatteen mukaisesti. Lähetinvastaanotinosaa, joka sisältää 20 varsinaisen optisen lähetin- ja vastaanotinosan ja optoelektrisen muuntimen I < : ' on merkitty viitenumerolla 101. Lähetinvastaanotinosaa ohjaa ohjaus-ja konfi- : : : gurointiyksikkö 102, joka määrää esim. lähetinvastaanotinyksikön noudatta- i' · man lähetys/vastaanottovuorottelun valittujen purskepituuksien mukaisesti.

Yhteyden aloitusvaiheessa voidaan mitata kulkuaika τ esim. käyttä- . .·. 25 en laskuripiiriä 108. Ohjaus- ja konfigurointiyksikkö 102 käynnistää laskurin ,···. annettuaan lähetyskäskyn lähetinvastaanotinosalle, ja vastaanottohaarassa • · · oleva kehyslukituspiiri 104 antaa laskurille pysäytyspulssin, kun se havaitsee .. vastauspurskeen yhteyden vastakkaisessa päässä olevalta lähetinvastaanot- • « timelta. Kehyslukituspiirissä voi olla esim. tavanomainen reunantunnistuspiiri, *·| : 30 joka havaitsee purskeen etureunan, tai siinä voi olla korrelaattori, joka antaa ·:··: pysäytyspulssin havaittuaan ennalta määrätyn bittikuvion (joka sisältyy purs- • keen preamble-osaan) sisäänmenossaan. Ohjaus-ja konfigurointiyksikkö 102 määrittelee laskurin lukeman perusteella kulkuajan sekä tekee tämän perus- * · · : ·* teella edellä kuvatut määrittelyt.

* ’ 35 Siirtoyhteyden jatkuvassa tilassa vaihevertailija vertaa lähetetyn ke hyksen ja vastaanotetun kehyksen välistä vaihe-eroa edellä mainitun referens- 10 100928 sibitin avulla, ja ohjaus-ja konfigurointiyksikkö 102 seuraa vaihevertailijan 103 antamaa vaihe-erotietoa ΑΦ. Tieto vastaanotetun kehyksen vaiheesta saadaan vastaanottohaaran kehyslukituspiiriltä. Kulkuajan muutoksien perusteella ohjaus- ja konfigurointiyksikkö säätää purskeparametreja. Tämä voi tapahtua 5 esim. säätämällä lähetinvastaanottimen pääkellon 107 taajuutta. Pääkellon taajuussäädöllä voidaan vaikuttaa esim. bittijakson pituuteen.

Lisäksi kuviossa 9 on esitetty puskurointi- ja mapitusyksikkö 105. Tämä yksikkö suorittaa lähetysssuunnassa datan puskuroinnin purskemuistiin, josta lähetinosa lukee datan ja lähettää sen edelleen yhteydelle 11. Vastaan-10 ottosuunnassa puskurointi- ja mapitusyksikkö 105 suorittaa yhteydeltä 11 vastaanotetun datan mapituksen lähtevän signaalin siirtokehykseen.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn kek-15 sinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka edellä on esim. selostettu keksinnön mukaista periaatetta optisen siirtoyhteyden avulla, on huomattava, että keksinnön mukainen protokolla sopii myös muiden siirtomedioiden yhteyteen. Kul-kuaikamittauksen suhteen on myös huomattava, että periaattessa on mahdollista, jos yhteyspituus tiedetään tarkasti, että kulkuajan alkuarvo olisi etukäteen 20 asetettu lähetinvastaanottimeen, jolloin sitä ei enää aloitusvaiheessa tarvitsisi : ' · erikseen mitata. Siirtoyhteyden jatkuvassa tilassa (hyötydatan siirron aikana) ei : myöskään ole täysin välttämätöntä suorittaa parametrien säätöä, vaan sovel- luksesta riippuen saattaa riittää, että parametreille määrätään tietyt alkuarvot, : *. t: jotka ylläpidetään koko yhteyden ajan.

* · • · · • · · ··· • · · • · · • · · ·· • t • ·· «· · • · · • · · • · • « • · · • · » I * » · • ·

Claims (13)

100928

1. Tiedonsiirtomenetelmä kaksisuuntaista siirtoyhteyttä varten, joka siirtoyhteys käsittää siirtomedian (11) ja sen vastakkaisissa päissä olevat lähe-tinvastaanottimet (A, B), jonka menetelmän mukaisesti 5 - kumpikin lähetinvastaanotin toimii aikatasossa peräkkäisissä jak soissa (T), joista kukin koostuu seuraavista parametreista: (a) lähetysjaksosta (Tr), jonka pituus vastaa oleellisesti lähetettävän purskeen pituutta, (b) jaksosta (t1), jonka aikana siirrytään lähetysjaksosta 10 vastaanottojaksoon, (c) vastaanottojaksosta (Rc), jonka pituus vastaa oleellisesti toisen lähetinvastaanottimen lähettämän purskeen pituutta, ja (d) jaksosta (t2), jonka aikana siirrytään vastaanottojaksosta lähetysjaksoon, ja 15. purskeen kulkuaika τ siirtoyhteyden yli määritetään ennen hyöty- datan siirron aloittamista, tunnettu siitä, että jakson (T) parametrit valitaan siten, että ne ovat sidoksissa purskeen kulkuaikaan τ seuraavasti ί T\ + T2 20 r = jil + —-— + nxT : missä T1 on purskeen pituus ensimmäisessä siirtosuunnassa ja T2 ··.. purskeen pituus toisessa siirtosuunnassa, t1 on siirtymäaika lähetystilasta : vastaanottotilaan, T on mainitun jakson pituus, ja n on jokin luku joukosta {0, 1, ’· / 2...}. • · t * • · · IV.' 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, *** ' että purskeen kulkuaika määritetään lähetinvastaanottimien suorittamalla mit tauksella.

• · : “ 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · : että kulkuajan vaihteluja seurataan hyötydatan siirron aikana ja jakson (T) pa- 30 rametreja säädetään kulkuajan vaihtelujen mukaisesti siten, että kulkuajan ja ....: parametrien välinen riippuvuussuhde säilyy.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu : V siitä, että parametrin n arvoa muutetaan hyötydatan siirron aikana. « « « 12 100928

5. Tiedonsiirtomenetelmä kaksisuuntaista siirtoyhteyttä varten, joka siirtoyhteys käsittää siirtomedian (11) ja sen vastakkaisissa päissä olevat lähe-tinvastaanottimet (A, B), jonka menetelmän mukaisesti - kumpikin lähetinvastaanotin toimii aikatasossa peräkkäisissä jak-5 soissa (T), joista kukin koostuu seuraavista parametreista: (a) lähetysjaksosta (Tr), jonka pituus vastaa oleellisesti lähetettävän purskeen pituutta, (b) jaksosta (t1), jonka aikana siirrytään lähetysjaksosta vastaanottojaksoon, 10 (c) vastaanottojaksosta (Rc), jonka pituus vastaa oleellisesti toisen lähetinvastaanottimen lähettämän purskeen pituutta, ja (d) jaksosta (t2), jonka aikana siirrytään vastaanottojaksosta lähetysjaksoon, ja - purskeen kulkuaika τ siirtoyhteyden yli määritetään ennen hyöty-15 datan siirron aloittamista, tunnettu siitä, että jakson (T) parametrit valitaan siten, että ne ovat sidoksissa purskeen kulkuaikaan τ seuraavasti [rl-/2 Τ = \Ύ~+n*T 20 missä t1 on siirtymäaika lähetystilasta vastaanottotilaan, t2 on siirty- . mäaika vastaanottotilasta lähetystilaan, T on mainitun jakson pituus ja n on :·. jokin luku joukosta {1, 2, 3...}.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että purskeen kulkuaika määritetään lähetinvastaanottimien suorittamalla mit- • · · V.:* 25 tauksella. • · ·

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulkuajan vaihteluja seurataan hyötydatan siirron aikana ja jakson (T) pa- ·· : *·· rametreja säädetään kulkuajan vaihtelujen mukaisesti siten, että kulkuajan ja ίΤί parametrien välinen riippuvuussuhde säilyy.

8. Patenttivaatimuksen 5, 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu • · siitä, että parametrin n arvoa muutetaan hyötydatan siirron aikana.

. * 9. Tiedonsiirtomenetelmä kaksisuuntaista siirtoyhteyttä varten, joka : siirtoyhteys käsittää siirtomedian (11) ja sen vastakkaisissa päissä olevat lähe- •: · ·: tinvastaanottimet (A, B), jonka menetelmän mukaisesti 13 100928 - kumpikin lähetinvastaanotin toimii aikatasossa peräkkäisissä jaksoissa (T), joista kukin koostuu seuraavista parametreista: (a) lähetysjaksosta (Tr), jonka pituus vastaa oleellisesti lähetettävän purskeen pituutta, 5 (b) jaksosta (t1), jonka aikana siirrytään lähetysjaksosta vastaanottojaksoon, (c) vastaanottojaksosta (Rc), jonka pituus vastaa oleellisesti toisen lähetinvastaanottimen lähettämän purskeen pituutta, ja (d) jaksosta (t2), jonka aikana siirrytään vastaanottojak-10 sosta lähetysjaksoon, ja - purskeen kulkuaika t siirtoyhteyden yli määritetään ennen hyöty-datan siirron aloittamista, tunnettu siitä, että - jakson (T) parametrien ja kulkuajan τ välinen riippuvuussuhde vali- 15 taan seuraavan kahden riippuvuussuhteen joukosta \ T\ + T2 λ m 11 +—-— + «1 x T 2 z = s t\-t2 . —-— + n21T 2 missä T1 on purskeen pituus ensimmäisessä siirtosuunnassa ja T2 ;·, purskeen pituus toisessa siirtosuunnassa, t1 on siirtymäaika lähetystilasta | vastaanottotilaan, t2 on siirtymäaika vastaanottotilasta lähetystilaan, T on mai- 20 nitun jakson pituus, ja n1 on jokin luku joukosta {0, 1, 2...} ja n2 on jokin luku : joukosta {1, 2, 3...}. :. i - jakson (T) parametrit valitaan sellaisiksi, että valittu riippuvuussuh- :.:V de toteutuu. • · · v

: 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että purskeen kulkuaika määritetään lähetinvastaanottimien suorittamalla mit- tauksella.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • _ että kulkuajan vaihteluja seurataan hyötydatan siirron aikana ja jakson (T) pa- ] rametreja säädetään kulkuajan vaihtelujen mukaisesti siten, että kulkuajan ja "·": 30 parametrien välinen riippuvuussuhde säilyy. j1·':

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että parametrin n1 tai n2 arvoa muutetaan hyötydatan siirron aikana. 14 100928

13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu riippuvuussuhde vaihdetaan hyötydatan siirron aikana, jolloin jakson (T) parametrit määritetään uudelleen valitun uuden riippuvuussuhteen mukaisesti. k 14 i < t • « · • « • · · • · · • · · ··· • · · • · · • · • · • · * · · • · · » · · • · I ! » ( I I • · · • · 1 » 100928