FI87125C - Foerfarande foer kodning av en linjesignal - Google Patents

Description

! 87125

Menetelmä johtosignaalin koodaamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää johtosignaalin koodaamiseksi käytettäväksi digitaalisessa tietoliikennejär-5 jestelmässä, jossa kaikkien multipleksoitujen hierarkioiden kellot ovat synkronisia, jossa menetelmässä joh-tosignaali muodostetaan monibittisistä tavuista.

Perinteisesti Euroopassa on käytetty plesiokronista järjestelmää, jossa jokaisella multipleksoidulla hierar-10 kialla on oma määritetty kellonopeutensa ja jokaisella tyypillisesti 5B6B-koodatulla johtosignaalilla on edelleen oma kellonopeutensa. Vaikka hierarkioiden puhekanavamäärät lisääntyvät suhteessa 1:4, eivät vastaavat kellonopeudet noudata samaa kokonaislukulakia. Seurauksena on ollut, 15 että laitteet sisältävät tukuttain erilaisia vaihelukkoja ja bittitasauksia ja että pääsy ylimmiltä hierarkiatasoilta yksittäisiin alihierarkiakanaviin on ollut peräti mutkikasta.

Parhaillaan CCITT:n määrittelytyön alla oleva SDH 20 (Synchronous Digital Hierarchy) ja sen amerikkalainen esi-isä SONET tuovat tilanteeseen huikean parannuksen, sillä uudessa järjestelmässä kaikki multiplekseriasteet ja ris-tikytkentäelimet toimivat kellosynkronisesti. Hitaatkin signaalit multipleksoidaan 155 Mbit/s peruskehykseen siis 25 155 Mbit/s kellolla, mutta käyttäen vain osaa sen aikavä leistä. Suuret siirtonopeudet ovat puolestaan perusnopeuden 155 Mbit/s kokonaislukukerrannaisia. Kellonopeutta nostavaa johtokoodausta ei ole.

Koodaamaton SDH:n johtosignaali on kuitenkin poten-30 tiaalinen ongelmien lähde, sillä järjestelmä ei ole viime kädessä riippumaton signaalin bittisekvenssistä. Johdolla esiintyvät pitkät satunnaiset yksipolaariset bittijonot ja niukasti kelloinformaatiota sisältävät bittijonot saattavat aiheuttaa siirtovirheryöppyjä huonoissa olosuhteissa. 35 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin 2 87125 sellainen menetelmä johtosignaalin koodaamiseksi, jonka avulla kyetään saavuttamaan samat edut aikaisemmin käytössä oleviin järjestelmiin nähden kuin SDH-järjestelmällä, mutta jonka avulla kuitenkin onnistutaan välttämään juuri 5 yllä mainitut ongelmat. Tähän päästään keksinnön mukaisen menetelmän avulla, jolle on tunnusomaista, että tavut muodostetaan lomittamalla peräkkäin ennalta määrätty lukumäärä hyötysignaalibittejä tai -tavuja ja yksi tai useampia lisäbittejä käytettäväksi myöhemmin johtosignaalin koo-10 daukseen. Lähtökohtaisesti tällainen johtosignaalin muodostamistapa on tehoton, koska siinä esimerkiksi kutakin yhdeksän bitin jaksoa kohden on kahdeksan databittiä ja yksi lisäbitti, joka ei siirrä dataa. Tätä lisäbittiä hyväksikäyttäen voidaan kuitenkin johto-osuudella 15 oleellisesti parantaa johtosignaalin balanssia ja lisätä sen ajastusinformaatiota.

Erään edullisen ja yksinkertaisen tavan keksinnön toteuttamiseksi tarjoaa menettely, jossa lisäbitti on pariteettibitti, joka varmistaa, että jokaista jaksoa kohti 20 johtosignaalissa esiintyy ainakin yksi tilavaihto.

Toisen edullisen tavan mukaisesti lisäbittiä voidaan hyödyntää siten, että johtosignaali koodataan siten, että lisäbitin ollessa toisessa arvossaan tätä lisäbittiä edeltävien mainitun ennalta määrätyn hyötysignaalibittilu-25 kumäärän bittien tiloihin ei kajota ja lisäbitin ollessa toisessa arvossaan tätä lisäbittiä edeltävät mainitun ennalta määrätyn hyötysignaalibittilukumäärän bitit invertoidaan.

Vaihtoehtoisesti voidaan menetellä myös siten, että 30 lisäbitin arvo määritetään tarkkailemalla hyötysignaali-bittejä ja antamalla tämän tarkkailun perusteella lisäbi-tille arvo, joka parantaa johtosignaalin balanssia ja/tai sen kellosisältöä.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää johtosig-35 naalin koodaamiseksi kuvataan yksityiskohtaisemmin viita- 3 87125 ten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 havainnollistaa keksinnön mukaista koodausmenetelmää hyväksikäyttävän digitaalisen tietoliikennejärjestelmän rakennetta, 5 kuvio 2 havainnollistaa keksinnön mukaisessa mene telmässä käytettävän johtosignaalin rakennetta, kuvio 3 havainnollistaa keksinnön mukaisen koodausmenetelmän yhden suoritusmuodon toteuttamiseen soveltuvan digitaalisen tietoliikennejärjestelmän rakennetta, ja 10 kuvio 4 havainnollistaa keksinnön mukaisen koodaus menetelmän toisen suoritusmuodon toteuttamiseen soveltuvan digitaalisen tietoliikennejärjestelmän rakennetta.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaisen koodausmenetelmän toteuttamiseen soveltuvan digitaalisen tieto-15 liikennejärjestelmän periaatteellinen rakenne. Järjestelmän lähetin koostuu eri hierarkiatasojen multipleksereistä 1 ja johtokooderista 2, jolta johtosignaali lähtee. Kaikkia multipleksereitä 1 ja johtokooderia 2 ajastetaan samalla kellolla C. Vaikka tässä järjestelmässä siten hyö- 20 dynnetään sitä lähtökohtaista periaatetta, että johtosignaali muodostuu peräkkäisistä vakiopituisista tavuista ja kaikilla hierarkiatasoilla on sama tai kokonaisluvulla kertomalla aikaansaatu kellotaajuus, keksinnön mukaisesti johtosignaali tästä huolimatta koodataan johtokooderilla 25 siten, että koodaamattomaan johtosignaaliin liittyvät on gelmat ainakin pääosin kyetään välttämään. Koodaus perustuu tällöin siihen, että johtosignaali muodostetaan kuvion 2 mukaisesti lomittamalla peräkkäin ennalta määrätty lukumäärä signaali- tai databittejä tai -tavuja ja niiden 30 väliin yksi tai useampi lisäbitti koodaukseen käytettäväksi. Kuvion 2 mukaisessa esimerkissä peräkkäisiä databittejä on aina kahdeksan kappaletta ja tällaisten kahdeksan bitin jaksojen tai tavujen välissä on aina yksi lisäbitti. Kuviossa 1 esitetty johtokooderi 2 toimii juuri näiden 35 lisäbittien perusteella.

87125 4

Kuviossa 2 esitetyn kaltainen 1+8 bitin malli soveltuu mainiosti SDH-tyyppiseen signaalinkäsittelyyn, jossa kaikki multipleksoinnit, ristikytkennät jne. tapahtuvat tavupohjaisesti ja rinnakkaismuodossa. Multipleksauksissa 5 kahdeksan bitin datasignaalitavujen eli oktettien eteen lisätyt tyhjät bitit säilyvät kaikkien väliprosessien läpi täsmälleen omilla paikoillaan sekä esiintyvät tasavälein tullessaan multipleksauksen jälkeen johtokooderiin, jossa niitä käytetään hyväksi johtosignaalin koodaukseen.

10 Kuviossa 3 on havainnollistettu yhtä yksinkertaista järjestelmää tämän koodauksen suorittamiseksi. Tässä kuvion 3 mukaisessa esimerkissä lisäbittiä käytetään pariteettibittinä, joka varmistaa, että jokaista jaksoa eli kuvion 2 mukaisen signaalin tapauksessa yhdeksän bitin ryhmää 15 kohti johtosignaalissa esiintyy ainakin yksi tilavaihto. Tällainen yksinkertainen koodaus voidaan aikaansaada pelkästään kuviossa 3 esitetyn lohkon 3 avulla, joka antaa johtosignaalin lisäbiteille arvot yllä mainitun mukaisesti. Kuvion 3 mukaiseen järjestelmään on kuitenkin multi-20 pleksereiden 1 ja lisäbitille pariteettiarvon antavan lohkon 3 väliin sovitettu lohko 4, joka on kehyslukittu data-muokkain, jota sovelletaan myös SDH:ssa ja joka katkoo erikoisjonot, joita saattaa tulla esimerkiksi tyhjistä ATM-lohkoista, AIS-signaaleista tai käyttöönottamattomista 25 kanavista. Tämän datamuokkaimen 4 avulla sotketaan ainoastaan johtosignaalin hyötybitit vaikuttamatta lainkaan li-säbitteihin. Pariteettibitin käytön balansoiva vaikutus johtosignaaliin on kuitenkin suhteellisen lievä, joten vastaanottimet joudutaan tällaista koodausta käytettäessä 30 rakentamaan siten, että ne sietävät varsin voimakkaitakin johtosignaalin epäbalansseja. Sen lisäksi, että pariteettibitti jonkin verran parantaa johtosignaalin balanssia, se ennen kaikkea varmistaa sen kellosisällön riittävyyden.

35 Kuviossa 4 on esitetty toinen tapa keksinnön mukai- 5 87125 sen koodausmenetelmän soveltamiseksi. Tässä tavassa joh-tosignaali koodataan siten, että lisäbitin ollessa toisessa arvossaan tätä lisäbittiä edeltävään oktettiin tai tavuun ei kajota ja lisäbitin ollessa toisessa arvossaan 5 tätä lisäbittiä edeltävän oktetin bitit invertoidaan. Tällä tavoin johtosignaali voidaan koodata siten, että lopputuloksena on jopa balansoitu johtosignaali. Kuviossa 4 kuvattu järjestelmä kykenee aikaansaamaan tällaisen koodauksen. Se käsittää ensinnäkin esikooderin 5, joka esi-10 merkiksi invertoi joka toisen bitin. Täten se vastaa toiminnaltaan yksinkertaista datamuokkainta. Tällä tavoin suhteellisen yleisten kalustamattomien alihierarkioiden ja AIS-signaalien tuottamat monotoniset erikoisjonot saavat lisää ajastusinformaatiota. Tämän esikoodauksen jälkeen 15 data ohjataan tavurekisteriin 6 ja rinnakkaisesti sen kanssa tavun digitaalisumman laskevalle yksikölle 7. Tavu-rekisteriltä 6 lähtevä koodattu johtosignaali puolestaan ohjataan myös juoksevaa digitaalisummaa laskevalle yksikölle 8. Näitä lohkoilta 7 ja 8 saatavia summia ver-20 rataan komparaattorilla 9, joka täten kykenee seuraamaan johtosignaalin balanssia. Epäbalanssin ollessa suuri, lähtee komparaattorilta ohjaus tavurekisterille 6, joka aiheuttaa tavun bittien invertoinnin ja samalla antaa lisä-bitille esimerkiksi arvon 0, jolloin tiedetään, että tätä 25 bittiä edeltävä tavu on invertoitu. Jos epäbalanssia ei esiinny, lisäbitille annetaan arvo 1, josta tiedetään, että bittiä edeltävään tavuun ei ole kajottu.

Erään vaihtoehtoisen tavan keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarjoaa menettely, jossa johtosig-30 naalia tarkkaillaan ennakoivasti ja tämän tarkkailun perusteella käännellään tarvittaessa lisäbittien polariteetteja. Vaihtoehtoisesti tällöin voidaan parantaa joko johtosignaalin balanssia tai sen kellosisältöä tai mahdollisesti kumpaakin. Tällainen johtosignaalin ennakoiva 35 tarkkailu voidaan aikaansaada käyttämällä datapuskuria ja 87125 6 sitä edeltävää apumuokkausta. Olisi jopa ajateltavissa, että ennen varsinaista datamuokkausta tehtäisiin synkronisesti tämän kanssa eräänlainen esimuokkaus käyttäen kahdenlaista täyttöbittivalintaa. Esimerkiksi runsaiten tila-5 vaihtoja tuottanut tapa voitaisiin sitten valita puskurin jälkeiseen, varsinaiseen hyötysignaaliprosessiin.

Yllä on kuvattu joitakin yksinkertaisia tapoja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi erityisesti silloin, kun menetelmän toteuttavan laitteiston halutaan 10 pysyvän yksinkertaisena. Keksinnön mukaisesti lomitettua johtosignaalia hyväksikäyttämällä voitaisiin aikaansaada myös tehokkaammin balansoituja koodauksia, mutta tällaiset koodaukset vaatisivat nopeita muisteja ja paljon oheislo-giikkaa. Edelleen on ajateltavissa, että kaikkia lisäbit-15 tejä ei käytettäisi koodaukseen vaan että osa niistä varattaisiin muihin tarkoituksiin. Täten on kuitenkin ymmärrettävää, että yllä kuvattuja menetelmävaihtoehtoja voidaan varioida poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä.

Claims (4)

7 87125

1. Menetelmä johtosignaalin koodaamiseksi käytettäväksi digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä, jossa 5 kaikkien multipleksoitujen hierarkioiden kellot ovat synkronisia, jossa menetelmässä johtosignaali muodostetaan mo-nibittisistä tavuista, tunnettu siitä, että tavut muodostetaan lomittamalla peräkkäin ennalta määrätty lukumäärä hyötysignaalibittejä tai -tavuja ja yksi tai useam- 10 pia lisäbittejä käytettäväksi myöhemmin johtosignaalin koodaukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäbitti on pariteettibitti, joka varmistaa, että jokaista jaksoa kohti johtosignaalis- 15 sa esiintyy ainakin yksi tilavaihto.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johtosignaali koodataan siten, että lisäbitin ollessa toisessa arvossaan tätä lisä-bittiä edeltävien mainitun ennalta määrätyn hyötysignaa- 20 libittilukumäärän bittien tiloihin ei kajota ja lisäbitin ollessa toisessa arvossaan tätä lisäbittiä edeltävät mainitun ennalta määrätyn hyötysignaalibittilukumäärän bitit invertoidaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että lisäbitin arvo määritetään tarkkailemalla hyötysignaalibittejä ja antamalla tämän tarkkailun perusteella lisäbitille arvo, joka parantaa johtosignaalin balanssia ja/tai sen kellosisältöä. β 87125