FI91692B - Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi - Google Patents

Description

5 91692

Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi.

10 Nykyinen digitaalinen siirtoverkko on plesiokroni- nen, mikä tarkoittaa sitä, että jokaisella 2 Mbit/s pe-ruskanavointijärjestelmällä on oma, toisista järjestelmistä riippumaton kellonsa. Tämän johdosta ei ylemmän asteen järjestelmän bittivirrasta pystytä paikallistamaan 15 yhtä 2 Mbit/s:n signaalia, vaan 2 Mbit/s:n signaalin erottamiseksi on ylemmän tason signaali demultipleksoitava jokaisen väliasteen kautta 2 Mbit/s -tasolle. Tästä johtuen on erityisesti haaroittuvien yhteyksien, joilla vaaditaan useita multipleksereitä ja demultipleksereitä, ra-20 kentaminen ollut kallista. Toinen plesiokronisen siirtoverkon haitta on se, että kahden eri laitevalmistajan laitteet eivät useinkaan ole keskenään yhteensopivia.

Muun muassa yllä mainitut puutteet ovat johtaneet uuden synkronisen digitaalisen hierarkian SDH (Synchronous 2,5 Digital Hierarchy) määrittelyyn. Määrittely on tehty * CCITT:n suosituksissa G.707...G.709 ja G.781...G.784.

Synkroninen digitaalinen hierarkia perustuu STM-N -siirto-kehyksiin (Synchronous Transport Module), joita on usealla hierarkiatasolla N (N=l,4,16...). Olemassa olevat PCM-jär-30 jestelmät, kuten 2, 8, ja 32 Mbit/s:n järjestelmät multip-leksoidaan SDH-hierarkian alimman tason (N=l) synkroniseen 155,520 Mbit/s kehykseen, jota kutsutaan edellä esitetyn mukaisesti STM-1 -kehykseksi. Ylemmillä hierarkiatasoilla ovat bittinopeudet alimman tason monikertoja. Periaattees-35 sa on synkronisen siirtoverkon kaikki solmut synkronoitu 2 91692 yhteen kelloon. Mikäli jotkut solmut kuitenkin menettäisivät kytkennän yhteiseen kelloon, johtaisi se vaikeuksiin solmujen välisissä kytkennöissä. Vastaanotossa on kehyksen vaihe myös pystyttävä selvittämään helposti. Edellä mai-5 nittujen seikkojen takia on SDH-tietoliikenteessä otettu käyttöön osoitin, joka on numero, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehyksen sisällä, toisin sanoen osoitin osoittaa siihen tavuun STM-kehyksessä, josta hyötykuorma alkaa.

Kuviossa 1 on havainnollistettu STM-N -kehyksen 10 rakennetta, ja kuviossa 2 yhtä STM-1 -kehystä. STM-N -kehys koostuu matriisista, jossa on 9 riviä ja N kertaa 270 saraketta siten, että jokaisen rivin sarakkeen risteyskohdassa on yksi tavu. N x 9:n ensimmäiset sarakkeen rivit 1-3 ja 5-9 käsittävät jänneotsikon SOH (Section 15 Overhead), ja rivi 4 AU-osoittimen. Loppuosan kehysrakenteesta muodostaa N kertaa 261 sarakkeen pituinen osa, johon sisältyy STM-N- kehyksen hyötykuormaosa.

Kuvio 2 havainnollistaa yhtä STM-1- kehystä, jonka rivi on siis 270 tavun pituinen edellä esitetyn mukaises-20 ti. Hyötykuormaosa käsittää yhden tai useamman hallintoyksikön AU (Administration Unit). Kuvion esimerkkitapauksessa hyötykuormaosa muodostuu AU-4- yksiköstä, johon on sijoitettu vastaavasti virtuaalinen kontti VC-4 (Virtual Container). (Vaihtoehtoisesti siirtokehys STM-1 voi sisäl-25 tää kolme AU-3- yksikköä, joista kuhunkin on sijoitettu vastaava virtuaalinen kontti VC-3). VC-4 muodostuu puolestaan kunkin rivin alussa olevasta yhden tavun pituisesta (yhteensä 9 tavua) reittiotsikosta PÖH (PathOverhead) sekä hyötykuormaosasta, jonka sisältämät alemman tason kehykset 30 sisältävät myös tavuja, jotka mahdollistavat liitäntäta-sauksen suorittamisen mapituksen yhteydessä mapitettavan informaatiosignaalin nopeuden poiketessa jossain määrin nimellisarvostaan. (Informaatiosignaalin mapitusta siirto-kehykseen STM-1 on kuvattu esimerkiksi patenttihakemuksis-35 sa AU-B-34689/89 sekä FI-914746.) I! 91692 3

Jokaisella tavulla, joka on AU-4 -yksikössä on oma paikkanumeronsa. Edellä mainittu AU-osoitin sisältää VC-4-kontin ensimmäisen tavun paikan AU-4 -yksikössä. Osoittimien avulla voidaan suorittaa SDH-verkon eri pisteissä 5 positiivisia tai negatiivisia osoitintasauksia. Jos verkon solmuun, joka toimii tietyllä kellotaajuudella, tuodaan ulkopuolelta virtuaalinen kontti, jonka kellotaajuus on äskeistä suurempi, on seurauksena datapuskurin täyttyminen. Tällöin on suoritettava negatiivinen tasaus: vas- 10 taanotetusta VC-kontista siirretään yksi tavu lähetettävän kehyksen otsikkotilan puolelle ja osoittimen arvoa pienennetään vastaavasti yhdellä. Jos taas vastaanotetulla VC-kontilla on solmun kellonopeuteen nähden pienempi nopeus, pyrkii datapuskuri tyhjenemään. Tällöin on suoritettava 15 positiivinen tasaus: lähetettävään VC-konttiin lisätään täytetavu ja osoittimen arvoa kasvatetaan yhdellä.

Kuvio 3 esittää sitä, kuinka STM-N-kehys on mahdollista muodostaa olemassaolevista bittivirroista. Nämä bittivirrat (1,5, 2, 6, 8, 34, 45 tai 140 Mbit/s, jotka on 20 esitetty kuviossa oikealla) pakataan ensimmäisessä vaiheessa CCITT:n määrittelemiin kontteihin C (engl. Container) . Toisessa vaiheessa lisätään kontteihin ohjaustietoa sisältäviä otsikkotavuja, jolloin saadaan edellä esitetty virtuaalinen kontti VC-11, VC-12, VC-2, VC-3 tai £5 VC-4 (lyhenteiden perässä esiintyvistä indekseistä ensimmäinen viittaa hierarkiatasoon ja toinen bittinopeuteen).

Tämä virtuaalinen kontti pysyy koskemattomana matkallaan synkronisen verkon läpi aina kontin määränpäähän asti. Virtuaalisista konteista muodostetaan edelleen (hierarki-30 atasosta riippuen) joko ns. aliyksiköitä TU (Tributary Unit) tai edellä esitettyjä AU-yksiköitä (AU-3 ja AU-4) lisäämällä niihin osoittimet. AU-yksikkö voidaan mapittaa suoraan STM-1- kehykseen, mutta TU-yksiköt on koottava aliyksikköryhmien TUG (Tributary Unit Group) ja VC-3- sekä 35 VC-4- yksiköiden kautta AU-yksiköiden muodostamiseksi, 4 91692 jotka sitten voidaan mapittaa STM-1- kehykseen. Kuviossa 3 on mapitusta (engl. mapping) merkitty yhtenäisellä ohuella viivalla, kohdistusta (aligning) katkoviivalla, ja mul- tipleksausta (multiplexing) yhtenäisellä paksummalla vii-5 valla.

Kuten kuviosta 3 voidaan havaita, on STM-1 -kehyksen muodostamiseen olemassa useita vaihtoehtoisia tapoja, samoin voi esimerkiksi ylimmän tason virtuaalisen kontin VC-4 sisältö vaihdella sen mukaan, miltä tasolta ja miten 10 sitä on lähdetty rakentamaan. STM-l-signaaliin voi siten sisältyä esim. 3 TU-3- yksikköä tai 21 TU-2- yksikköä tai 63 TU-12- yksikköä tai jokin näiden mainittujen yksikköjen yhdistelmä. Ylemmän tason yksikön sisältäessä useita alemman tason yksiköitä, esim. VC-4- yksikön sisältäessä vaik-15 kapa TU-12-yksiköitä (joita on siis yhdessä VC-4- yksikös sä yhteensä 63 kappaletta, vrt. kuvio 3), on alemman tason yksiköt mapitettu ylemmän tason kehykseen käyttäen lomitusta (interleaving) siten, että kustakin alemman tason yksiköstä on ensin otettu peräkkäin ensimmäiset tavut, sen 20 jälkeen toiset tavut, jne. Kuvion 2 esimerkissä on esitetty, kuinka VC-4- yksikössä on ensin peräkkäin kaikkien 63 TU-12-yksikön ensimmäiset tavut, sen jälkeen kaikkien 63 TU-12- yksikön toiset tavut, jne.

Edellä kuvattuja SDH-kehysrakenteita sekä niiden 25 muodostamista on kuvattu esimerkiksi viitteissä [1] ja [2], joihin viitataan tarkemman kuvauksen suhteen (viite-luettelo on selitysosan lopussa).

Edellä mainittu osoitinmekanismi mahdollistaa eri yksiköiden joustavan vaihesiirron STM-kehyksen sisällä ja 30 pienentää myös verkossa tarvittavien puskurimuistien koko-a. SDH-järjestelmässä on osoittimia periaatteessa kahdella tasolla: AU-osoittimet ja TU-osoittimet, jotka siis osoittavat vastaavan virtuaalisen kontin VC ensimmäisen tavun AU- tai vastaavasti TU-yksikön sisällä. Osoitinta koskevat 35 CCITT:n määrittelyt on esitetty viitteessä [1], johon

II

91692 5 viitataan tarkemman kuvauksen suhteen.

Esimerkiksi AU-4 -osoitin muodostuu kuvion 4a esittämällä tavalla yhdeksästä peräkkäisestä tavusta Hl, Y, Y...H3, joista tavut Hl ja H2 on esitetty erikseen kuvi-5 ossa 4b. Varsinaisen osoitinarvon PTR muodostavat tavujen Hl ja H2 muodostaman sanan kymmenen viimeistä bittiä (bitit 7-16). TU-11-, TU-12- ja TU-2- osoittimien arvot muodostuvat samalla tavalla tavujen VI ja V2 muodostaman sanan kymmenestä viimeisestä bitistä. AU- ja TU-osoittimi-10 en koodaus on muutenkin varsin samanlainen, mutta niillä on kuitenkin joitakin eroavaisuuksia, joita kuvataan seu-raavassa.

Osoittimen arvon täytyy ensinnäkin olla määrätyllä alueella, jotta se voitaisiin hyväksyä. AU-4- osoittimen 15 hyväksytty desimaaliarvo on välillä 0-782, ja esim. TU-12-osoittimen hyväksytty desimaaliarvo välillä 0-139. Mainittuja arvoja kutsutaan offset-arvoiksi, koska ne ilmoittavat (kehysrakenteen sisällä) poikkeaman osoittimen ja vastaavan virtuaalisen kontin ensimmäisen tavun välillä. Toi-20 seksi, jotta N-bittien (bitit 1-4) määrittelemä uuden datan lipun (NDF, New Data Flag) arvo "uusi" voitaisiin hyväksyä, pitää AU- ja TU-3-osoittimilla vähintään kolmen bitin olla samoja, TU-11, TU-12- ja TU-2-osoittimilla

kaikkien bittien on oltava samoja. Uuden datan lippu NDF

2,5 sallii osoittimen arvon mielivaltaiset muutokset, mikäli ne ovat seurausta hyötykuormassa tapahtuvasta muutoksesta. Normaali toiminta (NDF_disabled) ilmoitetaan N-bittien arvoilla "0110", ja uusi osoittimen arvo (NDF_enable) N-bittien arvoilla "1001" (eli invertoimalla normaalitilan 30 bitit). Uuden datan lipulla ilmoitetaan tällä tavalla, yhdessä osoittimen uuden arvon kanssa, virtuaalisen kontin kohdistuksen (alignment) muutos kehyksen sisällä, mikäli muutos tapahtuu jostakin muusta syystä kuin positiivisesta tai negatiivisesta tasauksesta (lähetin voi pakottaa vir-35 tuaaliselle kontille uuden kohdistuksen kehysrakenteen 6 91692 sisällä).

Mikäli uuden datan lippu osoittaa uutta osoitinarvoa (NDF_enable), ja osoitinarvo koostuu ykkösbiteistä (eli jos bitit 1-16 ovat seuraavanlaiset "1001SS1111111111", 5 missä S-bitit voivat olla ykkösiä tai nollia toisistaan riippumatta), merkitsee se ketjutusta (engl. concatenation) . Ketjutus tarkoittaa sitä, että esim. AU-4- yksiköitä on ketjutettu yhdeksi suuremmaksi yksiköksi (ns. AU-4-Xc), joka voi kuljettaa hyötykuormia, jotka tarvitsevat C-4-10 konttia suuremman kapasiteetin. (Vastaavasti voidaan TU-2-yksiköitä ketjuttaa suuremmaksi yksiköksi, joka pystyy kuljettamaan C-2-kontin kapasiteettia suurempia hyötykuormia. )

Mikäli kaikki bitit 1-16 ovat ykkösiä, merkitsee se 15 hälytystä (AIS, Alarm Indication Signal).

S-biteillä (bitit 5 ja 6) ilmoitetaan se, millä (kuvassa 3 esitetyllä) hierarkiatasolla (esim. TU-12) kulloinkin toimitaan.

Edellä kuvatun positiivisen ja negatiivisen tasa-20 uksen ilmoittamiseen käytetään 10-bittisen osoitinsanan I-ja D-bittejä. Mikäli vähintään kolme viidestä lisäys- eli I-bitistä (bitit 7, 9, 11, 13 ja 15) on invertoitu, merkitsee se (tiettyjen lisäehtojen täyttyessä) positiivista tasausta (I=Increment).

25 Mikäli puolestaan vähintään kolme viidestä vähen nys- eli D-bitistä (bitit 8, 10, 12, 14, 16) on invertoitu, merkitsee se (tiettyjen lisäehtojen täyttyessä) negatiivista tasausta (D=Decrement).

CCITTtn suosituksen G.783 liitteessä B.l (viite [3]) 30 määritellään tasaustoiminnat seuraavasti: - positiivisesta tasauksesta ilmoittava lisäystieto inc_ind = norm_NDF + SS + enemmistö I-biteistä invertoitu + enemmistö D-biteistä ei-invertoitu + kolmessa edeltävässä kehyksessä ei ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa 35 "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennys-

II

91 692 7 tietoa (dec_ind), ja - negatiivisesta tasauksesta ilmoittava vähennystie-to dec_ind = norm_NDF + SS + enemmistö D-biteistä invertoitu + enemmistö I-biteistä ei-invertoitu + kolmessa 5 edeltävässä kehyksessä ei ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennystietoa (dec_ind).

Edellä olevassa määritelmässä tarkoittaa jokainen "+"-merkki loogista JA-toimintoa. Lisäksi normaali NDF eli 10 norm_NDF on määritelty niin, että kaikki muut bittiyhdistelmät paitsi uuden datan lipun hyväksytty arvo "uusi" (eli NDF_enable) katsotaan normaaleiksi.

Tasaustoimintojen hyväksymisen ehdoksi esitetään siis mm. sitä, että edellisestä tasaustoiminnosta pitää 15 olla kulunut vähintään kolme kehystä tai edellisestä NDF:n avulla saadusta uudesta osoittimesta myös kolme kehystä.

Ongelmana nykytilanteessa on ensinnäkin se, että jos osoittimen tulkinnassa tehdään väärä päätös tasauksen suhteen (tulkitaan tilanne virheellisesti tasaukseksi), 20 voi tilanne korjaantua vasta kolmen kehyksen jälkeen, jos kaikki kolme seuraavaa peräkkäistä osoitinta vastaanotetaan oikein. Tämä johtuu siitä, että osoitinarvo voidaan suositusten mukaan päivittää uudeksi sen jälkeen, kun on vastaanotettu peräkkäin kolme täysin samaa uutta osoi-23 tinarvoa. Kaikkia kolmea uutta peräkkäistä osoitinta ei kuitenkaan välttämättä vastaanoteta oikein, vaan tilanteen korjaaminen saattaa vaatia useamman kuin kolmen kehyksen ajan. Esim. TU-1- kehysrakenteessa kolmen peräkkäisen kehyksen aika vastaa 1500 με ajan kestävää virheellistä 30 kehystahdistusta, mutta aika, jonka aikana oikea kehystah-ti todellisuudessa saadaan takaisin voi olla paljon pidem-*' pikin.

Toisaalta voidaan osoitin tulkita virheellisesti myös uuden datan lipun avulla lähetetyksi uudeksi osoit-35 timeksi, jos uuden datan lipun bitit vastaanotetaan väärin 8 91692 (tulkitaan uuden datan lipulle virheellisesti arvo "uusi”) . On myös mahdollista, että uuden datan lipun pitikin olla voimassa, mutta varsinainen osoittimen arvo vastaanotettiin väärin. Molemmissa tapauksissa menetetään kehys-5 tahti vähintään kolmen kehyksen ajaksi, mutta todennäköisesti paljon pidemmäksikin ajaksi.

CCITT:n suosituksissa (G.709 kohta 3.2.6, kohta 5) on esitetty, että uusi osoitin tulisi hyväksyä uuden offset-arvon osoittamassa paikassa, jos vastaanotetaan uuden 10 datan lippu (NDF_enable). Tulkintasäännöt eivät kuitenkaan mahdollista mitään korjaavia toimintoja siinä tapauksessa, että oikea osoitin on vaihdettu uuteen väärin perustein, mikä on voinut johtua esim. siirtovirheistä.

Käytännössä ainoa tunnettu ratkaisu on rakentaa 15 vastaanotin suositusten mukaisesti niin, että uusi tahdis-tuskohta löydetään aikaisintaan kolmen kehyksen, mutta todennäköisesti vasta sitä pidemmän ajan jälkeen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on korjata edellä kuvatut puutteet ja saada aikaan menetelmä, joka 20 nopeuttaa synkronoinnin löytymistä virheellisen uuden osoittimen jälkeen. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisena ajatuksena on tarkistaa vielä 2,5 osoitinarvon muutoksen jälkeen tietty määrä osoittimia, ja palauttaa vanha osoitinarvo takaisin voimaan, mikäli sen osuus on vielä muutoksen jälkeisissäkin osoittimissa riittävän suuri.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viitaten 30 vielä kuvioihin 5 ja 6 oheisten piirustusten mukaisissa esimerkeissä, joissa kuvio 1 esittää yhden STM-N- kehyksen perusrakennetta , kuvio 2 esittää yhden STM-1- kehyksen rakennetta, 35 kuvio 3 esittää STM-N- kehyksen muodostamista ole-

II

9 91 692 massaolevista PCM-j ärj estelmistä, kuvio 4a esittää tarkemmin AU-4- osoitinta, kuvio 4b esittää tarkemmin kuviossa 4a esitetyn AU- 4- osoittimen tavuja Hl ja H2, 5 kuvio 5 esittää lohkokaaviona SDH-ristikytkentälai- tetta, jonka synkronointiyksiköissä keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää, kuvio 6 on tiladiagrammi, joka esittää vastaanottimen päätiloja sekä eri tiloissa tapahtuvia siirtymiä.

10 Kuviossa 5 on esitetty eräs SDH-verkon osa, jossa keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää. Tämä osa on SDH-ristikytkentälaitteen 51 synkronointiyksikkö 52, jossa ristikytkentälaitteeseen 51 tulevan signaalin hyötykuorma varastoidaan tulevasta signaalista uutetun kellosignaalin 15 tahdissa elastiseen puskuriin ja luetaan siitä ristikyt-kentälaitteen kellosignaalin tahdissa. Esim. 63 kappaletta TU-12- signaaleja sisältävä, STM-1 -kehysrakenteen omaava signaali tuodaan synkronointiyksikössä 52 ensin yhteiseen AU-tulkintayksikköön, joka tulkitsee AU-osoitintiedot sekä 20 H4-tavun vc-4-kontin reittiotsikossa (PÖH) löytääkseen kehysrakenteeseen sisältyvät TU-12-kehykset. Tämän jälkeen tulkintayksikkö jakelee kunkin TU-12 -kanavan tavut omalle TU-tulkintayksikölleen, joita on tässä tavanomaisessa tapauksessa tyypillisesti siis yhteensä 63 kappaletta. TU-25 tulkintayksikkö tulkitsee edelleen kunkin TU-12-kanavan osoittimen löytääkseen VC-12-signaalin vaiheen. Edellä mainittua synkronointiyksikköä on kuvattu tarkemmin suomalaisissa patenttihakemuksissa 922567-922569, joissa on myös esitetty ratkaisu, jolla vältetään 63 rinnakkaista 30 tulkintayksikköä. Koska synkronointiyksikön rakenne ei kuitenkaan kuulu tämän keksinnön piiriin, viitataan tarkemman kuvauksen suhteen mainittuihin hakemuksiin. On kuitenkin huomattava, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää sekä tunnetussa että uudessa ratkaisussa, 35 jotka molemmat esitetään edellä mainituissa hakemuksissa.

10 91692

Paitsi edellä kuvatussa synkronointiyksikössä, voidaan keksinnön mukaista menetelmää käyttää myös SDH-verkon johtoliitännöissä, esim. 2 Mbit/s:n johtoliitän-täyksikössä, jossa 2 Mbit/s:n kanavat erotetaan kehysra-5 kenteesta, tai esim. STM-1- liitäntäyksikössä.

Vastaanottimessa suoritettavaa osoittimen tulkintaa voidaan esittää kuvion 6 tapaan tiladiagrammina, jossa vastaanottimen tulkintakoneella on kolme mahdollista päätilaa: normaalitila NORM, hälytystila AIS (Alarm Indicati-10 on Signal) ja osoittimen menetystila LOP (Loss of Pointer) . Lisäksi kuvioon on merkitty tasaustila JUST, johon siirrytään, kun vanha osoitinarvo on muutettu uudeksi osoitinarvoksi vastaanotetun, osoitintasausta osoittavan lisäys- tai vähennystiedon (inc_ind tai dec_ind) perus-15 teella, sekä NDF-tila, johon siirrytään, kun vanha osoitinarvo on muutettu uudeksi osoitinarvoksi vastaanotetun uuden datan lipun (NDF_enable) perusteella. Vaikka tasaus-ja NDF-tila on kuviossa piirretty NORM-tilasta erillisiksi, ovat ne todellisuudessa NORM-tilan alitiloja. Kysei-20 sistä alitiloista siirrytään tietyn tarkkailujakson jälkeen pois. Esillä oleva keksintö liittyy siihen palautus-mekanismiin R, jolla näistä alitiloista poistutaan. Keksinnön mukaista palautusmekanismia voidaan käyttää riippumatta siitä, millaisia ratkaisuja tiladiagrammin muissa 2^5 osissa käytetään, kunhan ennen lisäys- tai vähennystiedon perusteella tehtävää osoitinarvon muutosta tarkistetaan tietty ennalta määrätty määrä edeltäviä osoittimia. Tila-diagrammin muissa osissa voidaan siten käyttää esim. täysin CCITT:n suositusten kanssa yhteensopivia ratkaisuja, 30 tai esim. jäljempänä esitettäviä ratkaisuja, jotka poik keavat CCITT:n suosituksista joiltakin osin, tai esim. sellaisia ratkaisuja, joita on kuvattu hakijan aikaisemmissa FI-patenttihakemuksissa 923061 ja 923062, ja jotka ovat suurimmalta osin samoja kuin jäljempänä esitettävät 35 ratkaisut.

Il 91692 11

Edellä mainituissa päätiloissa mahdolliset tapahtumat, jotka ovat siis seurausta vastaanotetun osoittimen tulkinnasta, on esitetty kunkin tilan osalta seuraavissa kolmessa taulukossa. Selvyyden vuoksi on tapahtumien nimi-5 tykset säilytetty englanninkielisinä, jotta vastaavuus SDH-suosituksiin sekä muuhunkin tekniikan tasoon olisi selkeä. Sulkuihin on kuitenkin lisätty vastaava suomenkielinen nimitys.

NORM-tilan tapahtuma Määritelmä 10 active_point (voi- Uuden datan lippu (NDF) saa ar inassa oleva osoitin) von "normaali” (NDF_disabled), SS-bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella ja yhtäsuuri kuin voimassa oleva offset-arvo.

new_point (uusi Uuden datan lippu saa arvon osoitin) "normaali" (NDF_disabled), SS- bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella ja erisuuri kuin voimassa oleva offset-arvo.

15 NDF_enable (uuden Uuden datan lippu saa arvon "uu- datan lippu) si" (NDF_enable), SS-bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella.

AIS_ind (AIS-häly- 16-bittinen osoitinsana saa ar- tys) von "1111 1111 1111 1111" 12 91692 inc_ind (lisäystie- Uuden datan lippu saa arvon to) "normaali" (NDF_disabled), SS- bitit ovat oikein, enemmistö I-biteistä on invertoitu ja enemmistöä D-biteistä ei ole invertoitu, eikä kolmessa edeltävässä kehyksessä ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennystietoa (dec_ind).

dec_ind (vähennys- Uuden datan lippu saa arvon tieto) "normaali" (NDF_disabled), SS- bitit ovat oikein, enemmistö D-biteistä on invertoitu ja enemmistöä I-biteistä ei ole invertoitu, eikä kolmessa edeltävässä kehyksessä ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDFenable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennystietoa (dec_ind).

5 NORM_inv_point Jos ei vastaanoteta AlS-hälytys- : (NORM-tilan virheel- tä, uuden datan lipun arvoa "uu- linen osoitin) si" (eli NDF_enable) tai voimas sa olevaa osoitinta (acti-ve_point).

AIS-tilan tapahtuma Määritelmä 10 active_point (voi- ei määritelty massa oleva osoitin)

II

91692 13 new_point (uusi Uuden datan lippu (NDF) saa arvon osoitin) "normaali" (NDF_disabled), SS- bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella.

NDF_enable (uuden Uuden datan lippu saa arvon "uu-datan lippu) si" (NDF_enable), SS-bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella.

5 AIS_ind (AIS-häly- 16-bittinen osoitinsana saa arvon tys) "1111 1111 1111 1111" inc_ind (lisäystie- ei määritelty to) dec_ind (vähennys- ei määritelty 10 tieto) AIS_inv_point (AIS- (I) Jos ei vastaanoteta AlS-häly-tilan virheellinen tystä eikä uuden datan lipun ar-osoitin) voa "uusi" (NDF_enable), tai (II) jos ei vastaanoteta AlS-hälytys-tä.

15 LOP-tilan tapahtuma Määritelmä active_point (voi- ei määritelty massa oleva osoitin) 20 new_point (uusi Uuden datan lippu saa arvon osoitin) "normaali" (NDF_disabled), SS- bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella.

14 91692 NDF_enable (uuden Uuden datan lippu saa arvon "uu- datan lippu) si" (NDF_enabled), SS-bitit ovat oikein, ja offset-arvo on sallitulla alueella.

AIS_ind (AIS-häly- 16-bittinen osoitinsana saa arvon tys) "1111 1111 1111 1111" 5 inc_ind (lisäystie- ei määritelty to) dec^ind (vähennys- ei määritelty tieto) LOP_inv_point (LOP- (I) Virheellisen osoittimen las- 10 tilan virheellinen kuria ei päivitetä ollenkaan, tai osoitin) (II) kaikki osoitinarvot, jotka ovat erisuuria kuin AIS-hälytys, tai (III) kaikki osoitinarvot, jotka ovat erisuuria kuin AIS-hälytys ja uuden datan lipun arvo "uusi".

Kuten edellä olevista taulukoista havaitaan, voidaan osoittimen edellä esitetyt tavut Hl ja H2 (bitit 15 1-16) ilmoittaa korkeintaan seitsemän erilaista tapahtu- . maa.

Vastaanottimen siirtymistä eri päätilojen välillä sekä päätilan sisällä toiseen sisäiseen tilaan ohjataan käytännössä laskureilla, jotka ovat seuraavassa taulukossa 20 esitetyn kaltaiset. Jotta vertailu tunnettuun tekniikkaan säilyisi helpompana, on nimitykset tältä osin säilytetty edelleen englanninkielisinä, ja vastaava suomenkielinen termi on lisätty sulkuihin. Laskurin englanninkielisen nimen alussa oleva viitemerkki (N tai 3) ilmoittaa kysei-25 sen laskurin maksimiarvon. Laskurit ovat modulolaskimia,

II

91692 15 mikä merkitsee sitä, että arvon saavuttaessa ylärajansa laskin aloittaa jälleen alusta.

LASKURI TOIMINTA

5 N x NDF_enable (NDF-lippulas- Laskee peräkkäisiä NDF_enable- kuri), missä (N= 8...10) tapahtumia ja ohjaa siirtymis tä NORM-tilasta LOP-tilaan.

3 x new_point (uuden osoitti- Laskee peräkkäisiä new_point- men laskuri) tapahtumia ja ohjaa siirtymi siä LOP- ja AIS-tiloista NORM-tilaan sekä NORM-tilasta NORM-tilaan (muutos offset-arvossa) .

N x inv_point (virheellisen Laskee peräkkäisiä inv_point- 10 osoittimen laskuri) tapahtumia ja ohjaa siirtymi siä NORM- ja AIS-tiloista LOP-tilaan.

3 x AISind (hälytyslaskuri) Laskee peräkkäisiä AIS_ind- tapahtumia ja ohjaa siirtymisiä NORM- ja LOP-tiloista AIS-tilaan.

. Kun laskurin maksimiarvo saavutetaan, ovat eri tiloissa suoritettavat toimenpiteet seuraavanlaiset: 15 1. NORM-tila - N x NDF_enable: siirtyminen LOP-tilaan, - 3 x new__point: siirtyminen NORM-tilaan (offset-arvon muutos), - N x inv_point: siirtyminen LOP-tilaan, 20 - 3 x AIS_ind: siirtyminen AIS-tilaan.

2. LOP-tila 16 91692 - N x NDF_enable: ei relevantti - 3 x new_point: siirtyminen NORM-tilaan, - N x inv_point: ei relevantti, - 3 x AIS_ind: siirtyminen AIS-tilaan.

5 3. AIS-tila - N x NDF_enable: ei relevantti - 3 x new_point: siirtyminen NORM-tilaan, - N x inv_point: siirtyminen LOP-tilaan, 10 - 3 x AIS_ind: ei relevantti.

Uuden osoittimen laskuri ohjaa oikean kehystah-distuksen löytymistä siinä tapauksessa, että osoitinarvoa on muutettu virheellisesti. Kuten edellä jo esitettiin, täytyy kolmen peräkkäisen uuden osoittimen offset-arvon 15 olla keskenään yhtäsuuria, muutoin uuden osoittimen laskuri nollataan välillä. Tästä johtuen kestää oikean kehys-tahdin löytyminen tunnetuissa menetelmissä todennäköisesti kauemminkin kuin kolmen kehyksen ajan. N:n arvo on käytännössä välillä 8...10.

20 Mikäli vastaanotetaan virheellinen osoitin, kas vatetaan virheellisen osoittimen laskurin arvoa yhdellä, muuten nollataan virhelaskuri. Jos virheellisen osoittimen laskuri saavuttaa maksimiarvonsa, siirrytään normaali- ja hälytystilasta osoittimen menetystilaan. Virheellisen 25 osoittimen käsittelyä on kuvattu tarkemmin FI-patenttiha-kemuksessa 923061, johon viitataan tarkemman kuvauksen suhteen.

Edellä kuvatut tilojen väliset siirtymiset on kuvattu kuviossa 6 katkoviivoilla. Lisäksi kuviossa 6 on 30 esitetty hälytystilassa tapahtuva yksittäisen uuden datan lipun vastaanotto (yhdessä sallitun osoitinarvon kanssa), joka aiheuttaa siirtymisen normaalitilaan NORM. Tämä on ainoa yksittäinen tapahtuma, joka aiheuttaa siirtymisen päätilasta toiseen.

35 Kuviossa 6 on lisäksi esitetty muita normaaliti-

II

91692 17 lassa tapahtuvia muutoksia. Näitä ovat (1) lisäys- tai vä-hennystiedon vastaanotto inc_ind/dec_ind ja (2) yksittäisen uuden datan lipun vastaanotto, jotka molemmat aiheuttavat sinänsä tunnetulla tavalla offset-arvon muutoksen 5 normaalitilassa, sekä voimassa olevan osoittimen vastaanotto (active_point). Hyväksytyn lisäys- tai vähennystiedon jälkeen siirrytään tasaustilaan JUST ja uuden datan lipun jälkeen NDF-tilaan. Nämä molemmat tilat ovat normaalitilan alitiloja. Näistä alitiloista poistutaan tietyn jäljempänä 10 kuvattavan tarkkailujakson jälkeen. Paluutapahtumassa, jota on kuvattu nuolilla R, voidaan osoittimelle palauttaa sen aikaisempi arvo. Lisäksi kuviossa on esitetty AIS- ja LOP-tiloissa tapahtuvia sisäisiä muutoksia.

Koska osoittimen tulkinta ei sinänsä kuulu tämän 15 keksinnön piiriin, viitataan tässä yhteydessä FI-patentti-hakemuksiin 923061 ja 923062, joissa tulkintaprosessi esitetään vuokaavion avulla. Esillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää muuten samanlaista tulkintaa, mutta jokainen lisäys- tai vähennystieto hyväksytään vain siinä ta-20 pauksessa, ettei kolmessa edeltävässä kehyksessä ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (incind) eikä vähennystietoa (dec_ind).

Tässä suhteessa keksintö noudattaa siis CCITTrn suosituksia.

25 Kun on vastaanotettu tasaustieto (vähennys- tai * lisäystieto), tarkistetaan sinänsä tunnetulla tavalla kolme edellistä osoitinta, ennen kuin uusi arvo voidaan hyväksyä. Mikäli kolmen edellisen kehyksen aikana ei ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), 30 lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennystietoa (dec_ind) (ja mikäli muutkin mahdollisesti käytetyt hyväksymiskriteerit täyttyvät), tehdään tasauspäätös, jolloin osoitinarvoa kasvatetaan yhdellä tai siitä vähennetään yksi, riippuen siitä vastaanotettiinko lisäys- vai vähennystieto. Osoi-35 tinarvon muutoksen seurauksena siirrytään tasaustilaan

• I

91 692 18 JUST. Kun tasauspäätös on tehty, palautetaan vanha osoi-tinarvo keksinnön mukaisesti seuraavissa tapauksissa: 1. Jos kahdella kolmesta tasaustietoa seuraavasta osoittimesta on täsmälleen sama arvo kuin osoittimen arvo 5 ennen tasaustiedon vastaanottoa, palautetaan aktiiviselle osoittimelle vanha osoitinarvo, 2. Jos kaksi tasaustietoa seuraavaa osoitinarvoa ovat täsmälleen samoja kuin osoittimen arvo ennen tasaus-tiedon vastaanottoa, palautetaan aktiiviselle osoittimelle 10 vanha osoitinarvo, 3. Jos vastaanotettua tasaustietoa seuraavien kolmen osoittimen joukossa ei ole yhtään uutta osoitinarvoa, mutta on kaksi vanhaa osoitinarvoa, palautetaan aktiiviselle osoittimelle vanha osoitinarvo. Tämä on muuten 15 sama kuin kohta 1, mutta kohdan 1 mukaan saa yhdellä osoittimella olla uusi osoitinarvo.

4. Jos vastaanotettua tasaustietoa seuraavissa kahdessa osoittimessa ei ole yhtään uutta osoitinarvoa, mutta on yksi vanha osoitin, palautetaan aktiiviselle 20 osoittimelle vanha osoitinarvo.

Samoja palautussääntöjä sovelletaan keksinnön mukaisesti myöskin siinä tapauksessa, että osoitinarvo onkin saatu uuden datan lipun NDF avulla, ja on siirrytty NDF-tilaan. Uuden datan lipun tapauksessa voidaan osoitti- 25 men vanha arvo palauttaa vain siinä tapauksessa, että ennen osoitinarvon vaihtoa oltiin normaalitilassa. (Kaikki keksinnön mukaiset palautussäännöt koskevat normaalitilaa. )

Osoitintasauksen tapauksessa palautetaan vanha 30 osoitinarvo käänteisen tasaustoiminnon avulla, joten van haa osoitinarvoa ei tarvitse säilyttää muistissa, kuten siinä tapauksessa, että se on saatu uuden datan lipun avulla.

Sen tarkkailujakson pituus, jonka ajalta kehyksiä 35 seurataan osoitinarvon muutoksen jälkeen, ei välttämättä • ·

II

91692 19 tarvitse olla kolmen kehyksen pituinen. Kolmea kehystä pitemmästä jaksoista ei kuitenkaan ole välttämättä hyötyä, koska tahdistuksen löytyminen saattaisi tälläisiä pitkiä tarkkailujaksoja käyttäen olla hitaampaa kuin tunnetulla 5 tavalla (kolme peräkkäistä uutta osoitinta, jotka ovat keskenään yhtä suuria). Yleisesti ottaen voidaan kuitenkin rakentaa seuraavat palautussäännöt, joissa oletetaan mainittu jakso N kehyksen pituiseksi: A. Vanha osoitin palautetaan, mikäli vähintään 10 (N—K+l)/2 kappaletta osoittimia on seuraavien (N—K) osoit- timen aikana vanhoja osoittimia. Tässä N on parillinen ja K on pariton, ja lisäksi (N—K)>1.

B. Vanha osoitin palautetaan, mikäli vähintään (N—K+2)/2 kappaletta osoittimia on seuraavien (N—K) osoit- 15 timen aikana vanhoja osoittimia. Tässä N on parillinen ja K on parillinen, ja lisäksi (N—K)>1.

C. Vanha osoitin palautetaan, mikäli vähintään (N—K+2)/2 kappaletta osoittimia on seuraavien (N—K) osoit-timen aikana vanhoja osoittimia. Tässä N on pariton ja K

20 on pariton, ja lisäksi (N-K)>1.

D. Vanha osoitin palautetaan, mikäli vähintään (N—K+l)/2 kappaletta osoittimia on seuraavien (N—K) osoit-timen aikana vanhoja osoittimia. Tässä N on pariton ja K on parillinen, ja lisäksi (N-K)>1.

25 Edellä olevissa säännöissä kuvaa parametri K

niiden osoittimien lukumäärää, joilla voidaan nopeuttaa uuden osoittimen hyväksymistä. K:n maksimiarvoksi voidaan valita arvo N-l, mutta on kuitenkin suositeltavampaa käyttää K:n arvona pienempää kokonaislukuarvoa kuin (N- 30 1)/2.

Säännöt A...D on esitetty seuraavassa taulukossa erilaisilla N:n ja K:n arvoilla. Edullisimmat vaihtoehdot CCITT:n nykyiselle suositukselle on alleviivattu.

20 91692 K=0 K=1 K—2 K=3 K=4 Κ=5 Κ=6 Ν=1 Ν=2 2/2 Ν=3 2/3 2/2 5 Ν=4 3/4 2/3 2/2 Ν=5 3/5 3/4 2/3 2/2 Ν=6 4/6 3/5 3/4 2/3 2/2 Ν=7 4/7 4/6 3/5 3/4 2/3 2/2 Ν=8 5/8 4/7 4/6 3/5 3/4 2/3 2/2 10 Ν=9 5/9 5/8 4/7 4/6 3/5 3/4 2/3

Taulukon solussa kuvaa vinoviivan oikealla puolella oleva luku tarkkailujakson pituutta ja vasemmalla puolella oleva luku vaadittavien vanhojen osoitinarvojen 15 lukumäärää.

Kun N=3 ja K=0, voidaan vanha osoitin palauttaa säännön D mukaisesti, kun 2 osoitinta on seuraavan kolmen osoittimen aikana vanhoja osoittimia. Tämä on siten yhtäpitävää edellä esitetyn säännön 1 kanssa.

20 Kun N=3 ja K=l, voidaan vanha osoitin palauttaa - säännön C mukaisesti, kun 2 osoitinta on seuraavan kahden osoittimen aikana vanhoja osoittimia. Tämä on siten yhtäpitävää edellä esitetyn säännön 2 kanssa.

Edellä esitetyn taulukon mukaisessa ratkaisussa 25 käytettiin päätöksentekoon ainoastaan vanhojen osoitinar vojen lukumäärää tarkkailujakson aikana. Palautusmekanis-missa voidaan kuitenkin käyttää hyväksi myös uusien osoitinarvojen osuutta tarkkailujakson aikana. Uuden osoi-tinarvon osuus tarkkailujaksossa tarkistetaan keksinnön 30 mukaisesti ainakin silloin, kun vanhojen osoitinarvojen li 91692 21 osuus on tasan puolet tarkkailujakson osoittimien lukumäärästä. Näissä tapauksissa voidaan palautus suorittaa vielä, jos uusien osoitinarvojen lukumäärä jää pienemmäksi kuin tietty ennalta määrätty määrä, esim. pienemmäksi kuin 5 puolet tarkkailujakson osoittimien lukumäärästä. Sääntö voi olla myös tätä ankarampi, mutta se vaatii tarkkailu-jakson pituudeksi vähintään neljä kehystä, koska muuten uusien osoitinarvojen lukumäärän täytyy olla nolla, jotta palautus voitaisiin tehdä.

10 Esim. kun N=3 ja K=l, voidaan vanha osoitin pa lauttaa, jos kahden seuraavan osoittimen aikana on vastaanotettu yksi vanha osoitinarvo, mutta ei yhtään uutta osoitinta. Tämä on siis yhtäpitävää edellä esitetyn säännön 4 kanssa.

15 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 keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka edellä 20 on esimerkkinä käytetty SDH-spesifisiä termejä, soveltuu keksintö yhtä hyvin käytettäväksi myös esim. vastaavassa amerikkalaisessa SONET-järjestelmässä tai missä tahansa muussa vastaavassa järjestelmässä, jossa kehysrakenne muodostuu ennalta määrätystä määrästä vakiopituisia tavuja, 25 ja joka kehysrakenne käsittää osoittimen, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehysrakenteen sisällä. Keksinnön kannalta ei myöskään ole oleellista, käytetäänkö tasaus-tiedon hyväksymisessä muita kriteerejä kuin edeltävien kehysten tarkistusta, esim. SS-bittien tarkistusta. Myös 30 ennen osoitintasauksen suorittamista tarkistettavien kehysten lukumäärä voi vaihdella, mikäli esim. suositukset muuttuvat tältä osin.

Viiteluettelo: 35 [1]. CCITT Blue Book, Recommendation G.709: "Syn- • f 91692 22 chronous Multiplexing Structure," May 1990.

[2] . SDH - Ny digital hierarki, TELE 2/90.

[3] . CCITT Blue Book, Recommendation G.783: "Characteristics of Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Mul- 5 tiplexing Equipment Functional Blocks," August 1990, Annex B.

Claims (5)

91692 23

1. Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä, kuten SDH- tai SONET-järjestel-5 mässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi, joka signaali omaa kehysrakenteen, joka muodostuu ennalta määrätystä määrästä vakiopituisia tavuja, ja joka sisältää osoittimen, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehysrakenteen sisällä, jossa menetelmässä suoritetaan osoittimen 10 tulkinta, jossa vastaanottimella on kolme mahdollista päätilaa, joiden välillä se siirtyy tapahtumalaskureiden ohjaamina, jotka päätilat ovat normaalitila (NORM), osoittimen menetystila (LOP) ja hälytystila (AIS), ja jotka laskurit laskevat ennalta määrättyjä tapahtumia 15 kussakin mainitussa päätilassa, jotka mainitut tapahtumat käsittävät negatiivista osoitintasausta osoittavan vähen-nystiedon (dec_ind) vastaanoton ja positiivista osoitintasausta osoittavan lisäystiedon (inc_ind) vastaanoton, joiden tasaustoimintojen ilmoittamisessa käytetään osoit-20 timen käsittämiä I- ja D-bittejä, ja uutta osoittimen arvoa osoittavan uuden datan lipun (NDF_enable) vastaanoton, jolloin lisäys- ja vähennystieto sekä uuden datan lippu ilmoittavat, että vanha osoitinarvo on muutettava uudeksi osoitinarvoksi ja jolloin ennen lisäys- tai vähennystiedon 25 perusteella tehtävää osoitinarvon muutosta tarkistetaan ennalta määrätty ensimmäinen määrä edeltäviä osoittimia, ja muutos suoritetaan vain, jos nämä osoittimet täyttävät ennalta määrätyt hyväksymiskriteerit, tunnettu siitä, että sen jälkeen, kun vanha osoitinarvo on muutettu 30 uudeksi osoitinarvoksi jonkin edellä mainitun tapahtuman perusteella, tarkistetaan toinen määrä muutosta seuraavia osoittimia, ja vanha osoitinarvo palautetaan jälleen voimaan, mikäli vähintään puolella mainitusta toisesta määrästä muutosta seuraavia osoittimia on vanha osoitinarvo, 35 ja että ainakin niissä tapauksissa, joissa täsmälleen • · 24 91692 puolella mainitusta toisesta määrästä muutosta seuraavia osoittimia on vanha osoitinarvo, palautus suoritetaan ainoastaan siinä tapauksessa, että myös uusien osoitinarvo j en lukumäärä mainitussa toisessa määrässä osoittimia on 5 pienempi kuin tietty ennalta määrätty kolmas lukumäärä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna toisena määränä käytetään kolmea osoitinta ja vanha osoitinarvo palautetaan voimaan aina, mikäli kaksi näistä kolmesta seuraa- 10 vasta osoittimesta omaa vanhan osoitinarvon.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli kahdella seuraavalla osoittimella on sama arvo kuin osoittimen arvo ennen mainittua muutosta, palautetaan vanha osoitinarvo voimaan 15 heti.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna toisena määränä käytetään kolmea osoitinta ja vanha osoitinarvo palautetaan voimaan, mikäli kaksi näistä kolmesta seuraavasta 20 osoittimesta omaa vanhan osoitinarvon, eikä kolmas osoitinarvo ole mainittu uusi arvo.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli kahdesta seuraavasta osoittimesta toisella on sama arvo kuin osoittimen arvo 25 ennen mainittua muutosta, ja toisen osoittimen arvo on myös eri suuri kuin mainittu uusi arvo, palautetaan vanha osoitinarvo voimaan heti. Il 91692 25