FI92358B - Hierarkkinen synkronointimenetelmä sekä sanomapohjaista synkronointia käyttävä tietoliikennejärjestelmä - Google Patents

Description

92358 .

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 5 johdanto-osan mukaista tietolii-10 kennejärjestelmää.

Tässä esityksessä käytetään järjestelmän siirtoyhteyksien risteyskohdista nimitystä solmu. Solmu voi olla mikä tahansa laite tai laitteisto, joka pystyy puuttumaan kellotahtiin, esim. haaroitin- tai ristikytkentälaite.

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 sisäisen 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.

Jotta edellä kuvatun kaltainen synkronointihierarkia saataisiin rakennettua järjestelmän sisälle, välittävät järjestelmän solmut toisilleen synkronointisanomia. Nämä 35 sanomat sisältävät tietoja, joiden avulla yksittäiset 2 92658 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.

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 hierarkisesti päälähteen kellotaajuuteen.

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 synkronoin-30 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 normaa-35 litilanteessa järjestelmän synkronointiin, mutta ne ovat >1 92358 3 käytettävissä muutostilanteissa.

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 1 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.

25 Yleensä lopputuloksena on alkuperäisen kaltainen hierar-kiarakenne, jossa vikaantunut yhteys on korvattu toimivalla yhteydellä, muun rakenteen säilyessä lähes muuttumattomana.

Sanomapohjaista synkronointia käyttävää verkkoa on 30 kuvattu esim. US-patenteissa 2,986,723 ja 4,837,850. Edellisessä esitetään järjestelmä, jossa solmut menevät vikatilanteissa edellä kuvatulla tavalla sisäisen ajastuksen tilaan. Jälkimmäisessä esitetään järjestelmä, jossa vikatilanteen jälkeinen uudelleen synkronoituminen perustuu 35 vikatilanteessa lähetettävään erilliseen, pääsolmua etsi- 92358 .

4 vään hakusanoinaan. Näitä järjestelmiä kuvataan vielä tarkemmin jäljempänä.

Tunnetuissa järjestelmissä vaatii edellä kuvatun kaltainen vikatilanne varsin pitkän ajan ennen kuin synk-5 ronointi jälleen löydetään, koska synkronoinnin löytyminen vaatii yleensä (verkon topologiasta ja vikakohdasta riippuen) useita peräkkäisiä sisäisessä ajastuksessa käyntejä (sekä näin ollen myös useita muutoksia synkronointipuussa) tai vaihtoehtoisesti erillisten hakusanomien lähettämistä.

10 (Synkronointipuulla tarkoitetaan sitä hierarkista puumaista rakennetta, joka alistuvassa synkronoinnissa syntyy verkkoon pääsolmusta lähtien.)

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan hierarkkinen synkronointimenetelmä, jonka avulla 15 uudelleen synkronoitumista voidaan nopeuttaa sen jälkeen, kun solmu on menettänyt valitsemansa ajastuslähteen. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle tietolii-20 kennejärjestelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.

(Kun solmu menettää ajastuslähteensä, on kysymyksessä joko signaalin katoaminen tai signaalin laadun heikkeneminen niin, ettei sitä voi/saa käyttää enää synkronointiin, tai 25 valitun synkronointisanoman huonontuminen. Huonontuneella synkronointitunnisteella tarkoitetaan sitä, että sitä vastaava synkronointisanoma on edelleen laadullisesti hyväksyttävissä, mutta sen sisältämä tunniste on muuttunut prioriteettitasoltaan heikommaksi. Sisääntulevan synkro-30 nointitunnisteen huononeminen kertoo järjestelmän päälähteeseen johtavalla yhteydellä tapahtuneesta muutoksesta/ vikaantumisesta. )

Keksinnön ajatuksena on, mikäli ajastuksensa menettäneellä solmulla on sellainen naapurisolmu, joka sijait-35 see ajastuksen menetyksen hetkellä synkronointihierarkias- 92358 5 sa samalla tasolla kuin solmu, josta tuleva ajastus menetettiin, ja joka solmu on lähempänä pääsolmua kuin ajas-tuksensa menettänyt solmu, valita kyseinen naapurisolmu uudeksi ajatuslähteeksi. Näin voidaan järjestelmän pääkel-5 loon tapahtuvaa uudelleen synkronoitumista nopeuttaa merkittävästi .

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viitaten kuvioiden 3-6 mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa 10 kuvio 1 esittää sanomapohjaista synkronointia käyt tävää järjestelmää yleisessä muodossa sen ollessa synkronoitunut päälähteen kellotaajuuteen, kuvio 2 esittää kuvion 1 verkkoa, kun sen pääsolmu on vikaantunut, 15 kuvio 3 esittää itseohjautuvaa alistuvaa synkronoin tia (SOMS) käyttävää verkkoa alkutilassaan, kuvio 4 esittää kuvion 2 verkkoa stabiilissa tilassa, kuvio 5 esittää vuokaaviona keksinnön mukaista 20 periaatetta, kuvio 6 ja 7 esittävät SOMS-verkkoa, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää, ja kuvio 8 esittää solmun niitä synkronointielimiä, joilla keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan.

25 Kuviossa 3 on esitetty itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synchronization) , joka on eräs sinänsä tunnettu sanomapohjainen synkronointimenetelmä, käyttävä järjestelmä, joka käsittää tässä tapauksessa viisi solmua (tai laitetta), joita on 30 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 tunnistamaan toisensa näiden osoitenumeroiden avulla ja rakentamaan synkronoin-35 tihierarkian, jolloin koko verkko pystyy synkronoitumaan 92358 6 pääsolmuun.

Kuten edellä mainittiin, ovat verkossa jatkuvasti lähetettävät sanomat riippuvaisia käytettävästä sanomapohjaisesta synkronointimenetelmästä. Sanomat ovat lisäksi 5 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 peräkkäisestä numerosta D1...D3: 10 Dl on SOMS-sanoman lähettävän solmun synkronointi- taajuuden alkuperä eli lähettävälle solmulle pääsolmuna näkyvän solmun SOMS-osoite.

D2 on etäisyys Dlrllä ilmaistuun solmuun. Tämä etäisyys ilmaistaan välissä olevien solmujen lukumääränä.

15 D3 on lähettävän solmun SOMS-osoite.

Jokainen solmu (tai laite) vertailee jatkuvasti sisääntulevia SOMS-tunnisteita keskenään ja valitsee näistä pienimmän. Tunnisteessa osat Dl, D2 ja D3 on yhdistetty suoraan yhdeksi luvuksi laittamalla ne peräkkäin 20 (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 solmu pyrkii synkronoitumaan signaaliin, jonka taajuus on 25 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).

Mikäli kaksi tai useampi sisääntulevista signaaleis-30 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 saada eroa sisään tulevien signaalien välille.

35 Kun solmu on hyväksynyt jonkin naapurisolmuista n 92358 7 uudeksi synkronointilähteekseen sisääntulevan SOMS-tunnis-teen perusteella, joutuu solmu muodostamaan oman SOMS-tun-nisteensa uudestaan. Uusi SOMS-tunniste saadaan johdettua valitusta pienimmästä SOMS-tunnisteesta seuraavasti: en-5 simmäinen osa (Dl) jätetään koskematta, toista osaa (D2) kasvatetaan yhdellä ja kolmas osa (D3) korvataan solmun omalla SOMS-osoitteella.

Jokaisella solmulla on myös oma sisäinen SOMS-tun-nisteensa X-O-X, jossa X on ko. solmun SOMS-osoite. Mikäli 10 mikään sisääntulevista SOMS-sanomista ei sisällä tunnistetta, joka on sisäistä tunnistetta pienempi, käyttää solmu kellotaajuutensa lähteenä omaa sisäistä oskillaatto-riaan tai mahdollisesti erillistä synkronointituloa. Uloslähtevässä SOMS-sanomassa käytetään luonnollisesti tällöin 15 sisäistä SOMS-tunnistetta.

Solmut lähettävät jatkuvasti SOMS-sanomia jokaiseen suuntaan, jotta muuttuneet tiedot SOMS-tunnisteissa levi-äisivät mahdollisimman nopeasti ja naapurisolmujen toimintakunto olisi jatkuvasti selvillä. Ennen kuin SOMS-tunnis-20 teitä voidaan verrata keskenään, sisääntulevat SOMS-sano-mat on hyväksyttävä ja SOMS-tunnisteet erotettava niistä.

Kun tietyltä siirtoyhteydeltä saadaan ensimmäisen kerran SOMS-sanoma, sen sisältämä SOMS-tunniste hyväksytään heti vertailuja varten, mikäli sanoma oli virheetön.

25 Kun sisääntulevalla siirtoyhteydellä on hyväksytty SOMS- tunniste ja sisään tulee jatkuvasti saman tunnisteen sisältävää virheetöntä sanomaa, pysyy tilanne muuttumattomana. Mikäli SOMS-sanoma havaitaan virheelliseksi, pysyttäydytään vielä vanhassa SOMS-tunnisteessa, kunnes on saatu 30 kolme peräkkäistä SOMS-sanomaa virheellisenä. Tällöin ei enää hyväksytä ko. SOMS-tunnistetta vertailuun. Kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman odottamisella pyritään eliminoimaan hetkelliset häiriöt pois.

Jos yhteydeltä ei tule mitään SOMS-sanomaa, vaikka 35 yhteys muuten toimisikin, odotetaan kolmen peräkkäisen 92358 8 SOMS-sanoman verran, kunnes hylätään sen hetkinen SOMS-tunniste. Mikäli yhteys menee kokonaan poikki, hylätään SOMS-tunniste välittömästi. Mikäli sisääntulevassa signaalissa olevien häiriöiden takia ei saada vertailuja varten 5 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 maksimiarvonsa (MAX-MAX-MAX).

10 Kun sisääntulevassa SOMS-sanomassa havaitaan uusi muuttunut SOMS-tunniste, hyväksytään se heti vertailuun, mikäli sanoma oli virheetön. Näin verkon muutoksille ei aiheuteta turhia viiveitä.

Alkutilanteessa jokainen solmu käyttää omaa sisäistä 15 synkronointilähdettään, jolloin se lähettää muille sol muille omaa sisäistä SOMS-tunnistettaan X-O-X. Tätä tunnistetta verrataan myös sisääntuleviin SOMS-tunnisteisiin. Mikäli mikään sisääntulevista tunnisteista ei ole sisäistä tunnistetta pienempi, jatkaa ko. solmu oman sisäisen ajas-20 tuksen käyttöä.

Kuviossa 3 SOMS-verkko on esitetty alkutilassa, jolloin mikään solmu (tai laite) ei ole ehtinyt saada prosessoitua sisääntulevia SOMS-sanomia. Kaikilla solmuilla korkeimman prioriteetin saa solmun sisäinen SOMS-tun-25 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 kaikki solmut käyttävät sisäistä ajastuslähdettään). Synk-30 ronoinnin käytössä olevat yhteydet on piirretty yhtenäi sellä viivalla, varalla olevat yhteydet katkoviivalla (kuvion 3 mukaisessa alkutilanteessa kaikki yhteydet ovat varalla).

Kun solmut ehtivät käsitellä sisääntulevia SOMS-sa-35 nomia, solmu 1 pysyttäytyy sisäisen ajastuksen käytössä, t

II

92358 9 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 uudet SOMS-tunnisteensa edellä kuvatulla tavalla ja vaih-5 tavat uloslähtevään SOMS-sanomaansa uuden tunnisteen. Verkon tilanne sen stabiloiduttua on esitetty kuviossa 4. Kaikki solmut ovat synkronoituneet pääsolmuun 1 lyhintä mahdollista reittiä.

Edellä mainitussa US-patentissa 2,986,723 esitetyssä 10 synkronointimenetelmässä siirtyy se järjestelmän solmu, joka on menettänyt synkronointiyhteytensä käyttämään määräajaksi sisäistä ajastusta (omaa oskillaattoriaan) ja lähettää naapurisolmuille oman sisäisen ajastuksensa tunnistetta X-O-X (jossa X on edellä esitetyn mukaisesti sol-15 mun oma synkronointinumero). Kun naapurisolmu saa sisäistä ajastusta merkitsevän tunnisteen solmulta, jonka kautta se on synkronoitunut, se siirtyy itsekin sisäiseen ajastuk-seen määräajaksi ja alkaa lähettää naapurisolmuille omaa sisäisen ajastuksen tunnistettaan Y-O-Y. Kun yksittäisen 20 solmun pakotettu määräaika on kulunut umpeen, valitsee se jälleen vapaasti sisääntulevien synkronointisanomien perusteella ajastuksensa lähteen sisääntulevista signaaleista, jolloin synkronointihierarkian rakenne alkaa muodostua uudestaan siihen osaan järjestelmää, joka oli synkronoin-25 nin osalta vikakohdan takana.

Synkronointirakenteen hajottua siirtoyhteyden tai solmun vikaantumisen seurauksena käyttää siis osa järjestelmän solmuista ajastukseen omaa kelloaan, joka ei laadullisesti ole lähes koskaan yhtä hyvä kuin järjestelmän 30 pääkello.

Edellä mainitussa US-patentissa 4,837,850 esitetyssä synkronointimenetelmässä synkronointiyhteytensä menettänyt laite (solmu) lähettää päälaitetta etsivän hakusanoman ja toimii samalla pääkellona niille laitteille, jotka olivat 35 synkronoituneet sen kautta jo ennen vikatilannetta. Kun 92358 10 muut laitteet saavat vian havainneen laitteen lähettämän hakusanoman, välittävät ne sen eteenpäin. Mikäli hakusanoina lopulta saavuttaa järjestelmän päälaitteen, lähettää päälaite takaisin oman normaalin synkronoin-5 tisanomansa. Tämän synkronointisanoman saavuttaessa vian havainneen laitteen on uusi synkronointiyhteys päälaittee-seen saatu muodostettua korvaavaa reittiä pitkin. Järjestelmä toimii vastaavalla tavalla, jos yksi laite (solmu) vikaantuu, jolloin synkronoinnin suhteen vikaantuneen 10 laitteen takana olevat laitteet menettävät käyttämänsä yhteyden järjestelmän päälaitteeseen.

US-patentissa 4,837,850 esitettyä synkronointi-menetelmää käyttävässä järjestelmässä aiheuttaa synk-ronointiyhteyden tai synkronointihierarkiarakenteen kes-15 kellä olevan laitteen (solmun) vikaantuminen synkronointi-rakenteen katkeamisen, jolloin järjestelmä jakautuu synkronoinnin kannalta kahteen osaan. Toisessa osassa käytetään kellotaajuutena päälaitteen kellotaajuutta ja toisessa osassa vian havainneen laitteen kellotaajuutta. Kun on 20 löydetty uusi reitti järjestelmän päälaitteeseen ha kusanoman avulla ja tieto siitä on kulkenut takaisin vian havainneelle laitteelle, saa koko järjestelmä ajastuksensa uudelleen päälaitteelta.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa nopeutetaan järjes-25 telmän synkronoitumista pääkelloon vikatilanteissa. Ku viossa 5 on esitetty vuokaaviona järjestelmän solmun suorittama toiminta, kun se on havainnut synkronointiin valitun signaalin heikkenemisen tai katkeamisen tai valitun synkronointitunnisteen huonontumisen, mikä voi johtua 30 esim. siitä, että valitun signaalin käyttämä yhteys tai valitun signaalin lähettävä solmu on vikaantunut. Kun valittuna olleen ajastuslähteen menetys on havaittu vaiheessa 51, tutkii solmu, onko sille tulevien muiden synk-ronointitunnisteiden joukossa toista samantasoista tunnis-35 tetta (vaihe 52). Mikäli tällainen tunniste löytyy, tutki- 92358 11 taan, onko kyseistä tunnistetta lähettävä solmu lähempänä pääsolmua synkronointipuussa (vaihe 53). Mikäli näin on, hyväksytään kyseisen tunnisteen signaali heti solmun uudeksi ajastuslähteeksi. Mikäli sen sijaan joko vaiheessa 5 52 tai 53 suoritettava vertailu antaa kielteisen tuloksen, käynnistetään heti sinänsä tunnettu menettely vaihtoehtoisen yhteyden löytämiseksi pääsolmuun. SOMS-verkon tapauksessa tämä tarkoittaa sitä, että solmu siirtyy sisäisen ajastuksen tilaan määräajaksi.

10 Koska valitun synkronointitunnisteen kanssa samanta soiselta synkronointitunnisteelta vaaditaan lisäksi, että sen lähettävä solmu on synkronointipuussa lähempänä pääsolmua kuin vian havaitseva solmu, saatetaan, käytetystä synkronointimenetelmästä riippuen, synkronointisanomaan 15 joutua tekemään lisäys, jotta solmut tietäisivät toistensa sijainnin synkronointipuun hierarkiatasoilla. Mikäli verkossa käytetään edellä esitetyn mukaista itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS), välittyy tieto automaattisesti synkronointitunnisteen mukana (tunnisteen toinen 20 numero eli D2). Mikäli sen sijaan käytetään esim. US-pa-tentissa 4,837,850 esitettyä järjestelmää, on mainitun tiedon muodostaminen ja välittäminen lisättävä järjestelmään. Käytännössä tämä käy vastaavalla tavalla kuin SOMS-verkossakin, eli siten, että sanomaan lisätään etäisyy-25 destä kertova osa, jonka arvoksi pääsolmu antaa nollan ja jonka arvoa muut solmut lisäävät yhdellä välittäessään pääsolmun sanomaa eteenpäin.

Lähettävän solmun on oltava synkronointipuussa lähempänä pääsolmua kuin vian havaitseva solmu, koska 30 muuten on olemassa vaara, että synkronointiin tulee silmukka, eli laite on synkronoitunut signaaliin, jonka taajuus on jo kulkenut sen itsensä kautta.

Kuvioissa 6 ja 7 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän toteutusta verkossa, jossa käytetään edellä 35 kuvattua itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS).

92358 12

Verkko käsittää kuusi solmua 1...6. Solmujen 2 ja 4 välisen yhteyden vikaantuessa menettää solmu 4 yhteyden solmuun 2. Tässä tapauksessa solmu 4 ei menekään pakotetusti sisäisen ajastuksen tilaan, vaan se hyväksyy välittömästi 5 solmulta 3 saamansa synkronointitunnisteen (1-1-3), joka on samalla hierarkiatasolla kuin aikaisemmin valittuna ollut tunnus (1-1-2). Tällöin solmun 4 lähettämä synk-ronointitunniste ei muutu miksikään (vrt. kuvio 7) , eikä sen alla olevassa synkronointipuussa tapahdu mitään muu-10 toksia. Näin säästytään synkronointia hidastavista pakotetuista sisäisessä ajastuksessa käynneistä, joita voi, tilanteesta ja verkon topologiasta riippuen, olla hyvinkin monta. Synkronointipuussa ei näin ollen myöskään tapahdu turhia muutoksia, koska solmut eivät siirry yksi toisensa 15 jälkeen sisäisen ajastuksen tilaan.

Hetkelliset häiriöt suodattuvat pois, koska synk-ronointisanoman on tultava virheellisenä kolme kertaa peräkkäin ennen kuin sisääntuleva synkronointitunniste hylätään.

20 Vastaavasti voidaan keksinnön mukaista menetelmää hyödyntää missä tahansa sellaisessa järjestelmässä, jossa yhdellä solmulla on ainakin kaksi sellaista naapurisolmua, jotka ovat keskenään yhtä kaukana järjestelmän pääsolmusta (ja lähempänä sitä kuin mainittu solmu).

25 Samantasoisen synkronointitunnisteen hyväksyminen valittuna olleen tunnisteen tilalle suoritetaan solmun synkronoinnin päätöksenteko-osassa. Kuviossa 8 on esitetty solmun niitä elimiä, jotka suorittavat ajastuslähteen valinnan. Kuviossa on esitetty kaksi järjestelmän laittee-30 seen naapurilaitteilta tulevaa signaalia, A ja B. Kumpikin signaali tulee järjestelmän omalta solmulta ja sisältää synkronointisanoman, jonka signaalin vastaanotto-osa 13a ja vastaavasti 13b erottaa ja välittää edelleen siihen kytketylle synkronointisanoman vastaanotto-osalle 16a ja 35 vastaavasti 16b. Synkronointisanoman vastaanotto-osa tar- li 92358 13 kistaa sanoman virheettömyyden ja välittää sen edelleen laitteen keskitetylle synkronoinnin päätöksenteko-osalle 20, jonka kukin sisäänmeno on kytketty vastaavan vastaanotto-osan 16a, 16b ulostuloon. Signaalin vastaanotto-osat 5 tarkkailevat myös vastaanottamansa signaalin laatua ja tallettavat näistä tiedon liitäntäkohtaisiin vikatieto-kantoihin 24a ja vastaavasti 24b. Synkronointisanoman vastaanotto-osa 16a saa vikatiedot tietokannalta 24a ja vastaanotto-osa 16b vastaavasti vikatietokannalta 24b. Mikäli 10 sisääntuleva signaali ei ole kelvollinen synkronointiin, kieltää synkronointisanoman vastaanotto-osa sen käytön. Tämä voidaan tehdä erikseen kieltämällä tai asettamalla sisääntulevan tunnisteen arvoksi suurin mahdollinen, jolloin jälkimmmäisessä tapauksessa sitä ei käytännössä käy-15 tetä missään tapauksessa synkronointiin.

Päätöksenteko-osa 20 suorittaa sanomien vertailun ja tallettaa ne muistiin 21. Kun valittuna ollut synkronoin-titunniste muuttuu huonommaksi tai häviää kokonaan, etsii päätöksenteko-osa muiden tunnisteiden joukosta synk-20 ronointihierarkiassa samantasoista tunnistetta. Mikäli tällainen tunniste löytyy, tutkii päätöksenteko-osa 20, onko kyseistä tunnistetta lähettävä solmu synkronointi-puussa lähempänä pääsolmua kuin solmu itse. Mikäli näin on, valitsee päätöksenteko-osa tällaista tunnistetta vas-25 taavan signaalin uudeksi ajastuslähteekseen. Jos mainitut kriteerit täyttävää tunnistetta ei löydy, käynnistää päätöksenteko-osa normaalin, hitaamman menetelmän yhteyden löytämiseksi järjestelmän pääsolmuun. Sanomat voivat olla muistissa 21 myös prioriteettijärjestyksessä siten, että 30 korkeimmalla tasolla on käytössä oleva kellolähde, jolla on käytössä olevan sanomapohjaisen synkronointimenetelmän mukainen "paras" synkronointitunniste. Kun valittuna ollut synkronointitunniste menetetään, valitaan listalta heti seuraava, mikäli se on merkitty edellä mainitut kriteerit 35 täyttäväksi. Näin ollen vertailua (kuvio 5, vaiheet 52 ja 92358 14 53) ei tarvitse suorittaa vasta ajastuksen menettämisen jälkeen, vaan vertailua voidaan suorittaa koko ajan, jolloin ajastuksen menetyksen hetkellä on heti tiedossa, voidaanko valita välittömästi uusi tunniste, vai joudu-5 taanko käynnistämään sinänsä tunnettu, hitaampi menetelmä vaihtoehtoisen yhteyden löytämiseksi pääsolmuun. Synk-ronointitunnisteet voivat myös olla muistissa 21 eri listoina siten, että ensimmäisellä listalla ovat kaikki si-sääntulevat synkronointitunnisteet ja toisella listalla on 10 ensin valittu synkronointitunniste ja sen alla prioriteetti järjestyksessä kaikki ne tunnisteet, jotka täyttävät edellä mainitut kriteerit. Menetettäessään valitsemansa synkronointitunnisteen voi solmu heti valita seuraavan tunnisteen mainitulta toiselta listalta.

15 Sen jälkeen, kun edellä mainitut kriteerit täyttävä naapurisolmu on löydetty, voi solmulla myös olla tietty lyhyt suodatusaika ennen kuin se valitsee kyseisen naapu-risolmun synkronointitunnisteen. Tämä on aiheellista varsinkin suuremmissa järjestelmissä, koska ajastuksen mene-20 tys voi johtua myös kauempana verkossa olevasta viasta. Tällöin vika voi heijastua vasta hieman myöhemmin toiseen samantasoiseen tunnisteeseen. Suodatusajan tarkoituksena on estää solmua valitsemasta tunnistetta, johon vika on juuri heijastumassa. Käytännössä suodatusajan pituus on 25 esimerkiksi puolet siitä ajasta, joka menee yhdellä yhteysvälillä muutoksen huomaamiseen ja siihen reagointiin.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan 30 muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan esim. käyttää erilaisten sanomapohjaisten synkronointimenetelmien yhteydessä, vaikkakin se sopii parhaiten juuri SOMS-verkkoon, koska SOMS-verkossa 35 käytettävä synkronointisanoma sopii jo sinällään mahdollisimman hyvin keksinnön mukaiseen ratkaisuun.

Claims (6)

92358 15

1. Hierarkkinen synkronointimenetelmä sanomapohjaista synkronointia käyttävään tietoliikennejärjestel- 5 mään, joka käsittää useita solmuja (1...6), jotka on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä, jonka menetelmän mukaisesti solmut lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronointisanomia, jotka käsittävät tiedon vastaavan signaalin prioriteetista järjestelmän sisäisessä 10 synkronointihierarkiassa, tunnettu siitä, että solmun menettäessä valitsemansa ajastuslähteen se pyrkii valitsemaan uudeksi synkronointilähteeksi sellaisen naapu-risolmun, jonka lähettämä synkronointitunniste on järjestelmän synkronointihierarkiassa samalla tasolla kuin mene-15 tetyn ajastuslähteen synkronointitunniste ja joka on lähempänä järjestelmän pääsolmua kuin se itse, jolloin tällaisen solun löytyessä solmu valitsee sen uudeksi synkronointilähteekseen, tai mikäli tällaista solmua ei löydy, käynnistää solmu 20 sinänsä tunnetun proseduurin uuden yhteyden löytämiseksi pääsolmuun.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli mainitut kriteerit täyttävä naapurisolmu löytyy, solmu hyväksyy sen uudeksi ajastus- 25 lähteekseen välittömästi sen jälkeen, kun ajastus on menetetty ja mainittu uusi naapurisolmu löydetty.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli mainitut kriteerit täyttävä naapurisolmu löytyy, solmu hyväksyy sen uudeksi ajastus- 30 lähteekseen tietyn suodatusajan kuluttua siitä, kun ajastus on menetetty ja mainittu uusi naapurisolmu löydetty, mikäli kyseisen naapurisolmun synkronointitunniste ei ole muuttunut suodatusajan kuluessa.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n-35 n e t t u siitä, että solmu ylläpitää jatkuvasti listaa 92358 16 mainitut kriteerit täyttävistä naapurisolmuista, jolloin korvaava synkronointitunniste on jatkuvasti tiedossa, mikäli valittu synkronointitunniste menetetään.

5. Sanomapohjaista synkronointia käyttävä tietolii-5 kennejärjestelmä, joka käsittää useita solmuja (1...6), jotka on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä, joiden välityksellä solmut lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronointisanomia, jotka käsittävät tiedon vastaavan signaalin prioriteetista järjestelmän sisäisessä 10 synkronointihierarkiassa, tunnettu siitä, että järjestelmän solmu käsittää elimet (20, 21) sellaisten si-sääntulevien synkronointitunnisteiden tallettamiseksi omaksi ryhmäkseen, jotka ovat järjestelmän synkronointi-hierarkiassa samalla tasolla kuin kullakin hetkellä vali-15 tun ajastuslähteen synkronointitunniste, ja joita lähettävä solmu on lähempänä järjestelmän pääsolmua kuin solmu itse.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut synkronointitunnis- 20 teet on talletettu prioriteettijärjestykseen. 17 2 ό 5 8