FI91698B - Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi - Google Patents

Description

91698

Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä käytettävän signaalin vastaanottamiseksi 5

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 demultipleksoitävä 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 25 Digital Hierarchy) määrittelyyn. Määrittely on tehty CCITT:n suosituksissa G.707, G.708 ja G.709. Synkroninen digitaalinen hierarkia perustuu STM-N -siirtokehyksiin (Synchronous Transport Module) , joita on usealla hierarkiatasolla N (N=l,4,16...). Olemassa olevat PCM-järjestel-20 mät, kuten 2, 8, ja 32 Mbit/s:n järjestelmät multiplek- soidaan 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 91698 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 30 kehykset sisältävät myös tavuja, jotka mahdollistavat lii-täntätasauksen suorittamisen mapituksen yhteydessä mapitettavan informaatiosignaalin nopeuden poiketessa jossain määrin nimellisarvostaan. (Informaatiosignaalin mapitusta siirtokehykseen STM-1 on kuvattu esimerkiksi patenttihake-35 muksissa AU-B-34689/89 sekä FI-914746.) li 3 91698

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 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 positiivinen tasaus: 15 vastaanotettuun 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-ll, VC-12, VC-2, VC-3 tai 25 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-50 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 91698 jotka sitten voidaan mapittaa STM-l- 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-l -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- yksikössä 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 CCITTrn määrittelyt on esitetty viitteessä [1], johon I.

5 91698 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-osoittimen arvo muodostuu samalla tavalla tavujen Vl ja V2 muodostaman sanan kymmenestä viimeisestä bitistä. AU- ja TU-osoittimien koodaus on muutenkin varsin 10 samanlainen, mutta niillä on kuitenkin joitakin eroavaisuuksia, joita kuvataan seuraavassa.

Osoittimen arvon täytyy ensinnäkin olla määrätyllä alueella, jotta se voitaisiin hyväksyä. AU-4-osoittimen hyväksytty desimaaliarvo on välillä 0-782, ja esim. TU-12-15 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. Toiseksi, jotta N-bittien (bitit 1-4) määrittelemä uuden 20 datan lipun (NDF, New Data Flag) arvo "uusi" (NDF_enable) voitaisiin hyväksyä, pitää AU-osoittimella kolmen bitin olla samoja, TU-osoittimella kaikkien bittien on oltava samoja. Uuden datan lippu NDF sallii osoittimen arvon mielivaltaiset muutokset, mikäli ne ovat seurausta hyöty-25 kuormassa tapahtuvasta muutoksesta. Normaali toiminta (NDF_disabled) ilmoitetaan N-bittien arvoilla "0110", ja uusi osoittimen arvo (NDFenable) N-bittien arvoilla "lOOl" (eli invertoimalla normaalitilan bitit). Uuden datan lipulla ilmoitetaan tällä tavalla, yhdessä osoit-20 timen uuden arvon kanssa, virtuaalisen kontin kohdistuksen (alignment) muutos kehyksen sisällä, mikäli muutos tapahtuu jostakin muusta syystä kuin positiivisesta tai negatiivisesta tasauksesta (lähetin voi pakottaa virtuaaliselle kontille uuden kohdistuksen kehysrakenteen sisällä).

35 Mikäli uuden datan lippu osoittaa uutta osoitinarvoa 6 91698 (NDF_enable), ja osoitinarvo koostuu ykkösbiteistä (eli jos bitit 1-16 ovat seuraavanlaiset "1001SS1111111111"; missä S-bitit voivat olla ykkösiä tai nollia toisistaan riippumatta), merkitsee se ketjutusta (engl. concatena-5 tion). 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- konttia suuremman kapasiteetin. (Vastaavasti voidaan TU-2- yksiköitä ketjuttaa suuremmaksi yksiköksi, joka 10 pystyy kuljettamaan C-2-kontin kapasiteettia suurempia hyötykuormia.)

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

S-biteillä (bitit 5 ja 6) ilmoitetaan se, millä 15 (kuvassa 3 esitetyllä) hierarkiatasolla (esim. TU-12) kulloinkin toimitaan.

Edellä kuvatun positiivisen ja negatiivisen tasauksen ilmoittamiseen käytetään 10-bittisen osoitinsanan I- ja D-bittejä. Mikäli vähintään kolme viidestä lisäys-20 eli I-bitistä (bitit 7, 9, 11, 13 ja 15) on invertoitu, merkitsee se (tiettyjen lisäehtojen täyttyessä) positiivista tasausta (I=Increment). Mikäli puolestaan vähintään kolme viidestä vähennys- eli D-bitistä (bitit 8, 10, 12, 14, 16) on invertoitu, merkitsee se (tiettyjen lisäehtojen 25 täyttyessä) negatiivista tasausta (D=Decrement).

CCITT:n suosituksen G.783 liitteessä B.l (viite [3]) määritellään tasaustoiminnat seuraavasti: - positiivisesta tasauksesta ilmoittava lisäystieto inc_ind = norm_NDF + SS + enemmistö I-biteistä invertoitu 30 + enemmistö D-biteistä ei-invertoitu + kolmessa edeltäväs sä kehyksessä ei ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennys-tietoa (dec_ind), ja - negatiivisesta tasauksesta ilmoittava vähennystie-35 to dec_ind = norm_NDF + SS + enemmistö D-biteistä inver- li 7 91698 toitu + enemmistö I-biteistä ei-invertoitu + kolmessa edeltävässä kehyksessä ei ole vastaanotettu uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_enable), lisäystietoa (inc_ind) eikä vähennystietoa (dec_ind).

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

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

Tämä on tehty siksi, etteivät vastaanottimen puskurimuis-15 tit vuotaisi yli.

CCITTrn alkuperäistä suositusta on parannettu ETSI:n (European Telecommunication Standards Institute) uudessa suosituksessa (Annex PI to ETS DE/TM1015, 1992) siten, että normaali NDF (norm_NDF) on vaihdettu edellä kuvatuis-20 sa määritelmissä määritelmään disabled_NDF. Uudessa määritelmässä hylätään ne tasauspyynnöt, joissa kaksi neljästä N-bitistä on väärin.

Ongelmana nykytilanteessa on kuitenkin havaittu olevan mm. se, ettei tiettyjä virhetilanteita pystytä 25 korjaamaan kovin nopeasti, mikäli noudatetaan olemassaole via suosituksia. Esim. jos 2-4 kehyksen aikana tulkitaan kaksi tai useampi tasaustoimintopyyntö, on ongelmana se, mikä niistä oli oikea tasaustoimintopyyntö ja mikä tai mitkä vastaavasti siirtovirheistä johtuvia virheellisiä 30 tasauspyyntöjä. Edellä viitatussa suosituksen G.783 liitteessä B.l ongelma on ratkaistu siten, että aina ensimmäinen on oikea tasauspyyntö ja loput ovat virheellisiä.

Koska lisäksi edellä esitetyt SS-bitit vaikuttavat tasauspyynnön hyväksymiseen, voi jo yhdenkin bitin siirto-35 virhe näissä biteissä estää tarpeellisen tasaustoiminnon 8 91698 suorittamisen.

Virheellinen tasaustoiminto aiheuttaa vähintään kolme virheellistä kehystä, joiden aikana data siirtyy väärässä vaiheessa suhteessa osoittimiin. Yleensä korjaan-5 tuminen tulee kuitenkin kestämään paljon kauemmin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin korjata edellä kuvattu ongelma ja saada aikaan menetelmä, jonka avulla järjestelmän herkkyyttä siirtovirheille voidaan vähentää sekä nopeuttaa virhetilanteiden korjautumista.

10 Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisena ajatuksena on hyväksyä tasaus-pyyntöjä ilman edellä esitettyä kolmen edeltävän kehyksen 15 asettamaa rajoitusta ja poistaa myös S-bittien vaikutus tasauspyynnön hyväksymiseen.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan toteuttaa vastaanottimen suorittama osoittimen tulkintaprosessi siten, että siirtovirheet eivät turhaan aiheuta tasaustoi-20 minnan kieltämistä, mikä merkitsisi useiden kehysten ajan kestävää virhetilannetta.

Keksinnön mukaisen ratkaisun lisäetu on se, että se vähentää vastaanottimessa tarvittavaa logiikkaa, koska ei tarvitse rakentaa laskuria, joka huolehtii siitä, että 25 kolme edellistä kehystä ei ole sisältänyt tasaustoimintoa tai uuden datan lipun avulla lähetettyä uutta osoitinta.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viitaten kuvioihin 5-7 oheisten piirustusten mukaisissa esimerkeissä, joissa 30 kuvio 1 esittää yhden STM-N- kehyksen perusraken netta , kuvio 2 esittää yhden STM-1- kehyksen rakennetta, kuvio 3 esittää STM-N- kehyksen muodostamista olemassaolevista PCM-järjestelmistä, 35 kuvio 4a esittää tarkemmin AU-4- osoitinta, 9 91698 kuvio 4b esittää tarkemmin kuviossa 4a esitetyn AU- 4- osoittimen tavuja Hl ja H2, kuvio 5 esittää lohkokaaviona SDH-ristikytkentälai-tetta, jonka synkronointiyksiköissä keksinnön mukaista 5 menetelmää voidaan käyttää, kuvio 6 on tiladiagrammi, joka esittää vastaanottimen päätiloja sekä eri tiloissa tapahtuvia siirtymiä, ja kuvio 7 esittää vuokaaviona keksinnön mukaista osoittimen tulkintaprosessia.

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 91698

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 jo edellä kuvattu osoittimen menetystila LOP (Loss of Pointer). Näissä tiloissa mahdolliset tapahtumat, jotka ovat siis seurausta vastaanotetun osoittimen tulkinnasta, on esitetty kunkin tilan osalta seuraavissa kolmessa taulukossa. Selvyyden vuoksi on tapahtumien nimitykset 15 säilytetty englanninkielisinä, jotta vastaavuus SDH-suosi-tuksiin sekä muuhunkin tekniikan tasoon olisi selkeä. Sulkuihin on kuitenkin lisätty vastaava suomenkielinen nimitys.

NORM-tilan tapahtuma Määritelmä 20 active_point (voimassa Uuden datan lippu (NDF) saa oleva osoitin) arvon "normaali" (NDF_disa- bled) ja offset-arvo on sallitulla alueella ja yhtäsuuri kuin voimassa oleva offset-arvo.

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

I: 11 91698 NDF_enable (uuden datan Uuden datan lippu saa arvon lippu) "uusi" (NDF_enable) ja off set-arvo on sallitulla alueella.

AIS_ind (AIS-hälytys) 16-bittinen osoitinsana saa arvon "1111 1111 1111 1111" inc_ind (lisäystieto) Uuden datan lippu saa arvon "normaali" (NDF_disabled) ja enemmistö I-biteistä on invertoitu ja enemmistöä D-biteistä ei ole invertoitu.

5 dec_ind (vähennystieto) Uuden datan lippu saa arvon "normaali" (NDF_disabled) ja enemmistö D-biteistä on invertoitu ja enemmistöä I-biteistä ei ole invertoitu.

NORM_inv_point (NORM- Jos ei vastaanoteta AlS-hä- tilan virheellinen osoi- lytystä, uuden datan lipun tin) arvoa "uusi" (eli NDF_ena- ble) tai voimassa olevaa osoitinta (active_point).

10 AIS-tilan tapahtuma Määritelmä active_point (voimassa ei määritelty oleva osoitin) new_point (uusi osoitin) Uuden datan lippu (NDF) saa arvon "normaali" (NDF_disa-bled) ja offset-arvo on sallitulla alueella.

12 91698 NDF_enable (uuden datan Uuden datan lippu saa arvon lippu) "uusi" (NDF_enable) ja offset- arvo on sallitulla alueella.

AIS_ind (AIS-hälytys) 16-bittinen osoitinsana saa arvon "1111 1111 1111 1111" inc_ind (lisäystieto) ei määritelty 5 dec_ind (vähennystieto) ei määritelty AIS_inv_point (AIS-tilan (I) Jos ei vastaanoteta AIS-virheellinen osoitin) hälytystä eikä uuden datan lipun arvoa "uusi" (NDF_ena-ble), tai (II) jos ei vastaanoteta AIS-hälytystä.

10 LOP-tilan tapahtuma Määritelmä active_point (voimassa ei määritelty oleva osoitin) new_point (uusi osoitin) Uuden datan lippu saa arvon "normaali" (NDF_disabled) ja offset-arvo on sallitulla alueella.

15 NDF_enable (uuden datan Uuden datan lippu saa arvon lippu) "uusi" (NDF_enabled) ja off set-arvo on sallitulla alueella .

AIS_ind (AIS-hälytys) 16-bittinen osoitinsana saa arvon "1111 1111 1111 1111" inc_ind (lisäystieto) ei määritelty 13 91698 dec_ind (vähennystieto) ei määritelty LOP_inv_point (LOP-tilan (I) Virheellisen osoittimen virheellinen osoitin) laskuria ei päivitetä ollen kaan, tai (II) kaikki osoiti-narvot, jotka ovat erisuuria kuin AIS-hälytys, tai (III) kaikki osoitinarvot, jotka ovat erisuuria kuin AIS-hälytys ja uuden datan lipun arvo "uusi".

5 Kuten edellä olevista taulukoista havaitaan, voidaan osoittimen edellä esitetyt tavut Hl ja H2 (bitit 1-16) ilmoittaa korkeintaan seitsemän erilaista tapahtumaa. Keksinnön mukaisesti on lisäystieto määritelty normaalitilassa siten, että lisäystiedoksi katsotaan tilanne, 10 jossa uuden datan lippu saa arvon "normaali" (NDF_disa-bled) ja enemmistö I-biteistä on invertoitu, eikä enemmistöä D-biteistä ole invertoitu. Vastaavasti vähennystie-doksi katsotaan tilanne, jossa uuden datan lippu saa arvon "normaali" (NDF_disabled) ja enemmistö D-biteistä on in-15 vertoitu, eikä enemmistöä I-biteistä ole invertoitu. Uuden datan lipun arvoksi "normaaliksi" hyväksyttävät arvot kuvataan jäljempänä.

Keksinnön mukaisesti on siis (l) kolmea edeltävää kehystä koskeva rajoitus poistettu tasaustoimintojen hy-20 väksymisessä, ja jokainen hyväksytty tasaustoiminto toteutetaan, ja (2) SS-bittien vaikutus tasaustoiminnon hyväksymiseen on poistettu kokonaan.

Vastaanottimen siirtymistä eri päätilojen välillä sekä päätilan sisällä toiseen sisäiseen tilaan ohjataan 25 käytännössä laskureilla, jotka ovat seuraavassa taulukossa esitetyn kaltaiset. Jotta vertailu tunnettuun tekniikkaan säilyisi helpompana, on nimitykset säilytetty edelleen 14 91698 englanninkielisinä, ja vastaava suomenkielinen termi on lisätty sulkuihin. Laskurin englanninkielisen nimen alussa oleva viitemerkki (N tai 3) ilmoittaa kyseisen laskurin maksimiarvon. Laskurit ovat modulolaskimia, mikä merkitsee 5 sitä, että arvon saavuttaessa ylärajansa laskin aloittaa jälleen alusta.

LASKURI TOIMINTA

N x NDF_enable (NDF-lippulas- Laskee peräkkäisiä NDF_enable- 10 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 L0P- ja AIS-tiloista NORM-tilaan sekä NORM-tilasta NORM-tilaan (muutos offset-arvossa) .

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

15 3 x AIS_ind (hälytyslaskuri) Laskee peräkkäisiä AIS_ind- • tapahtumia ja ohjaa siirtymi siä NORM- ja LOP-tiloista AIS-tilaan.

Kun laskurin maksimiarvo saavutetaan, ovat eri tiloissa suoritettavat toimenpiteet seuraavanlaiset: 1. NORM-tila 20 - N x NDF_enable: siirtyminen LOP-tilaan, - 3 x new_point: siirtyminen NORM-tilaan (offset-arvon muutos), li 15 91698 - N x inv_point: siirtyminen LOP-tilaan, - 3 x AIS_ind: siirtyminen AIS-tilaan.

2. LOP-tila 5 - 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.

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

15 Kolmen peräkkäisen uuden osoittimen offset-arvon täytyy olla keskenään yhtäsuuria, muutoin uuden osoittimen laskuri nollataan välillä. N:n arvo on käytännössä välillä 8...10.

Mikäli vastaanotetaan virheellinen osoitin, kas-20 vatetaan virheellisen osoittimen laskurin arvoa yhdellä, muuten nollataan virhelaskuri. Jos virheellisen osoittimen laskuri saavuttaa maksimiarvonsa, siirrytään normaali- ja hälytystilasta osoittimen menetystilaan. Esim. jokainen normaalitilassa tulkittu tasaustoiminto (inc_ind tai 25 dec_ind) kasvattaa virheellisten osoittimien lukumäärää yhdellä, samoin kuin jokainen normaalitilassa tulkittu uusi osoitin (new_point).

Edellä kuvatut siirtymiset on kuvattu kuviossa 6 katkoviivoilla. Lisäksi kuviossa 6 on esitetty hälytysti-30 lassa 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.

Kuviossa 6 on lisäksi esitetty normaalitilan si-35 säliä tapahtuvia muutoksia. Näitä ovat (1) lisäys- tai 16 91698 vähennystiedon vastaanotto inc_ind/dec_ind ja (2) yksittäisen uuden datan lipun vastaanotto, jotka molemmat aiheuttavat sinänsä tunnetulla tavalla offset-arvon muutoksen normaalitilassa, sekä voimassa olevan osoittimen vastaan-5 otto (active_point). Lisäksi kuviossa on esitetty AIS- ja LOP-tiloissa tapahtuvia sisäisiä muutoksia.

Seuraavassa osoittimen tulkintaprosessi esitetään tarkemmin viitaten samalla kuvion 7 vuokaavion vastaaviin kohtiin.

10 Aluksi vastaanotetaan vastaanottimella SDH-jär- jestelmän mukainen kehysrakenne, josta erotetaan osoitin-tiedot sinänsä tunnetulla tavalla (vaihe 70).

1. Vaiheessa 71 testataan, koostuuko edellä esitetty 16-bittinen osoitinsana kokonaan ykkösistä. Mikäli 15 näin on, tulkitaan osoitinarvo AIS-hälytykseksi (vaihe 72) .

NORM-tilassa säilytetään voimassa oleva osoitin ja hälytyslaskurin lukemaa kasvatetaan yhdellä (3 x AIS_ind <= 3 x AIS_ind + 1, vaihe 73a). NDF-lippulaskuri, 20 virheellisen osoittimen laskuri ja uuden osoittimen laskuri nollataan. Mikäli hälytyslaskuri saavuttaa ylärajansa (3) , vaihtuu tila hälytystilaksi (AIS) ja hälytyslaskuri voidaan nollata (vaihe 73b).

AIS-tilassa ei tapahdu siirtymää. Hälytys- ja 25 NDF-lippulaskurit eivät ole relevantteja, joten ne voidaan nollata. Uuden osoittimen laskuri ja virheellisen osoittimen laskuri nollataan.

LOP-tilassa kasvatetaan hälytyslaskurin arvoa yhdellä (3 x AIS_ind «= 3 x AIS_ind + 1, vaihe 73a) ja 30 uuden osoittimen laskuri nollataan. Virheellisen osoittimen laskuri ja NDF-lippulaskuri eivät ole relevantteja, joten ne voidaan nollata. Mikäli hälytyslaskuri saavuttaa ylärajansa, vaihtuu tila hälytystilaksi (AIS) ja hälytys-laskuri voidaan nollata (vaihe 73b).

35 2. S-bittejä (kuvio 4b, bitit 5 ja 6) ei tarkis- I: 17 91698 teta muissa yhteyksissä kuin vaiheessa 71.

3. Vaiheessa 74 tarkistetaan uuden datan lipun (NDF) arvo. Mikäli kyseinen arvo NDF="1001" (TU-osoitti-melta vaaditaan edellä kuvatulla tavalla tarkkaa vastaa- 5 vuutta ja AU-osoittimelta 3 bitin vastaavuutta eli jotakin arvoista "1001", "1000", "1011", "1101" tai "0001") ja 10-bittinen osoittimen arvo PTR on sallitulla offset-alueella, tulkitaan tapahtuma uudeksi data lipuksi (NDF_enable) (vaihe 74a).

10 NORM-tilassa kasvatetaan tässä tapauksessa NDF- lippulaskurin arvoa yhdellä (N x NDF_enable <= N x NDF_ena-ble + 1, vaihe 75a) ja uuden osoittimen laskuri, hälytys-laskuri ja virheellisen osoittimen laskuri nollataan. Mikäli NDF-lippulaskuri saavuttaa ylärajansa (N), siirry-15 tään LOP-tilaan ja NDF-lippulaskuri nollataan (vaihe 75b). Mikäli NDF-lippulaskuri ei ole saavuttanut ylärajaansa, päivitetään voimassa olevan osoittimen arvoksi uuden osoittimen arvo (vaihe 75c).

AIS-tilassa aiheuttaa yksikin NDF_enable-tapah-20 tuma välittömän siirtymisen NORM-tilaan. Uudesta osoitti-mesta tulee tällöin voimassa oleva osoitin (vaihe 75c) ja kaikki laskurit nollataan.

LOP-tilassa ei tapahdu siirtymiä. NDF-lippulaskuri ja virheellisen osoittimen laskuri eivät ole rele-25 vantteja, joten ne voidaan nollata. Uuden osoittimen laskuri ja hälytyslaskuri nollataan samoin.

4. Mikäli vaiheessa 74 tutkittava NDF-sana on jokin seuraavissa taulukoissa esitettävistä sanoista, tulkitaan tilanne normaaliksi (NDF_disabled), ja 10-bit- 30 tistä osoitinarvoa PTR tulkitaan seuraavien alasääntöjen 4.1...4.2.3 mukaan.

AU-NDF TU-NDF

0000 0000 0010 0001 35 0011 0010 18 91698 0100 0011 0101 0100 0110 (normaali) 0101 0111 0110 (normaali) 5 1010 Olli 1100 1000 1110 1010 1111 1011 1100 10 1101 1110 1111

Kuten taulukoista ilmenee, uuden datan lipun arvoksi "normaali" katsotaan TU-osoittimen tapauksessa 15 arvoa "1001" lukuunottamatta kaikki muut arvot ja AU-osoi-ttimen tapauksessa kaikki muut arvot, paitsi ne, jotka poikkeavat arvosta "1001" korkeintaan yhdellä bitillä.

4.1 Tämä alisääntö on voimassa vain NORM-tilassa, koska voimassa oleva osoitin on määrittelemätön AIS- ja 20 LOP-tiloissa. AIS- ja LOP-tilojen tapauksessa siirrytään suoraan alisääntöön 4.2.

Mikäli vaiheessa 76 suoritettavassa testissä todetaan, että 10-bittinen osoitinarvo PTR on sama kuin voimassaolevan osoittimen arvo, on tiladiagrammissa ky-25 seessä voimassa olevan osoittimen tapahtuma, joka on normaali tapaus ja käytännössä siis myös selvästi yleisin tapaus. Kaikki edellä kuvatut laskurit nollataan, mutta mitään muuta ei muuteta (vaihe 77).

4.2 Mikäli 10-bittinen osoitinarvo PTR eroaa 30 voimassa olevan osoittimen arvosta tai mikäli voimassa oleva osoitin on määrittelemätön (AIS- ja LOP-tilat), jatketaan seuraavasti: 4.2.1 Mikäli osoittimen arvo on sallitulla alueella, tarkistetaan, ilmaistiinko sama arvo edellisessä 35 osoittimessa (vaihe 78).

* ψ li 19 91698

Mikäli vastaus on myönteinen, kasvatetaan uuden osoittimen laskurin arvoa yhdellä (vaihe 78a). Tämän jälkeen testataan vaiheessa 79, onko uuden osoittimen laskuri saavuttanut ylärajansa (3). Mikäli näin on, muuttuu tila 5 NORM-tilaksi, uuden osoittimen arvo hyväksytään ja kaikki laskurit nollataan virheellisen osoittimen laskuria lukuunottamatta. NORM-tilassa tämä merkitsee ainoastaan offset-arvon muutosta (vaihe 79a).

Mikäli vastaus on kielteinen, tulkitaan uusi 10 osoitinarvo vastaanotetuksi (vaihe 80) , uuden osoittimen laskuri nollataan, ja laskurin arvoa kasvatetaan yhdellä.

Uuden osoittimen arvo talletetaan (vaihe 81).

NORM-tilassa kasvatetaan keksinnön mukaisesti virheellisen osoittimen laskuria yhdellä ja NDF-lippulas-15 kuri sekä hälytyslaskuri nollataan. Tämän jälkeen testataan vaiheessa 82, onko virheellisen osoittimen laskuri saavuttanut ylärajansa (N). Mikäli näin on, muuttuu tila LOP-tilaksi ja virheellisen osoittimen laskuri voidaan nollata (vaihe 83).

20 AIS-tilassa kasvatetaan samoin virheellisen osoittimen laskuria yhdellä. NDF-lippulaskuri ja hälytys-laskuri eivät ole relevantteja, joten ne voidaan nollata.

Mikäli vaiheessa 82 havaitaan, että virheellisen osoittimen laskuri on saavuttanut ylärajansa, muuttuu tila LOP-25 tilaksi ja virheellisen osoittimen laskuri voidaan nollata (vaihe 83).

LOP-tilassa nollataan hälytyslaskuri. Virheellisen osoittimen laskuri ja NDF-lippulaskuri eivät ole relevantteja, ja ne voidaan nollata (ei esitetty kuviossa).

30 4.2.2 Tämä alisääntö on voimassa ainoastaan NORM- tilassa, koska voimassa olevan osoittimen arvo on määrittelemätön AIS- ja LOP-tiloissa. AIS- tai LOP-tilan tapauksessa edetään suoraan kohtaan 5.

Mikäli enemmistö (3, 4 tai 5) viidestä I-bitistä 35 on invertoitu voimassa olevaan osoittimeen verrattuna, 20 91698 eikä enemmistöä (3, 4 tai 5) viidestä D-bitistä ole invertoitu, tulkitaan keksinnön mukaisesti vaiheessa 84b kysymyksessä olevan lisäystieto (inc_ind), jolloin voimassa olevan osoittimen arvoa lisätään yhdellä (vaihe 85b). NDF-5 lippulaskuri ja hälytyslaskuri nollataan ja virheellisen osoittimen laskurin arvoa lisätään yhdellä (vaihe 86) .

Mikäli offset-arvo on sallitulla alueella, päivitetään uuden osoittimen laskuria kohdan 4.2.1 mukaisesti (NORM-tila), muussa tapauksessa nollataan uuden osoittimen las-10 kuri.

4.2.3 Tämä alisääntö on voimassa vain NORM-ti-lassa, koska voimassa olevan osoittimen arvo on määrittelemätön AIS- ja LOP-tiloissa. AIS- tai LOP-tilan tapauksessa edetään suoraan kohtaan 5.

15 Mikäli enemmistö (3, 4 tai 5) viidestä D-bitistä on invertoitu voimassa olevaan osoittimeen verrattuna, eikä enemmistöä (3, 4, 5) viidestä I-bitistä ole inver toitu, tulkitaan keksinnön mukaisesti vaiheessa 84a kysymyksessä olevan vähennystieto (dec_ind), jolloin voimassa 20 olevan osoittimen arvosta vähennetään yksi (vaihe 85a) . NDF-lippulaskuri ja hälytyslaskuri nollataan ja virheellisen osoittimen laskurin arvosta vähennetään yksi (vaihe 86) . Mikäli offset-arvo on alueella, päivitetään uuden osoittimen laskuria kohdan 4.2.1 mukaisesti (NORM-tila), 25 muussa tapauksessa nollataan uuden osoittimen laskuri.

5. Mikäli yksikään kohdista l, 3, tai 4 ei päde, tulkitaan osoitin virheelliseksi (inv_point).

NORM-tilassa kasvatetaan virheellisen osoittimen laskuria ja uuden osoittimen laskuri, hälytyslaskuri ja 30 NDF-lippulaskuri nollataan (vaihe 86). Mikäli virheellisen osoittimen laskuri saavuttaa ylärajansa (N) , siirrytään LOP-tilaan, jolloin ko. laskuri voidaan nollata.

AIS-tilassa kasvatetaan virheellisen osoittimen laskuria yhdellä ja uuden osoittimen laskuri nollataan.

35 Hälytyslaskuri ja NDF-lippulaskuri eivät ole relevantteja, 21 91698 ja ne voidaan nollata. Jos virheellisen osoittimen laskuri saavuttaa ylärajansa, siirrytään LOP-tilaan ja ko. laskuri voidaan nollata.

LOP-tilassa ei tapahdu siirtymiä. Uuden osoitti-5 men laskuri ja hälytyslaskuri nollataan. Virheellisen osoittimen laskuri ja NDF-lippulaskuri eivät ole relevantteja, ja ne voidaan nollata.

6. NORM-tilan tapauksessa hyväksytään, kuten edellä esitettiin, lisäystieto- (inc_ind), vähennystieto- 10 (dec_ind) ja NDF_enable-tapahtumat aina, kun ne ilmaistaan, vaikka ne esiintyisivätkin peräkkäin. AIS-tilassa hyväksytään myös NDF_enable-tapahtuma aina, kun sellainen ilmaistaan.

7. Ketjutuksen tarkistus suoritetaan ja tieto 15 siitä välitetään edelleen eteenpäin, mikäli tarpeellista.

Osoittimen tulkinnassa ketjutusta käsitellään virheellisenä osoittimena ja se johtaa siirtymiseen osoittimen menetystilaan (LOP), mikäli ketjutustieto esiintyy ennalta määrätyn kehysmäärän (N kpl) ajan.

20 Edellä esitettyä osoittimen tulkintaprosessia on esitetty myös tämän hakemuksen kanssa samanaikaisesti jätetyssä rinnakkaisessa FI-patenttihakemuksessa, joka koskee lähemmin virheellisten osoittimien määrittelyä vastaanottimen päätiloissa.

25 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 30 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, 35 ja joka kehysrakenne käsittää osoittimen, joka osoittaa 22 91698 hyötykuorman vaiheen kehysrakenteen sisällä.

Viiteluettelo: 5 [1] , CCITT Blue Book, Recommendation G.709: "Synchronous Multiplexing Structure," May 1990.

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

[3] . CCITT Blue Book, Recommendation G.783: "Cha-10 racteristics of Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Multiplexing Equipment Functional Blocks," August 1990, Annex B.

Il

Claims (2)

23 91698

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 osoitti-10 men 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 (decind) 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, tunnettu siitä, että normaalitilassa katsotaan : - (i) lisäystiedoksi kaikki ne tapahtumat, joissa 25 on vastaanotettu uuden datan lipun arvo "normaali" (NDF_disabled) ja enemmistö I-biteistä on invertoitu, eikä enemmistöä D-biteistä ole invertoitu, ja - (ii) vähennystiedoksi kaikki ne tapahtumat, joissa on vastaanotettu uuden datan lipun arvo "normaali" 30 (NDFdisabled) ja enemmistö D-biteistä on invertoitu, eikä enemmistöä I-biteistä ole invertoitu, jolloin uuden datan lipun arvoksi "normaali" katsotaan sen arvo "0110" ja siitä ennalta määrättyjen rajojen puitteissa poikkeavat arvot. 24 91698

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuden datan lipun arvoksi "normaali" katsotaan TU-osoittimen tapauksessa arvoa "1001" lukuunottamatta muut arvot ja AU-osoittimen tapauk-5 sessa kaikki muut arvot, paitsi ne, jotka poikkeavat arvosta "1001" korkeintaan yhdellä bitillä. > 25 91698