FI91690B - Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization - Google Patents

Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization Download PDF

Info

Publication number
FI91690B
FI91690B FI925073A FI925073A FI91690B FI 91690 B FI91690 B FI 91690B FI 925073 A FI925073 A FI 925073A FI 925073 A FI925073 A FI 925073A FI 91690 B FI91690 B FI 91690B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
node
synchronization
nodes
soms
time
Prior art date
Application number
FI925073A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI925073A0 (en
FI91690C (en
Inventor
Jukka Kainulainen
Original Assignee
Nokia Telecommunications Oy
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 Nokia Telecommunications Oy filed Critical Nokia Telecommunications Oy
Priority to FI925073A priority Critical patent/FI91690C/en
Publication of FI925073A0 publication Critical patent/FI925073A0/en
Priority to AU54220/94A priority patent/AU5422094A/en
Priority to DE4395759T priority patent/DE4395759T1/en
Priority to PCT/FI1993/000456 priority patent/WO1994011963A1/en
Priority to GB9509148A priority patent/GB2287382B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI91690B publication Critical patent/FI91690B/en
Publication of FI91690C publication Critical patent/FI91690C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0635Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0679Clock or time synchronisation in a network by determining clock distribution path in a network

Description

9169091690

Hierarkkinen synkronointimenetelmä sekä sanomapohjaista synkronointia käyttävä tietoliikennejärjestelmä 5 Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen hierarkkinen synkronointimenetelmä, jota käytetään sanomapohjaista synkronointia käyttävässä tietoliikennejärjestelmässä. Keksintö koskee myöskin oheisen patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukaista tietolii- 10 kennejärjestelmää.The invention relates to a hierarchical synchronization method according to the preamble of appended claim 1, which is used in a communication system using message-based synchronization. The invention also relates to a communication system according to the preamble of appended claim 6.

Tässä esityksessä käytetään järjestelmän siirtoyh teyksien risteyskohdista nimitystä solmu. Solmu voi olla mikä tahansa laite tai laitteisto, joka pystyy puuttumaan kellotahtiin, esim. haaroitin- tai ristikytkentälaite.In this representation, the intersections of the transmission links of the system are referred to as a node. The node can be any device or hardware that is capable of interfering with the clock rate, e.g., a branch or cross-connect device.

15 Sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän solmut on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä, joita ne käyttävät tiedonsiirtoon. Käytetyt yhteydet välittävät myös lähettäjän kellotaajuuden vastaanottajalle. Kukin solmu valitsee oman kellotaajuutensa lähteeksi joko jonkin 20 naapurisolmulta tulevan signaalin taajuuden tai oman si säisen kellolähteensä taajuuden. Jotta kaikki järjestelmän solmut saataisiin toimimaan samalla kellotaajuudella, pyritään yleensä saamaan järjestelmä synkronoitumaan yhteen kellolähteeseen, ns. päälähteeseen. Tällöin järjes-25 telmän kaikki valittuun päälähteeseen suoraan kytketyt solmut synkronoituvat tähän päälähteeseen ja näihin yhteydessä olevat, mutta ilman suoraa yhteyttä päälähteeseen olevat solmut synkronoituvat näihin päälähteen vieressä oleviin solmuihin. Vastaavasti aina kauempana päälähteestä 30 olevat solmut synkronoituvat aina niihin solmuihin, jotka ovat yhtä yhteysväliä lähempänä päälähdettä.15 The nodes of a system using message-based synchronization are interconnected by the transmission connections they use to transmit data. The connections used also forward the sender's clock frequency to the recipient. Each node selects as the source of its own clock frequency either the frequency of a signal from one of the 20 neighboring nodes or the frequency of its own internal clock source. In order to make all the nodes of the system work at the same clock frequency, the aim is usually to get the system to synchronize to one clock source, the so-called the master source. In this case, all nodes in the system directly connected to the selected main source are synchronized to this main source, and nodes connected to these but not directly connected to the main source are synchronized to these nodes adjacent to the main source. Correspondingly, nodes that are always farther away from the main source 30 are always synchronized to those nodes that are one connection distance closer to the main source.

Jotta edellä kuvatun kaltainen synkronointihierarkia saataisiin rakennettua järjestelmän sisälle, välittävät järjestelmän solmut toisilleen synkronointisanomia. Nämä 35 sanomat sisältävät tietoja, joiden avulla yksittäiset 91690 2 solmut pystyvät valitsemaan ajastuksen lähteen. Järjestelmän solmut on priorisoitu ja järjestelmä pyrkii synkronoitumaan sen solmun kellotaajuuteen, joka on korkeimmalla prioriteettitasolla. Samalla prioriteettitasolla on nor-5 maalisti vain järjestelmän yksi solmu. Normaalisti synk-ronointisanomat sisältävät tiedon siitä, keneltä sanoman lähettävän solmun kellotaajuus on peräisin, mikä on ko. solmun prioriteetti, ja kellosignaalin laatua kuvaavan arvon. Näin yksittäinen solmu voi valita oman kellotaa-10 juutensa lähteeksi sen naapurisolmun kellotaajuuden, joka on peräisin halutulta solmulta ja joka on laadultaan paras.In order to build a synchronization hierarchy as described above inside the system, the nodes of the system transmit synchronization messages to each other. These 35 messages contain information that allows individual 91690 2 nodes to select the timing source. The nodes in the system are prioritized and the system tends to synchronize to the clock frequency of the node that is at the highest priority level. At the same priority level, nor-5 has only one node in the system painted. Normally, the synchronization messages contain information on who the clock frequency of the node sending the message originates from, which is the node priority, and a value that describes the quality of the clock signal. This allows a single node to select the clock frequency of the neighboring node that originates from the desired node and is of the best quality as the source of its own clock speed.

Järjestelmän käynnistysvaiheessa jokainen solmu valitsee kellotaajuutensa lähteeksi oman sisäisen kello-15 lähteensä, koska yhtään sisääntulevaa synkronointisanomaa ei ole ehditty käsitellä. Kun ensimmäiset sisääntulevat synkronointisanomat on ehditty käsitellä, valitaan oman kellotaajuuden lähteeksi korkeimman prioriteetin omaavan naapurisolmun kellotaajuus. Kun järjestelmä on saavuttanut 20 synkronoinnin kannalta stabiilin tilan kaikkien sanomien levittyä järjestelmään, on järjestelmä synkronoitunut hierarkkisesti päälähteen kellotaajuuteen.In the system start-up phase, each node selects its own internal clock-15 source as its clock frequency source because no incoming synchronization message has been processed. When the first incoming synchronization messages have been processed, the clock frequency of the neighbor with the highest priority is selected as the source of its own clock frequency. Once the system has reached a synchronization-stable state after all messages have spread to the system, the system is hierarchically synchronized to the clock frequency of the main source.

Kuviossa 1 on esitetty sanomapohjaista synkronointia käyttävä järjestelmä stabiloituneessa tilanteessa. Sol-25 muille määritellyt prioriteetit on merkitty numeroilla solmuja kuvaavien ympyröiden sisään. Mitä pienempi numero on, sitä korkeampi on solmun prioriteetti. Solmun n (n = 1...6) lähettämät synkronointisanomat on merkitty viitenumerolla MSGn. Jokaisen solmun lähettämä synkronoinet) tisanoma on yleensä erilainen ja käytetystä sanomapohjaisesta synkronointimenetelmästä riippuva. Kellotaajuuden leviäminen pääkellolta (solmu 1) järjestelmän muille solmuille on esitetty yhtenäisillä viivoilla. Katkoviivalla piirrettyjä solmujen välisiä yhteyksiä ei käytetä 25 normaalitilanteessa järjestelmän synkronointiin, mutta neFigure 1 shows a system using message-based synchronization in a stabilized situation. The priorities assigned to the others of Sol-25 are marked with numbers inside the circles describing the nodes. The lower the number, the higher the priority of the node. The synchronization messages sent by node n (n = 1 ... 6) are marked with the reference number MSGn. The synchronized message sent by each node is usually different and depends on the message-based synchronization method used. The propagation of the clock frequency from the master clock (Node 1) to the other nodes of the system is shown by solid lines. Dashed connections between nodes are not normally used to synchronize the system, but they are

IIII

91690 3 ovat käytettävissä muutostilanteissa.91690 3 are available in case of change.

Yksinkertainen periaate sanomapohjaisessa synkronoinnissa on, että käyttäjä määrittelee solmujen synk-ronointihierarkian, antamalla kullekin solmulle oman tun-5 nisteen, joka kertoo solmun tason hierarkiassa, ja järjestelmä synkronoituu määriteltyyn pääkelloon itsenäisesti käyttäen tarpeen vaatiessa kaikkia olemassa olevia solmujen välisiä yhteyksiä hyväkseen (vrt. kuvio 1) . Mikäli yhteys pääkelloon katkeaa, eikä vaihtoehtoista yhteyttä 10 ole olemassa, tai pääkello vikaantuu, synkronoituu järjestelmä seuraavaksi korkeimmalla tasolla olevaan solmuun. Kuviossa 2 on esitetty tilanne, kun kuvion l mukaisessa järjestelmässä pääkello vikaantuu. Muutokseen reagointi synkronoinnissa tapahtuu solmujen välisen sanomanvaihdon 15 avulla. Kun solmuun saapuva ajastus katkeaa, rakennetaan synkronointihierarkia uudelleen katkoskohdasta eteenpäin (poispäin järjestelmän päälaitteesta). Tämä tapahtuu esim. siten, että katkoksen ensimmäisenä huomannut solmu menee ensin määräajaksi sisäisen ajastuksen tilaan ja välittää 20 tiedon muutoksesta eteenpäin. Seuraavan solmun huomatessa muuttuneen tilanteen se menee myös määräajaksi sisäisen ajastuksen tilaan ja lähettää tiedon muutoksesta eteenpäin, jne. Kun yksittäisten solmujen määräajat kuluvat umpeen, alkaa uuden synkronointihierarkian muodostaminen.The simple principle in message-based synchronization is that the user defines a node synchronization hierarchy, giving each node its own identifier indicating the node level in the hierarchy, and the system synchronizes to the defined master clock independently using all existing connections between nodes if necessary. ). If the connection to the master clock is lost and no alternate connection 10 exists, or the master clock fails, the system synchronizes to the next highest level node. Fig. 2 shows a situation when the main clock fails in the system according to Fig. 1. The response to the change in synchronization takes place by means of an inter-node messaging 15. When the incoming timer is interrupted, the synchronization hierarchy is rebuilt from the point of interruption onwards (away from the system master). This is done, for example, in such a way that the node that first notices the interruption first goes to the internal timing mode for a certain period of time and forwards 20 information about the change. When the next node notices the changed situation, it also goes to the internal timing mode for a period of time and sends information about the change, etc. When the deadlines of the individual nodes expire, the formation of a new synchronization hierarchy begins.

25 Yleensä lopputuloksena on alkuperäisen kaltainen hierar-kiarakenne, jossa vikaantunut yhteys on korvattu toimivalla yhteydellä, muun rakenteen säilyessä lähes muuttumattomana.25 Usually, the end result is a hierarchical structure similar to the original, in which the failed connection is replaced by a functioning connection, while the rest of the structure remains almost unchanged.

Sanomapohjaista synkronointia käyttävää verkkoa on 30 kuvattu esim. US-patenteissa 2,986,723 ja 4,837,850. Molemmissa patenteissa esitetään menetelmät, joissa käytetään järjestelmän vikatilanteissa järjestelmän koosta ja muodosta riippuvia määräaikoja, joiden ajaksi solmut siirtyvät pakotetusti ennalta määrättyyn vakiotilaan, jotta 3 5 estettäisiin vääränlainen synkronoituminen vikatilanteiden 91690 4 yhteydessä. Vikatilanteissa välitetään tieto vikaantumisesta edellä kuvattuun tapaan järjestelmän sanomien avulla. Kun tieto muuttuneesta tilanteesta on levinnyt koko järjestelmään tai riittävän laajalle alueelle, rakennetaan 5 synkronointi uudelleen muutoskohdan luona ja mahdollisesti kauempanakin, mikäli tähän on tarvetta. Määräaikojen avulla varmistetaan, että tieto muutoksesta leviää riittävän laajalle alueelle. Muutoksen/vikaantumisen havaittuaan solmu välittää tiedon tästä eteenpäin ja käynnistää oman 10 ajastimensa. Kun määräaika on kulunut, käynnistää solmu jälleen normaalit toimenpiteensä ajastuksen saamiseksi, ja järjestelmä alkaa synkronoitua uudelleen niiltä osin, joita muutos/vikaantuminen koski. Edellä mainitussa US-patentissa 2,986,723 esitetään nimenomaan sellainen jär-15 jestelmä, jossa mainittu vakiotila on sisäisen ajastuksen tila, jossa solmu käyttää omaa sisäistä kelloaan ajastuk-sensa lähteenä. Tässä patentissa esitettyä menetelmää kutsutaan jatkossa itseohjautuvaksi alistuvaksi synkronoinniksi (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synch-20 ronization) ja sitä käytetään jatkossa esimerkkinä keksinnön tarkemmassa kuvauksessa.A network using message-based synchronization is described, e.g., in U.S. Patents 2,986,723 and 4,837,850. Both patents disclose methods that use time limits depending on the size and shape of the system in system failure situations, during which the nodes are forced to enter a predetermined constant state to prevent incorrect synchronization in connection with failure conditions 91690 4. In the event of a fault, information about the fault is transmitted as described above by means of system messages. Once the information about the changed situation has spread throughout the system or over a sufficiently large area, 5 synchronizations are rebuilt at the change point and possibly further afield, if necessary. Deadlines are used to ensure that information about the change is spread over a sufficiently wide area. Upon detecting a change / failure, the node forwards this information and starts its own timer. When the time limit has elapsed, the node restarts its normal operations to obtain the timing, and the system begins to resynchronize those parts that were affected by the change / failure. The aforementioned U.S. Patent 2,986,723 specifically discloses a system in which said constant state is an internal timing state in which a node uses its own internal clock as the source of its timing. The method disclosed in this patent is hereinafter referred to as Self-Organizing Master-Slave Synchronization (SOMS) and will be used as an example in the further description of the invention.

Mainittakoon vielä täsmennyksenä, että kun tässä yhteydessä puhutaan määräajasta, tarkoitetaan sillä sitä ennalta määrättyä aikaa, jonka avulla järjestelmästä on 25 tarkoitus estää virheellisten/vanhentuneiden synkronoin-tisanomien hyväksyminen.It should also be noted that when we refer to a deadline in this context, it means the predetermined time by which the system is intended to prevent the acceptance of erroneous / outdated synchronization messages.

Käytettäessä edellä viitattua SOMS-menetelmää pyritään solmujen määräaikaisella sisäisen ajastuksen tilalla poistamaan virheelliset synkronointitunnisteet verkosta.When using the SOMS method referred to above, the aim is to remove erroneous synchronization identifiers from the network instead of the fixed internal timing of the nodes.

20 Solmun tullessa takaisin normaaliin tilaan ei minkään sisääntulevan sanoman synkronointitunniste sisällä ainakaan liian positiivista virheellistä tietoa synkronoinnin alkuperäisestä lähteestä, eli synkronoinnin ei missään tapauksessa väitetä tulevan korkeamman hierarkiatason 25 omaavasta solmusta, kuin mistä se todellisuudessa sillä20 When the node returns to the normal state, the synchronization identifier of any incoming message does not contain at least too positive erroneous information about the original source of the synchronization, i.e. the synchronization is in no case claimed to come from a node with a higher hierarchy level than it actually does.

IIII

91690 5 hetkellä on. US-patentissa 2,986,723 esitetetään pakotetun sisäisen ajastuksen määräajan kestoksi aikaa, jonka kuluessa merkittävä osa järjestelmän solmuista on havainnut muutoksen. Tätä merkittävää osaa ei määritellä tarkemmin, 5 vaan merkittävään osaan vaadittavien solmujen absoluuttisen lukumäärän todetaan ainoastaan riippuvan järjestelmän solmujen kokonaislukumäärästä. Tällöin jokaisessa virhetilanteessa suurin osa siitä järjestelmän osasta, joka saa synkronointinsa vikaantuneen yhteyden tai solmun kautta, 10 menee sisäisen ajastuksen tilaan. Vasta tämän jälkeen aletaan tässä järjestelmän osassa rakentaa synkronointia kokonaan uudestaan.91690 5 currently has. U.S. Patent No. 2,986,723 discloses a time for the duration of a forced internal timing during which a significant portion of the nodes in the system have detected the change. This significant part is not defined in more detail, 5 but the absolute number of nodes required for a significant part is found to depend only on the total number of nodes in the system. In this case, in each error situation, most of the part of the system that gets its synchronization via the failed connection or node 10 goes into the internal timing state. Only then will synchronization be completely rebuilt in this part of the system.

Eri synkronointimenetelmissä ovat siis määräajat riippuvaisia järjestelmän koosta ja muodosta, jotta voi-15 täisiin varmistaa, että tieto muutoksesta/vikaantumisesta on levinnyt riittävän laajalle alueelle ennen kuin uudelleen synkronoituminen aloitetaan. Tästä johtuen on määräaikojen määrittäminen hankalaa. Suurissa järjestelmissä tulee määräajoista helposti liian pitkiä, jolloin ajastuk-20 sessa ei pystytä pitämään vaadittua laatutasoa. Tämä johtuu siitä, että solmun odottaessa määräajan umpeutumista sillä ei yleensä ole järjestelmän pääkellon taajuutta käytettävissään. Kun järjestelmä kasvaa, on määräajat määriteltävä uudelleen ja kerrottava erikseen kullekin 25 solmulle, mikä tekee järjestelmän kasvattamisen hankalaksi.Thus, in different synchronization methods, the deadlines depend on the size and shape of the system in order to ensure that the information about the change / failure has spread over a sufficiently wide area before resynchronization is started. As a result, setting deadlines is difficult. In large systems, deadlines easily become too long, making it impossible to maintain the required level of quality in the timing. This is because when a node waits for a timeout, it usually does not have the system master clock frequency available to it. As the system grows, deadlines must be redefined and reported separately for each of the 25 nodes, making it difficult to grow the system.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja järjestelmä, joissa edellä kuvattuja epäkohtia ei ole. Tämä saavutetaan keksinnön 30 mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle tietoliikennejärjestelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.It is an object of the present invention to provide a method and system which do not have the disadvantages described above. This is achieved by the method according to the invention 30, which is characterized by what is described in the characterizing part of the appended claim 1. The telecommunication system according to the invention is in turn characterized by what is described in the characterizing part of the appended claim 6.

3 5 Keksinnön ajatuksena on valita muutos/vikatilantees- 91 690 6 sa määräajan minimiksi se aika, jonka kuluessa solmun (lähin) ympäristö on ehtinyt reagoida muutokseen ja solmu on lisäksi saanut siitä tiedon itselleen. Edullisin suoritusmuoto on luonnollisestikin se, jossa määräaika on juuri 5 minimiäjän mittainen.The idea of the invention is to select the minimum time in which the (nearest) environment of the node has reacted to the change and in addition the node has received information about it. The most preferred embodiment is, of course, the one in which the time limit is exactly 5 minimum times.

Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta nopeutuu järjestelmän synkronoituminen vikatilanteissa, eikä huonolaatuisia kellolähteitä tarvitse käyttää niin pitkään kuin aikaisemmin. Määräaika ei myöskään ole enää riippuvainen 10 järjestelmän koosta tai muodosta, joten se voidaan määritellä pysyväksi vakioksi jo järjestelmän rakennusvaiheessa. Määräaikaa ei siten myöskään tarvitse muuttaa järjestelmän laajentuessa, mikä tekee laajentamisen entistä yksinkertaisemmaksi.Thanks to the solution according to the invention, the synchronization of the system is speeded up in the event of a fault, and it is not necessary to use low-quality clock sources as long as before. Also, the deadline no longer depends on the size or shape of the system 10, so it can be defined as a constant constant already during the construction phase of the system. There is therefore no need to change the deadline as the system expands, which makes the extension even simpler.

15 Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritus muotoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioiden 3-9f mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää sanomapohjaista synkronointia käyttävää järjestelmää yleisessä muodossa sen ollessa synk-20 ronoitunut päälähteen kellotaajuuteen, kuvio 2 esittää kuvion 1 verkkoa, kun sen pääsolmu on vikaantunut, kuvio 3 esittää itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS) käyttävää verkkoa alkutilassaan, 25 kuvio 4 esittää kuvion 3 verkkoa stabiilissa tilas sa, kuvio 5 esittää kuvion 4 verkon uudelleen synkronoitumista sen pääsolmun mentyä epäkuntoon, kuvio 6 esittää kuvion 4 verkon uudelleen synkronoiko tumista kahden solmun välisen yhteyden katkettua, kuvio 7 esittää sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän tilaa muutostilanteen aikana, kuvio 8 esittää yksittäisen solmun niitä elimiä, joissa keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan, ja 35 kuviot 9a-9f esittävät tapahtumasarjana keksinnönThe invention and its preferred embodiments will now be described in more detail with reference to the examples of Figures 3-9f in the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a message-based synchronization system in general form synchronized to the main source clock frequency, Figure 2 shows the network of Figure 1 when its master node is failed, Fig. 3 shows the network using self-directed slave synchronization (SOMS) in its initial state, Fig. 4 shows the network of Fig. 3 in a stable state, Fig. 5 shows the resynchronization of the network of Fig. 4 after its main node fails, Fig. 6 shows the resynchronization of the network of Fig. 4 to two nodes Fig. 7 shows the state of a system using message-based synchronization during a change situation, Fig. 8 shows the elements of a single node in which the method according to the invention is implemented, and Figs. 9a-9f show as a series of events of the invention

IIII

91690 7 mukaisen menetelmän soveltamista SOMS-järjestelmässä.91690 7 in the SOMS system.

Kuviossa 3 on esitetty edellä mainitun US-patentin 2,986,723 mukaista itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synchronization) käyt-5 tävää järjestelmä, joka käsittää tässä tapauksessa viisi solmua (tai laitetta), joita on merkitty viitenumeroilla 1...5 niiden hierarkiatason mukaan. (Verkon pääsolmulla on pienin SOMS-osoite.) Solmut välittävät toisilleen sanomia, jotka sisältävät em. SOMS-osoitteita. Näin solmut pystyvät 10 tunnistamaan toisensa näiden osoitenumeroiden avulla ja rakentamaan synkronointihierarkian, jolloin koko verkko pystyy synkronoitumaan pääsolmuun.Figure 3 shows a system using Self-Organizing Master-Slave synchronization (SOMS) according to the aforementioned U.S. Patent 2,986,723, comprising in this case five nodes (or devices) denoted by reference numerals 1 ... 5 according to their hierarchical level. (The main node of the network has the smallest SOMS address.) The nodes forward messages containing the above SOMS addresses. This allows the nodes to identify each other using these address numbers and build a synchronization hierarchy, allowing the entire network to synchronize with the master node.

Kuten edellä mainittiin, ovat verkossa jatkuvasti lähetettävät sanomat riippuvaisia käytettävästä sanomapoh-15 jäisestä synkronointimenetelmästä. Sanomat ovat lisäksi yksilöllisiä jokaista lähettävää solmua kohden. SOMS-ver-kossa synkronointisanoma käsittää kolme eri osaa: kehysrakenteen, tunnisteen ja tarkistussumman. SOMS-tunniste on SOMS-sanoman tärkein osa. Se koostuu kolmesta peräkkäises-20 tä numerosta D1...D3:As mentioned above, the messages transmitted continuously in the network depend on the message-based synchronization method used. In addition, the messages are unique for each sending node. In a SOMS network, a synchronization message comprises three different parts: a frame structure, an identifier, and a checksum. The SOMS identifier is the most important part of the SOMS message. It consists of three consecutive numbers D1 ... D3:

Dl on SOMS-sanoman lähettävän solmun synkronointi-taajuuden alkuperä eli lähettävälle solmulle pääsolmuna näkyvän solmun SOMS-osoite.D1 is the origin of the synchronization frequency of the sending node of the SOMS message, i.e. the SOMS address of the node visible to the sending node as the master node.

D2 on etäisyys Dl:llä ilmaistuun solmuun. Tämä 25 etäisyys ilmaistaan välissä olevien solmujen lukumääränä.D2 is the distance to the node expressed by D1. This distance is expressed as the number of nodes in between.

D3 on lähettävän solmun SOMS-osoite.D3 is the SOMS address of the sending node.

Jokainen solmu (tai laite) vertailee jatkuvasti sisääntulevia SOMS-tunnisteita keskenään ja valitsee näistä pienimmän. Tunnisteessa osat Dl, D2 ja D3 on yhdis-30 tetty suoraan yhdeksi luvuksi laittamalla ne peräkkäin (D1D2D3) (selvyyden vuoksi jatkossa kirjoitetaan väliviiva eri osia erottamaan; D1-D2-D3). Näin pienimmän osoitteen ensisijaiseksi valintaperusteeksi tulee edellisille solmuille pääsolmuna näkyvän solmun SOMS-osoite (Dl) eli 35 solmu pyrkii synkronoitumaan signaaliin, jonka taajuus on 91 690 8 alunperin lähtöisin solmulta, jonka osoite on mahdollisimman pieni. Tällöin stabiilissa tilanteessa koko verkko on synkronoitunut samaan pääsolmuun (koska koko verkon pää-solmulla on pienin SOMS-osoite).Each node (or device) continuously compares incoming SOMS tags with each other and selects the smallest of these. In the identifier, the parts D1, D2 and D3 are combined directly into one number by putting them in sequence (D1D2D3) (for the sake of clarity, a dash will be written below to separate the different parts; D1-D2-D3). Thus, the primary selection criterion for the smallest address becomes the SOMS address (D1) of the node visible to the previous nodes as the main node, i.e. 35 nodes tend to synchronize to a signal with a frequency of 91,690 8 originally coming from the node with the smallest address. In this case, in a stable situation, the entire network is synchronized to the same master node (because the master node of the entire network has the smallest SOMS address).

5 Mikäli kaksi tai useampi sisääntulevista signaaleis ta on synkronoitunut samaan pääsolmuun, valitaan näistä se, joka tulee lyhintä reittiä (D2). Viimeiseksi valintaperusteeksi jää SOMS-sanoman lähettävän solmun SOMS-osoite (D3) , jonka perusteella tehdään valinta, jos muuten ei 10 saada eroa sisään tulevien signaalien välille.5 If two or more of the incoming signals are synchronized to the same main node, the one with the shortest route (D2) is selected. The last selection criterion remains the SOMS address (D3) of the node sending the SOMS message, on the basis of which a selection is made if otherwise no difference is obtained between the incoming signals.

Kun solmu on hyväksynyt jonkin naapurisolmuista uudeksi synkronointilähteekseen sisääntulevan SOMS-tunnis-teen perusteella, joutuu solmu muodostamaan oman SOMS-tun-nisteensa uudestaan. Uusi SOMS-tunniste saadaan johdettua 15 valitusta pienimmästä SOMS-tunnisteesta seuraavasti: ensimmäinen osa (Dl) jätetään koskematta, toista osaa (D2) kasvatetaan yhdellä ja kolmas osa (D3) korvataan solmun omalla SOMS-osoitteella.Once a node has accepted one of the neighboring nodes as its new synchronization source based on the incoming SOMS identifier, the node has to re-establish its own SOMS identifier. The new SOMS identifier can be derived from the 15 selected smallest SOMS identifiers as follows: the first part (D1) is left untouched, the second part (D2) is incremented by one and the third part (D3) is replaced by the node's own SOMS address.

Jokaisella solmulla on myös oma sisäinen SOMS-tun-20 nisteensa X-O-X, jossa X on ko. solmun SOMS-osoite. Mikäli mikään sisääntulevista SOMS-sanomista ei sisällä tunnistetta, joka on sisäistä tunnistetta pienempi, käyttää solmu kellotaajuutensa lähteenä omaa sisäistä oskillaatto-riaan tai mahdollisesti erillistä synkronointituloa. Ulos- 2,5 lähtevässä SOMS-sanomassa käytetään luonnollisesti tällöin sisäistä SOMS-tunnistetta.Each node also has its own internal SOMS identifier X-O-X, where X is the SOMS address of the node. If none of the incoming SOMS messages contain an identifier that is less than the internal identifier, the node uses its own internal oscillator or possibly a separate synchronization input as the source of its clock frequency. The outgoing 2.5 outgoing SOMS message naturally uses the internal SOMS identifier.

Solmut lähettävät jatkuvasti SOMS-sanomia jokaiseen suuntaan, jotta muuttuneet tiedot SOMS-tunnisteissa levi-äisivät mahdollisimman nopeasti ja naapurisolmujen toimin-30 takunto olisi jatkuvasti selvillä. Ennen kuin SOMS-tunnis-teita voidaan verrata keskenään, sisääntulevat SOMS-sano-mat on hyväksyttävä ja SOMS-tunnisteet erotettava niistä.The nodes continuously send SOMS messages in each direction so that the changed information in the SOMS identifiers spreads as quickly as possible and the operation of the neighboring nodes is constantly clear. Before SOMS tags can be compared, incoming SOMS messages must be accepted and SOMS tags must be separated from them.

Kun tietyltä siirtoyhteydeltä saadaan ensimmäisen kerran SOMS-sanoma, sen sisältämä SOMS-tunniste hyväksy-35 tään heti vertailuja varten, mikäli sanoma oli virheetön.When a SOMS message is first received from a particular transmission link, its SOMS identifier is immediately accepted for comparison if the message was error-free.

Il 91690 9Il 91690 9

Kun sisääntulevalla siirtoyhteydellä on hyväksytty SOMS-tunniste ja sisään tulee jatkuvasti saman tunnisteen sisältävää virheetöntä sanomaa, pysyy tilanne muuttumattomana. Mikäli SOMS-sanoma havaitaan virheelliseksi, pysyttäy-5 dytään vielä vanhassa SOMS-tunnisteessa, kunnes on saatu kolme peräkkäistä SOMS-sanomaa virheellisenä. Tällöin ei enää hyväksytä ko. SOMS-tunnistetta vertailuun. Kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman odottamisella pyritään eliminoimaan hetkelliset häiriöt pois.When the incoming transmission link has an accepted SOMS identifier and an error-free message containing the same identifier arrives continuously, the situation remains unchanged. If an SOMS message is found to be invalid, the old SOMS identifier is retained until three consecutive SOMS messages are received as invalid. In that case, the SOMS tag for comparison. Waiting for three consecutive SOMS messages is intended to eliminate momentary interference.

10 Jos yhteydeltä ei tule mitään SOMS-sanomaa, vaikka yhteys muuten toimisikin, odotetaan kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman verran, kunnes hylätään sen hetkinen SOMS-tunniste. Mikäli yhteys menee kokonaan poikki, hylätään SOMS-tunniste välittömästi. Mikäli sisääntulevassa signaa-15 lissa olevien häiriöiden takia ei saada vertailuja varten kelvollista SOMS-tunnistetta, hylätään ko. siirtoyhteyden SOMS-tunniste. Tällöin vertailussa käytetään ko. sisääntu-levan siirtoyhteyden SOMS-tunnisteena vakioarvoista tunnistetta, jossa kaikki osat (Dl, D2 ja D3) saavat maksi-20 miarvonsa (MAX-MAX-MAX).10 If no SOMS message arrives from the connection, even if the connection is otherwise working, wait three consecutive SOMS messages until the current SOMS identifier is discarded. If the connection is completely lost, the SOMS identifier is rejected immediately. If, due to interference in the incoming signal, a valid SOMS identifier is not obtained for comparison, the the SOMS identifier of the transport connection. In this case, the as a SOMS identifier of the incoming transmission link, a standard identifier in which all parts (D1, D2 and D3) receive their maximum value -20 (MAX-MAX-MAX).

Kun sisääntulevassa SOMS-sanomassa havaitaan uusi muuttunut SOMS-tunniste, hyväksytään se heti vertailuun, mikäli sanoma oli virheetön. Näin verkon muutoksille ei aiheuteta turhia viiveitä.When a new changed SOMS identifier is detected in an incoming SOMS message, it is immediately accepted for comparison if the message was error-free. This does not cause unnecessary delays for network changes.

25 Alkutilanteessa jokainen solmu käyttää omaa sisäistä synkronointilähdettään, jolloin se lähettää muille solmuille omaa sisäistä SOMS-tunnistettaan X-O-X. Tätä tunnistetta verrataan myös sisääntuleviin SOMS-tunnisteisiin.25 In the initial situation, each node uses its own internal synchronization source, in which case it sends its own internal SOMS identifier X-O-X to the other nodes. This tag is also compared to incoming SOMS tags.

Mikäli mikään sisääntulevista tunnisteista ei ole sisäistä 30 tunnistetta pienempi, jatkaa ko. solmu oman sisäisen ajas-tuksen käyttöä.If none of the incoming tags is less than the internal 30 tags, the node to use its own internal timing.

• Kuviossa 3 SOMS-verkko on esitetty alkutilassa, jolloin mikään solmu (tai laite) ei ole ehtinyt saada prosessoitua sisääntulevia SOMS-sanomia. Kaikilla solmuil-35 la korkeimman prioriteetin saa solmun sisäinen SOMS-tun- 91 690 10 niste, koska muita ei vielä ole ehditty käsitellä. Kuviossa 3 on jokaisen solmun luokse merkitty siihen sisään tulevat SOMS-tunnisteet, ja valittu tunniste on kirjoitettu kehyksen sisään (kuvion 3 mukaisessa alkutilanteessa 5 kaikki solmut käyttävät sisäistä ajastuslähdettään). Synkronoinnin käytössä olevat yhteydet on piirretty yhtenäisellä viivalla, varalla olevat yhteydet katkoviivalla (kuvion 3 mukaisessa alkutilanteessa kaikki yhteydet ovat varalla).• In Figure 3, the SOMS network is shown in the initial state, when no node (or device) has had time to process incoming SOMS messages. For all nodes, the highest priority is given to the node's internal SOMS identifier, because others have not yet been processed. In Figure 3, the incoming SOMS tags are marked next to each node, and the selected tag is written inside the frame (in the initial situation 5 according to Figure 3, all nodes use their internal timing source). The connections in use for synchronization are drawn with a solid line, the spare connections with a broken line (in the initial situation according to Figure 3, all connections are spare).

10 Kun solmut ehtivät käsitellä sisääntulevia SOMS-sa- nomia, solmu 1 pysyttäytyy sisäisen ajastuksen käytössä, solmut 2 ja 4 synkronoituvat solmuun 1 tunnisteen 1-0-1 perusteella, solmu 3 synkronoituu solmuun 2 (2-0-2) ja solmu 5 solmuun 3 (3-0-3). Samalla solmut muodostavat omat 15 uudet SOMS-tunnisteensa edellä kuvatulla tavalla ja vaihtavat uloslähtevään SOMS-sanomaansa uuden tunnisteen.10 When the nodes have time to process the incoming SOMS messages, the node 1 remains in the internal timing, the nodes 2 and 4 are synchronized to the node 1 based on the identifier 1-0-1, the node 3 is synchronized to the node 2 (2-0-2) and the node 5 is synchronized to the node 3 (3-0-3). At the same time, the nodes generate their own new SOMS identifiers as described above and exchange the new identifier for their outgoing SOMS message.

Verkon tilanne sen stabiloiduttua on esitetty kuviossa 4.The state of the network after its stabilization is shown in Figure 4.

Kaikki solmut ovat synkronoituneet pääsolmuun 1 lyhintä mahdollista reittiä.All nodes are synchronized to the main node 1 by the shortest possible route.

20 Jos kuvion 4 tapauksessa menee pääsolmu epäkuntoon, menevät solmut 2 ja 4 välittömästi pakotetusti sisäisen ajastuksen tilaan menetettyään sisääntulevan SOMS-tunnis-teen 1-0-1. Kun solmut 3 ja 5 havaitsevat solmuissa 2 ja 4 tapahtuneen muutoksen, menevät myös ne pakotetusti sisäi-25 seen ajastukseen. Solmun 2 palatessa normaaliin tilaan se saa solmuilta 3 ja 4 näiden sisäiset SOMS-tunnisteet (3-0-3 ja 4-0-4) ja pysyttäytyy sisäisessä ajastuksessa, koska ulkoapäin ei tule pienempää SOMS-tunnistetta kuin sen oma sisäinen tunniste (2-0-2). Solmu 4 synkronoituu vuorostaan 30 solmuun 2. Verkko on stabiloiduttuaan kuvion 5 esittämässä tilassa, jossa solmusta 2 on tullut verkon uusi pääsolmu.If, in the case of Figure 4, the main node fails, the nodes 2 and 4 immediately forcibly enter the internal timing state after losing the incoming SOMS identifier 1-0-1. When nodes 3 and 5 detect a change in nodes 2 and 4, they also forcibly go to internal timing. When Node 2 returns to normal, it receives from its nodes 3 and 4 their internal SOMS tags (3-0-3 and 4-0-4) and stays in the internal timing because there is no smaller SOMS tag from the outside than its own internal tag (2- 0-2). Node 4 in turn synchronizes to node 2. After stabilizing, the network is in the state shown in Figure 5, where Node 2 has become the new main node of the network.

Jos vain esim. solmujen 1 ja 2 välinen yhteys katkeaa (kuvio 6) , menee vain solmu 2 pakotetusti sisäisen ajastuksen tilaan. Palatessaan normaalitilaan se synkronoituu 35 solmuun 4, jolla on yhteys verkon pääsolmuun. Koko verkon li 91690 11 stabiloiduttua on synkronointi edelleenkin peräisin solmusta 1 yhdestä katkoksesta huolimatta. Tämä tilanne on esitetty kuviossa 6.If, for example, only the connection between nodes 1 and 2 is lost (Fig. 6), only node 2 is forced to enter the internal timing state. When it returns to normal mode, it synchronizes 35 to node 4, which is connected to the main node of the network. Once the entire network li 91690 11 has stabilized, the synchronization is still from node 1 despite one interruption. This situation is shown in Figure 6.

Kun keksinnön mukaista määräaikaa käytetään estämään 5 vanhentuneiden ja virheellisten synkronointisanomien si-sääntuleminen, on järjestelmässä syntyvä tilanne kuviossa 7 esitetyn kaltainen. Muutoskohdasta (ympyröiden yhteinen keskipiste) lähtee etenemään poispäin vyöhyke 70, jossa olevat solmut ovat pakotetusti määräajan tietyssä vakioti-10 lassa (tämä ei koske muutoskohdan ja järjestelmän pääkel-lon välissä olevia solmuja, jotka toimivat normaalisti koko ajan, koska vika/muutos ei vaikuta niiden synkronointiin) . Jossain vaiheessa tilanne on esim. kuviossa 7 esitetyn kaltainen; sisimmän vyöhykkeen sisällä olevat solmut 15 ovat jo palanneet takaisin normaalitilaan, sitä seuraavan vyöhykkeen (70) alueella ovat pakotetun määräajan tilassa olevat solmut, ja uloimman vyöhykkeen alueella ovat vielä vanhan tiedon pohjalta toimivat solmut. Järjestelmän synkronointi on muodostunut uudelleen kuntoon, kun vyöhyke 70 20 on saavuttanut alueen reunan ja poistunut, jolloin kaikki solmut toimivat jälleen voimassa olevien tietojen mukaisesti .When the time limit according to the invention is used to prevent the occurrence of outdated and erroneous synchronization messages, the situation in the system is as shown in Fig. 7. From the point of change (the common center of the circles), we move away to zone 70, where the nodes are forcibly within a certain constant time limit of 10 (this does not apply to nodes between the point of change and the main body of the system, which operate normally all the time because they are not affected by the fault / change). synchronization). At some point, the situation is e.g. as shown in Figure 7; the nodes 15 within the innermost zone have already returned to the normal state, the nodes in the forced time zone are in the region of the next zone (70), and the nodes operating on the basis of the old data are still in the region of the outermost zone. The synchronization of the system is re-established when the zone 70 20 has reached the edge of the area and exited, whereby all the nodes again operate according to the valid data.

Yksittäisen solmun ei kuitenkaan tarvitse odottaa, että koko järjestelmä ehtii havaita muutoksen ja mennä 25 määriteltyyn vakiotilaan. Riittää, että solmun ympäristö tietää muuttuneen tilanteen ja on reagoinut siihen. Tällöin valittavan määräajan on oltava niin pitkä, että kaikki tiettyyn solmuun synkronoituneet naapurisolmut ehtivät siirtyä määriteltyyn tilaan, eikä ko. solmu saa enää vir-30 heellisiä synkronointisanomia siirtyessään takaisin normaalitilaan ja alkaessaan uudestaan valita parasta synk-ronointitunnistetta. Määräajan K minimikesto voidaan laskea seuraavan kaavan avulla: (1) K = 2 x (S + H + V) , 35 missä S on maksimikesto synkronointisanoman muodostami- 12 916*0 selle ja sen siirrolle kahden solmun välillä, H on synk-ronointisanoman hyväksymisen maksimikesto solmussa ja V on sisääntulevien synkronointitunnisteiden vertailun maksimi-kesto solmussa. Yhtälön (1) mukainen määräaika ei ole 5 lainkaan riippuvainen verkon koosta, vaan se on solmun toteutuksesta, järjestelmässä käytetystä siirtonopeudesta, synkronointimenetelmästä ja sanomanpituudesta sekä järjestelmän siirtoviiveistä riippuva vakio, joka voidaan määrittää järjestelmän rakennusvaiheessa.However, an individual node does not have to wait for the entire system to detect the change and go to the 25 defined steady state. It is sufficient that the environment of the node knows the changed situation and has reacted to it. In this case, the time period to be selected must be so long that all neighboring nodes synchronized to a particular node have time to enter the defined state, and not the the node no longer receives viral synchronization messages when it returns to normal mode and begins to select the best synchronization identifier again. The minimum duration of the time period K can be calculated using the following formula: (1) K = 2 x (S + H + V), 35 where S is the maximum duration for generating a synchronization message and its transmission between two nodes, H is the time for accepting the synchronization message. the maximum duration at the node and V is the maximum duration at the node of the comparison of the incoming synchronization identifiers. The time period according to Equation (1) does not depend at all on the size of the network, but is a constant depending on the node implementation, the transmission rate used in the system, the synchronization method and message length, and the system transmission delays, which can be determined during the system construction phase.

10 Yhtälössä (1) on ensin huomioitu se aika, joka pakotetusti määriteltyyn vakiotilaan siirtyneen solmun naapurilaitteilta menee sen havaitsemiseen, että kyseinen solmu on siirtynyt mainittuun tilaan, ja toiseksi se aika, joka pakotetusti mainittuun tilaan siirtyneellä solmulla 15 menee ennen kuin se havaitsee muiden solmujen reagoineen muuttuneeseen tilanteeseen ja ehtii itse käydä läpi muuttuneet sisääntulevat synkronointitunnisteet.10 Equation (1) takes into account, first, the time from neighboring devices of a node that has entered a forced steady state to detect that that node has entered that state, and secondly, the time that a node 15 that has forcibly entered said state has reacted to before other nodes respond. to the changed situation and have time to go through the changed inbound sync tags themselves.

Kuviossa 8 on esitetty solmun niitä elimiä, joissa keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan. Kuviossa on esi-20 tetty kaksi järjestelmän solmuun naapurisolmuilta tulevaa yhteyttä, A ja B. Kummankin yhteyden siirtolinja on kytketty signaalin lähetys- ja vastaanotto-osalle 13a ja vastaavasti 13b, jotka suorittavat fyysisen signaalin käsittelyn. Osat 13a ja 13b välittävät synkronointisanoman 25 edelleen siihen kytketylle synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osalle 16a ja vastaavasti 16b. Synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osa suorittaa mm. sanoman virheettömyyden tarkistuksen ja välittää sanoman edelleen solmun keskitetylle synkronoinnin päätöksenteko-osal-30 le 23, jonka sisäänmeno on kytketty vastaavan vastaanotto-osan 16a, 16b ulostuloon. Signaalin lähetys- ja vastaanotto-osat 13a ja 13b tarkkailevat myös vastaanottamansa signaalin laatua ja tallettavat näistä tiedon liitäntäkohtai-siin vikatietokantoihin 24a ja vastaavasti 24b. Synk-35 ronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osa 16a saa vika-Figure 8 shows the elements of the node in which the method according to the invention is implemented. The figure shows two connections to the system node from neighboring nodes, A and B. The transmission line of each connection is connected to the signal transmission and reception section 13a and 13b, respectively, which perform the processing of the physical signal. Parts 13a and 13b forward the synchronization message 25 to the synchronization message transmission and reception section 16a and 16b, respectively, connected thereto. The sending and receiving part of the synchronization message performs e.g. checking the error of the message and forwarding the message to the central synchronization decision-making section 30 of the node 23, the input of which is connected to the output of the respective receiving section 16a, 16b. The signal transmitting and receiving sections 13a and 13b also monitor the quality of the received signal and store the information thereon in the connection-specific fault databases 24a and 24b, respectively. The sending and receiving section 16a of the Sync-35

IIII

91 6 ? ϋ 13 tiedot tietokannalta 24a ja lähetys- ja vastaanotto-osa 16b vastaavasti vikatietokannalta 24b. Yhteydellä olevan vian/muutoksen havainnointi signaalin lähetys- ja vastaanotto-osissa tapahtuu sinänsä tunnetusti.91 6? ϋ 13 data from the database 24a and the transmission and reception section 16b from the fault database 24b, respectively. The detection of a connection fault / change in the signal transmission and reception parts takes place as is known per se.

5 Päätöksenteko-osa 23 suorittaa sanomien vertailun ja tallettaa ne muistiin 21, esim. prioriteettijärjestykseen siten, että ylimpänä on aina valittuna oleva synkronointi-tunniste. Päätöksenteko-osa saa myös liitäntäkohtaiselta lähetys- ja vastaanottolohkolta 11a tai 11b vastaavan sig-10 naalin vikatiedot, joko synkronointisanoman muodossa tai erillisinä vikatietoina. Kun päätöksenteko-osa huomaa saamistaan tiedoista, että solmun on mentävä määräajaksi määrättyyn vakiotilaan, se valitsee ajaetuksensa lähteen käytetyssä synkronointimenetelmässä tilannetta varten 15 määritellyllä tavalla, antaa muistista 22 (johon se muodostaa kulloinkin käytettävän uloslähtevän tunnisteen) tätä vastaavan synkronointitunnisteen liitäntäkohtaisille synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osille 16a ja 16b ja käynnistää ajastinelimensä 25. Uudella tunnisteella 20 solmu ilmaisee tapahtuneen muutoksen naapurisolmuilleen.The decision-making section 23 compares the messages and stores them in the memory 21, e.g. in order of priority, so that the synchronization identifier is always selected at the top. The decision-making section also receives the fault information of the corresponding signal from the connection-specific transmission and reception block 11a or 11b, either in the form of a synchronization message or as separate fault information. When the decision-making part detects from the information received that the node has to go to a fixed constant state for a certain time, it selects its source in the synchronization method used for the situation 15, gives a corresponding for parts 16a and 16b and starts its timer member 25. With the new identifier 20, the node indicates the change that has taken place to its neighboring nodes.

Kun ajastinelimet 25 ovat antaneet tiedon määräajan K umpeutumisesta, saa päätöksenteko-osa 23 jälleen valita ajastuslähteen normaalin menettelyn mukaisesti.After the timer members 25 have notified the expiration of the period K, the decision section 23 may again select the timing source according to the normal procedure.

Kuvioissa 9a-9f on esitetty kuvasarjana keksinnön 25 mukaista ratkaisua SOMS-järjestelmässä. Kullakin hetkellä pakotetusti sisäisessä ajastuksessa olevat solmut on merkitty piirtämällä niiden numeron alle viiva. Lähtötilanteessa (kuvio 9a) on esitetyllä järjestelmän osalla yhteys muuhun järjestelmään ja tätä kautta myös järjestelmän 30 pääsolmuun solmun 17 kautta. Solmu saa muusta järjestelmästä synkronointitunnisteen 1-6-16, joka on lähtöisin järjestelmän pääsolmulta (solmu 1) ja jonka on lähettänyt solmu 16. Havaittuaan synkronoinnin menetyksen solmu 17 menee pakotetusti sisäisen ajastuksen tilaan (kuvio 9b) , 35 jolloin se alkaa lähettää sisäistä synkronointitunnistet- 14 916*0 taan 17-0-17. Muut solmut eivät vielä ole havainneet muutosta. Seuraavassa vaiheessa (kuvio 9c) solmut 18 ja 19 ovat havainneet tapahtuneen muutoksen ja menevät itsekin pakotetusti sisäisen ajastuksen tilaan alkaen lähettää 5 ulos omia sisäisen ajastuksen tunnisteitaan 18-0-18 ja vastaavasti 19-0-19. Tämän jälkeen (kuvio 9d) , solmun 17 lähimpien solmujen reagoitua muutokseen ja solmun 17 saatua siitä tiedon näiden muuttuneiden tunnisteiden muodossa, umpeutuu solmun 17 määräaika (K), ja solmu saa jälleen 10 vapaasti valita ajaetuksensa lähteen. Koska kumpikaan sisääntulevista tunnisteista ei kuitenkaan ole parempi kuin solmun oma sisäinen tunniste, pysyttäytyy solmu 17 sisäisessä ajastuksessa ollen vapaa valitsemaan paremman tunnisteen heti, kun sellainen tulee. Tässä vaiheessa on 15 myös solmu 20 havainnut tapahtuneen muutoksen ja siirtynyt sisäisen ajastuksen tilaan edellä kuvatuksi määräajaksi.Figures 9a-9f show as a series of images a solution according to the invention 25 in a SOMS system. The nodes in the forced internal timing at each moment are marked by drawing a line below their number. In the initial situation (Fig. 9a), the part of the system shown has a connection to the rest of the system and thus also to the main node of the system 30 via the node 17. The node receives from the other system a synchronization identifier 1-6-16 originating from the main node of the system (Node 1) and transmitted by the node 16. Upon detecting the loss of synchronization, the node 17 forcibly enters the internal timing state (Figure 9b), 35 starting to send the internal synchronization identifier. 14 916 * 0 17-0-17. The other nodes have not yet detected the change. In the next step (Fig. 9c), the nodes 18 and 19 have detected the change and are themselves forced to enter the internal timing mode, starting to send out their own internal timing identifiers 18-0-18 and 19-0-19, respectively. Thereafter (Fig. 9d), after the nearest nodes of the node 17 react to the change and the node 17 is informed about it in the form of these changed identifiers, the time limit (K) of the node 17 expires, and the node is again free to choose the source of its timing. However, since neither of the incoming tags is better than the node's own internal tag, the node 17 stays in the internal timing, free to choose a better tag as soon as it arrives. At this point, the node 20 has also detected the change and entered the internal timing mode for the time period described above.

Kuvion 9e esittämässä vaiheessa on solmujen 18 ja 19 määräaika umpeutunut ja valitsevat molemmat uudeksi ajastuk-sensa lähteeksi solmun 17 kellotaajuuden tunnisteen 17-0-20 17 perusteella. Lopulta (kuvio 9f) myös solmun 20 määrä aika umpeutuu ja koko muusta järjestelmästä erilleen jäänyt osa on synkronoitunut solmun 17 kellotaajuuteen, kun vaihtoehtoista reittiä koko järjestelmän pääsolmuun ei ole löytynyt.In the step shown in Figure 9e, the deadlines of nodes 18 and 19 have expired and both select their new timing source based on the clock frequency identifier 17-0-20 17 of node 17. Eventually (Fig. 9f), the amount of time of node 20 also expires and the part separated from the rest of the rest of the system is synchronized to the clock frequency of node 17 when no alternative route to the main node of the whole system is found.

25 Ollessaan ennalta määritetyssä vakiotilassa, kuten sisäisen ajastuksen tilassa, jos on kysymyksessä edellä kuvatun kaltainen SOMS-verkko, on solmun edullista vastaanottaa ja käsitellä koko ajan sisääntulevia synkronoin-titunnisteita. Tällöin sillä on määräajan umpeuduttua jo 30 valmiiksi muodostunut synkronoinnin prioriteettilista (muisti 21, kuvio 8) , josta voi heti valita uuden ajastuksen lähteen.When in a predetermined standard state, such as an internal timing state, in the case of a SOMS network as described above, it is preferable for the node to receive and process incoming synchronization identifiers at all times. In this case, after the expiration of the time limit, it already has a pre-formed synchronization priority list (memory 21, Fig. 8), from which a new timing source can be selected immediately.

Järjestelmän synkronoinnin kannalta on myös edullista, että kaikilla solmuilla on sama määräaika. Tällöin 35 turhat muutokset ja heilahtelut synkronoinnissa jäävät li 91690 15 pois, koska solmut palautuvat takaisin normaalitilaan järjestyksessä. Näin ollen synkronointiin ei myöskään muodostu saarekkeita, koska järjestelmän eri osat eivät reagoi muutoksiin eri tahtiin. Tässä tapauksessa kyseisen 5 määräajan määrää se solmu, jolla yhtälön 1 mukaisesti määritetty aika on pisin.From the point of view of system synchronization, it is also advantageous that all nodes have the same deadline. In this case, 35 unnecessary changes and fluctuations in the synchronization are omitted li 91690 15, because the nodes return to the normal state in order. Thus, no islands are formed for synchronization either, because different parts of the system do not react to changes at different rates. In this case, the time limit in question 5 is determined by the node with the longest time determined according to Equation 1.

Järjestelmän synkronoinnin kannalta on myös edullista varmistaa käytetyn yhteyden kaksisuuntaisuus ennen kuin sitä käytetään synkronointiin. Mikäli yhteyttä ei voida 10 luotettavasti todeta kaksisuuntaiseksi, kielletään sen käyttö synkronointiin. Tällä tavoin voidaan varmistaa se, ettei synkronointi pääse, lyhentyneestä määräajasta huolimatta, missään olosuhteissa sekoamaan. Näin voisi käydä esim. tapauksessa, jossa solmun tullessa, entistä lyhyem-15 män määräajan jälkeen, takaisin normaalitilaansa se saakin esim. yksisuuntaista yhteyttä pitkin vanhentuneen synk-ronointitunnisteen (tieto muutoksesta ei ole päässyt naa-purisolmuille, koska yhteys niihin on yksisuuntainen).From the point of view of system synchronization, it is also advantageous to ensure the bidirectionality of the connection used before it is used for synchronization. If the connection cannot be reliably determined to be bidirectional, its use for synchronization is prohibited. In this way, it can be ensured that the synchronization cannot be confused under any circumstances, despite the reduced time limit. This could be the case, for example, when when a node returns to its normal state after an even shorter period of time, it receives, for example, an outdated synchronization identifier via a one-way connection (information about the change has not reached neighboring nodes because the connection to them is one-way).

Jotta kahden solmun välinen yhteys voitaisiin todeta 20 yksisuuntaiseksi, vaaditaan solmujen välille kommunikointia. Kommunikoinnin käytännön toteutus voi vaihdella yhden bitin välittämisestä sanomien avulla tapahtuvaan kättelyyn. Viime mainittu vaihtoehto on sikäli edullinen, että sen avulla pystytään varmasti toteamaan yhteyden kak-25 sisuuntaisuus ilman minkäänlaisia järjestelmää koskevia ennakko-oletuksia. Jokaisen yhteyden tullessa päälle kät-televät yhteyden molemmat osapuolet yhteyden kaksisuuntaiseksi ennen kuin lähetetään ensimmäistäkään varsinaista synkronointisanomaa. Tämä kättely suoritetaan uudestaan 30 jokaisen katkoksen jälkeen, ja se toteutetaan synkronoin-tisanoman lähetys- ja vastaanotto-osissa (vrt. kuvio 8) . Kaksisuuntaisuuden varmistamista kuvataan tarkemmin rinnakkaisessa patenttihakemuksessa FI-92xxxx, johon viitataan tarkemman kuvauksen suhteen.In order for a connection between two nodes to be found to be one-way, communication between the nodes is required. The practical implementation of communication can range from the transmission of one bit to a handshake by means of messages. The latter option is advantageous in that it makes it possible to determine with certainty the two-way orientation of the connection without any presuppositions about the system. When each connection is turned on, both parties to the connection shake the connection two-way before sending the first actual synchronization message. This handshake is performed again after each interruption and is performed in the transmission and reception parts of the synchronization message (cf. Fig. 8). Ensuring bidirectionality is described in more detail in co-pending patent application FI-92xxxx, to which reference is made for a more detailed description.

35 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten 91690 16 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka siis edel-5 lä on käytetty esimerkkinä SOMS-järjestelmää, on keksinnön mukainen ratkaisu sovellettavissa kaikkiin sellaisiin sanomapohjaista synkronointia käyttäviin järjestelmiin, joissa pyritään määräaikaisella vakiotilalla estämään virheellisten/vanhentuneiden synkronointitunnisteiden valo linta. Vaikka edellä on kuvattu esimerkkiä, jossa ajas-tinelimet mittaavat etukäteen määrättyä määräaikaa K, on myös mahdollista toteuttaa keksintö niin, että määräajan päättyminen on sidottu naapurisolmuilta tulevien muuttuneiden tunnisteiden havaitsemiseen.Although the invention has been described above with reference to the examples according to the accompanying drawings 91690 16, it is clear that the invention is not limited thereto, but can be modified within the scope of the inventive idea set forth above and in the appended claims. Thus, although the SOMS system has been used as an example above, the solution according to the invention is applicable to all such systems using message-based synchronization, in which the aim is to prevent the illumination of erroneous / outdated synchronization identifiers in a fixed period mode. Although an example has been described above in which the timer members measure a predetermined time limit K, it is also possible to implement the invention so that the end of the time limit is tied to the detection of changed identifiers from neighboring nodes.

IlIl

Claims (6)

1. Hierarkiskt synkroniseringsförfarande för ett datakommunikationssystem som använder meddelandebaserad 5 synkronisering, vilket datakommunikationssystem omfattar ett flertal noder sammankopplade med förbindelser (A, B), i vilket förfarande noderna sänder varandra signaler som innehäller synkroniseringsmeddelanden, vilka omfattar information om en motsvarande signals prioritet i systemets 10 interna synkroniseringshierarki, ooh i vilket förfarande en nod i en förändringssituation, säsom en felsituation, övergär tili ett förutbestämt standardtillständ för en förutbestämd tidsperiod för att hindra vai av felaktiga synkroniseringsmeddelanden, kännetecknat därav 15 att som nämnda bestämda tidsperiods minimilängd används den tid (K) som gär ät tili att en nods grannoder fär information om att noden övergätt tili nämnda standardtill-ständ, reagerat pä förändringen och noden själv av granno-derna fätt information om deras reaktion. 20A hierarchical synchronization method for a data communication system using message-based synchronization, said data communication system comprising a plurality of nodes interconnected with connections (A, B), in which the nodes transmit each other signals containing synchronization messages which include information about a corresponding signal's priority internal synchronization hierarchy, and in which method a node in a change situation, such as an error situation, transfers to a predetermined default state for a predetermined period of time to prevent any incorrect synchronization messages, characterized as being used as said fixed time period as It is preferable that a neighbor's nodes receive information that the node has given over to said standard state, reacted to the change and the node itself has received information about their response from the neighbors. 20 2. Förfarande enligt patentkrav 1, känne tecknat därav att för alla noder i systemet används samma bestämda tidsperiod, som bestäms av den nod vars pä detta sätt bestämda tidsperiod är längst.2. A method according to claim 1, characterized in that for all nodes in the system the same fixed period of time is used, which is determined by the node whose time period determined in this way is the longest. 3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e -25 tecknat därav att noden mottager och behandlar in-kommande synkroniseringsmeddelanden även under nämnda bestämda tidsperiod, men väljer källan för sin tidsanpass-ning pä grund av dessa först efter nämnda bestämda tidsperiod löpt ut. 303. A method according to claim 1, characterized in that the node receives and processes incoming synchronization messages even during said fixed period of time, but selects the source for its timing due to these having expired only after said fixed period of time. 30 4. Förfarande enligt patentkrav 1, känne tecknat därav att dubbelriktningen i förbindelsen mellan tvä noder detekteras, och genast dä förbindelsen inte finnes dubbelriktad, förbjuds användning av denna förbindelse för synkronisering. 91690 204. A method according to claim 1, characterized in that the bi-directionality of the connection between two nodes is detected, and as soon as the connection is not bi-directional, the use of this connection for synchronization is prohibited. 91690 20 5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e -t e c k n a t därav att det att förbindelsen är dubbel-riktad säkerställs genom att en dubbelriktad handskakning utförs mellan noderna ätminstone alltid efter en sädan 5 förändring som lett tili övergäng tili nämnda standard-tillständ.5. A method according to claim 4, characterized in that the connection is bi-directional by ensuring that a bi-directional handshake is performed between the nodes at least always after such a change which has led to the transition to said standard condition. 6. Datakommunikationssystem som använder meddelan- debaserad synkronisering, vilket system omfattar ett fler-tal noder sammankopplade med förbindelser (A, B), vilka 10 noder sänder varandra signaler som innehäller synkronise-ringsmeddelanden, vilka omfattar information om en motsva-rande signals prioritet i systemets interna synkronise-ringshierarki, och i vilket system en nod i en föränd-ringssituation, säsom en felsituation, övergär tili ett 15 förutbestämt standardtillständ för en förutbestämd tids-period för att hindra vai av felaktiga synkroniserings-meddelanden, kännetecknat därav att en nod i systemet omfattar timerorgan (25), vilka mäter den förut-bestämda tidsperioden (K), som motsvarar den tid som gär 20 ät tili att en nods grannoder fär information om att noden övergätt tili nämnda standardtillständ, reagerat pä för-ändringen och noden själv frän grannoderna fätt information om deras reaktion. I!6. Data communication systems using message-based synchronization, which system comprises a plurality of nodes interconnected with connections (A, B), which nodes transmit each other signals containing synchronization messages, which include information on the priority of a corresponding signal in the system's internal synchronization hierarchy, and in which system a node in a change situation, such as a failure situation, assigns to a predetermined default state for a predetermined period of time to prevent the occurrence of incorrect synchronization messages, characterized in that a node in the system comprises timer means (25), which measure the predetermined time period (K), which corresponds to the time that eats for a node's neighbor nodes to receive information that the node has passed to said standard state, reacted to the change and the node itself from the neighbor nodes fetch information about their reaction. IN!
FI925073A 1992-11-09 1992-11-09 Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization FI91690C (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI925073A FI91690C (en) 1992-11-09 1992-11-09 Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization
AU54220/94A AU5422094A (en) 1992-11-09 1993-11-08 A hierarchical synchronization method and a telecommunications system employing message-based synchronization
DE4395759T DE4395759T1 (en) 1992-11-09 1993-11-08 Hierarchical synchronization method and telecommunication system in which a message-based synchronization is used
PCT/FI1993/000456 WO1994011963A1 (en) 1992-11-09 1993-11-08 A hierarchical synchronization method and a telecommunications system employing message-based synchronization
GB9509148A GB2287382B (en) 1992-11-09 1993-11-08 A hierarchical synchronization method and a telecommunications system employing message-based synchronization

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI925073 1992-11-09
FI925073A FI91690C (en) 1992-11-09 1992-11-09 Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI925073A0 FI925073A0 (en) 1992-11-09
FI91690B true FI91690B (en) 1994-04-15
FI91690C FI91690C (en) 1994-07-25

Family

ID=8536181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI925073A FI91690C (en) 1992-11-09 1992-11-09 Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU5422094A (en)
DE (1) DE4395759T1 (en)
FI (1) FI91690C (en)
GB (1) GB2287382B (en)
WO (1) WO1994011963A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69811906T2 (en) * 1997-08-14 2003-11-13 Tellabs Denmark As Ballerup A REMOTE TRANSMISSION NETWORK, NETWORK ELEMENTS THEREFOR AND METHOD FOR IDENTIFYING THE SYNCHRONIZATION OF A NETWORK ELEMENT
WO2005029763A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-31 Impsys Digital Secuirty Ab Data communication security arrangement and method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142069A (en) * 1977-06-20 1979-02-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Time reference distribution technique
DE3629931A1 (en) * 1986-09-03 1988-03-10 Philips Patentverwaltung HIERARCHICAL SYNCHRONIZATION METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SWITCHING CENTERS OF A INTERMEDIATED TELECOMMUNICATION NETWORK
DE3943052A1 (en) * 1989-12-28 1991-07-04 Philips Patentverwaltung HIERARCHICAL SYNCHRONIZATION METHOD FOR SWITCHING CENTERS OF A TELECOMMUNICATION NETWORK

Also Published As

Publication number Publication date
GB2287382B (en) 1996-09-25
DE4395759T1 (en) 1995-09-21
FI925073A0 (en) 1992-11-09
GB9509148D0 (en) 1995-07-19
FI91690C (en) 1994-07-25
AU5422094A (en) 1994-06-08
GB2287382A (en) 1995-09-13
WO1994011963A1 (en) 1994-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI91689B (en) Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization
FI95978B (en) Hierarchical synchronization procedure
US7724655B2 (en) Network addressing scheme for reducing protocol overhead in an optical network
US9030962B2 (en) Method for routing information over a network employing centralized control
FI103307B (en) Communication network synchronization
US6144675A (en) Clock regeneration apparatus for synchronous data transmission
FI95977B (en) A network arrangement
FI95979C (en) Hierarchical synchronization procedure
FI92126B (en) A network arrangement
FI95975B (en) Hierarchical synchronization method
FI95976B (en) Network arrangement
FI92358B (en) Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization
FI91690B (en) Hierarchical synchronization procedure and a data traffic system that uses message-based synchronization
FI104593B (en) Hierarchical synchronization procedure
FI104665B (en) Hierarchical synchronization method
FI91691B (en) Hierarchical synchronization method
FI102442B (en) Synchronization of a data communication network
JP3395703B2 (en) Point-to-point communication network system and communication control method therefor
KR100322273B1 (en) Network synchronous apparatus between master and slave nodes of switch network and method therefor
KR0153378B1 (en) Method for changing route to master node at network synchronization of switching network
KR970068287A (en) How to Synchronize the Transport Network

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application