FI95977C - Verkkojärjestely - Google Patents

Description

• 95977

Verkkoj ärj estely

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä sanomapohjaista synk-5 ronointia käyttävän järjestelmän yhdistämiseksi ulkoiseen järjestelmään sekä oheisen patenttivaatimuksen 8 johdanto-osan mukainen verkkojärjestely.

Ulkoinen järjestelmä käyttää tyypillisesti erilaista synkronointimenetelmää kuin sanomapohjaista synkronointia 10 käyttävä järjestelmä, mutta periaatteessa voi ulkoinenkin järjestelmä käyttää sanomapohjaista synkronointia, kuten myöhemmin kuvataan.

Tässä esityksessä käytetään järjestelmän siirtoyhteyksien risteyskohdista nimitystä solmu. Solmu voi olla 15 mikä tahansa laite tai laitteisto, joka pystyy puuttumaan kellotahtiin, esim. haaroitin- tai ristikytkentälaite.

Sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän solmut on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä, joita ne käyttävät tiedonsiirtoon. Käytetyt yhteydet välittävät 20 myös lähettäjän kellotaajuuden vastaanottajalle. Kukin solmu valitsee oman kellotaajuutensa lähteeksi joko jonkin naapurisolmulta tulevan signaalin taajuuden, oman sisäisen kellolähteensä taajuuden tai solmuun erillisen synk-ronointitulon kautta ulkoisesta kellolähteestä tuodun 25 taajuuden. Jotta kaikki järjestelmän solmut saataisiin • · toimimaan samalla kellotaajuudella, pyritään yleensä saamaan järjestelmä synkronoitumaan yhteen kellolähteeseen, ns. päälähteeseen. Tällöin järjestelmän kaikki valittuun päälähteeseen suoraan kytketyt solmut synkronoituvat tähän 30 päälähteeseen ja näihin yhteydessä olevat, mutta ilman suoraa yhteyttä päälähteeseen olevat solmut synkronoituvat : : näihin päälähteen vieressä oleviin solmuihin. Vastaavasti aina kauempana päälähteestä olevat solmut synkronoituvat aina niihin solmuihin, jotka ovat yhtä yhteysväliä lähem-35 pänä päälähdettä.

95977 2

Jotta edellä kuvatun kaltainen synkronointihierarkia saataisiin rakennettua järjestelmän sisälle, välittävät järjestelmän solmut toisilleen synkronointisanomia. Nämä sanomat sisältävät tietoja, joiden avulla yksittäiset 5 solmut pystyvät valitsemaan ajastuksen lähteen. Järjestelmän solmut on priorisoitu ja järjestelmä pyrkii synkronoitumaan sen solmun kellotaajuuteen, joka on korkeimmalla prioriteettitasolla. Samalla prioriteettitasolla on normaalisti vain järjestelmän yksi solmu. Normaalisti synk-10 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 kellotaajuutensa lähteeksi sen naapurisolmun kellotaajuuden, joka 15 on peräisin halutulta solmulta ja joka on laadultaan paras. Järjestelmän käynnistysvaiheessa jokainen solmu valitsee kellotaajuutensa lähteeksi oman sisäisen kelloläh-teensä, koska yhtään sisääntulevaa synkronointisanomaa ei ole ehditty käsitellä. Kun ensimmäiset sisääntulevat synk-20 ronointisanomat on ehditty käsitellä, valitaan oman kellotaajuuden lähteeksi korkeimman prioriteetin omaavan naapurisolmun kellotaajuus. Kun järjestelmä on saavuttanut synkronoinnin kannalta stabiilin tilan kaikkien sanomien levittyä järjestelmään, on järjestelmä synkronoitunut 25 hierarkisesti päälähteen kellotaajuuteen.

•«

Kuviossa 1 on esitetty sanomapohjaista synkronointia käyttävä järjestelmä MS stabiloituneessa tilanteessa. Solmuille määritellyt prioriteetit on merkitty numeroilla solmuja kuvaavien ympyröiden sisään. Mitä pienempi numero 30 on, sitä korkeampi on solmun prioriteetti. Solmun n (n = 1...6) lähettämät synkronointisanomat on merkitty vii-- I ‘ tenumerolla MSGn. Jokaisen solmun lähettämä synkronoin- tisanoma on yleensä erilainen ja käytetystä sanomapohjaisesta synkronointimenetelmästä riippuva. Kellotaajuuden 35 leviäminen pääkellolta (solmu 1) järjestelmän muille soi- 95977 3 muille on esitetty yhtenäisillä viivoilla. Katkoviivalla piirrettyjä solmujen välisiä yhteyksiä ei käytetä normaalitilanteessa järjestelmän synkronointiin, mutta ne ovat käytettävissä muutostilanteissa.

5 Yksinkertainen periaate sanomapohjaisessa synkro noinnissa on, että käyttäjä määrittelee solmujen synkro-nointihierarkian, antamalla kullekin solmulle oman tunnisteen, joka kertoo solmun tason hierarkiassa, ja järjestelmä synkronoituu määriteltyyn pääkelloon itsenäisesti 10 käyttäen tarpeen vaatiessa kaikkia olemassa olevia solmujen välisiä yhteyksiä hyväkseen. Mikäli yhteys pääkelloon katkeaa, eikä vaihtoehtoista yhteyttä ole olemassa, tai pääkello vikaantuu, synkronoituu järjestelmä seuraavaksi korkeimmalla tasolla olevaan solmuun. Muutokseen reagointi 15 synkronoinnissa tapahtuu solmujen välisen sanomanvaihdon avulla.

Edellä kuvatun kaltaisia sanomapohjaisia synkronointimenetelmiä on kuvattu esim. US-patenteissa 2,986,723 ja 4,837,850, joihin viitataan tarkemman kuvauksen suhteen. 20 Eräässä tunnetussa sanomapohjaisessa synkronointimenetelmässä (SOMS) käytettäviä sanomia kuvataan vielä tarkemmin jäljempänä kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä.

Sanomapohjaista synkronointia käyttävä järjestelmä muodostaa ainakin synkronoinnin (usein myös tiedonsiirron) 25 osalta eräänlaisen suljetun saarekkeen. Tällainen tilanne on ongelmallinen, koska kuitenkin on olemassa tarve yhdistää erilaisia verkkoja toisiinsa ja sitä kautta myös tarve sille, että toisiinsa kytketyt järjestelmät pystyisivät hyödyntämään toisiaan myös ajastuksen suhteen.

30 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan verkkojärjestely, jonka avulla yksi tai useampi ul-; koinen järjestelmä pystyy mahdollisimman hyvin hyödyntä mään sanomapohjaista synkronointia käyttävää järjestelmää myös ajastuksen suhteen. Tämä päämäärä saavutetaan keksin-35 nön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, 95977 4 mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosassa. Keksinnön mukaiselle verkkojärjestelylle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.

5 Keksinnön ajatuksena on muuttaa ulkoiseen järjes telmään lähetettävää synkronointistatusta dynaamisesti siten, että se vastaa sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän synkrononointitilaa. (Synkronointista-tus ilmoittaa synkronoinnin lähteen kellotaajuuden laadun 10 tai prioriteetin järjestelmän sisäisessä synkronointi-hierarkiassa. Synkronointistatus ilmoitetaan synkronoin-tisanomassa tai erillisenä bittinä/bittikuviona signaalin kehysrakenteessa sille varatussa paikassa.)

Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta ulkoinen 15 järjestelmä pystyy tehokkaasti hyödyntymään synkronointiinsa sanomapohjaista järjestelmää, koska se tietää viimemainitun synkronoinnin tilan. Myös ulkoisen järjestelmän yhteyden käyttö sanomapohjaisen järjestelmän sisäiseen synkronointiin helpottuu hyödynnettäessä keksinnön mukais-20 ta ratkaisua.

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioihin 2-6 mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää sanomapohjaista synkronointia käyt-25 tävää järjestelmää sen ollessa synkronoitunut päälähteen kellotaajuuteen, kuvio 2 esittää itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS) käyttävää verkkoa alkutilassaan, kuvio 3 esittää kuvion 2 verkkoa stabiilissa tilas- 3 0 sa, kuvio 4a esittää yleisesti sanomapohjaista synk-:- ronointia käyttävän järjestelmän liittämistä ulkoiseen järjestelmään, kun synkronoitumiseen käytetään yhtä jär jestelmien välistä yhteyttä, 35 kuvio 4b esittää yleisesti sanomapohjaista synk- 95977 5 ronointia käyttävän järjestelmän liittämistä ulkoiseen järjestelmään, kun synkronoitumiseen käytetään kahta järjestelmien välistä yhteyttä, kuvio 5 esittää keksinnön mukaista tunnisteen muo-5 dostamista ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti, ja kuvio 6 esittää keksinnön mukaista tunnisteen muodostamista toisen suoritusmuodon mukaisesti.

Kuviossa 2 on esitetty itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synch-10 ronization), joka on eräs sinänsä tunnettu sanomapohjainen synkronointimenetelmä, käyttävä järjestelmä, joka käsittää tässä tapauksessa viisi solmua (tai laitetta), joita on merkitty viitenumeroilla 1...5 niiden hierarkiatason mukaan. (Verkon pääsolmulla on pienin SOMS-osoite.) Solmut 15 välittävät toisilleen sanomia, jotka sisältävät em. SOMS-osoitteita. Näin solmut pystyvät tunnistamaan toisensa näiden osoitenumeroiden avulla ja rakentamaan synkronoin-tihierarkian, jolloin koko verkko pystyy synkronoitumaan pääsolmuun.

20 Kuten edellä mainittiin, ovat verkossa jatkuvasti lähetettävät sanomat riippuvaisia käytettävästä sanomapohjaisesta synkronointimenetelmästä. Sanomat ovat lisäksi yksilöllisiä jokaista lähettävää solmua kohden. SOMS-verkossa synkronointisanoma käsittää kolme eri osaa: kehysra-25 kenteen, tunnisteen ja tarkistussumman. SOMS-tunniste on • · SOMS-sanoman tärkein osa. Se koostuu kolmesta peräkkäisestä numerosta D1...D3:

Dl on SOMS-sanoman lähettävän solmun synkronointi-taajuuden alkuperä eli lähettävälle solmulle pääsolmuna 30 näkyvän solmun SOMS-osoite.

D2 on yhteyden laatua kuvaava parametri, joka on :: tyypillisesti etäisyys Dl:llä ilmaistuun solmuun. Tämä etäisyys ilmaistaan välissä olevien solmujen lukumääränä. D3 on lähettävän solmun SOMS-osoite.

35 Jokainen solmu (tai laite) vertailee jatkuvasti 95977 6 sisääntulevia SOMS-tunnisteita keskenään ja valitsee näistä pienimmän. Tunnisteessa osat Dl, D2 ja D3 on yhdistetty suoraan yhdeksi luvuksi laittamalla ne peräkkäin (D1D2D3) (selvyyden vuoksi jatkossa kirjoitetaan väliviiva eri osia 5 erottamaan; D1-D2-D3). Näin pienimmän osoitteen ensisijaiseksi valintaperusteeksi tulee edellisille solmuille pää-solmuna näkyvän solmun SOMS-osoite (Dl) eli solmu pyrkii synkronoitumaan signaaliin, jonka taajuus on alunperin lähtöisin solmulta, jonka osoite on mahdollisimman pieni. 10 Tällöin stabiilissa tilanteessa koko verkko on synkronoitunut samaan pääsolmuun (koska koko verkon pääsolmulla on pienin SOMS-osoite).

Mikäli kaksi tai useampi sisääntulevista signaaleista on synkronoitunut samaan pääsolmuun, valitaan näistä 15 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.

Kun solmu on hyväksynyt jonkin naapurisolmuista 20 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: ensimmäinen osa (Dl) jätetään koskematta, toista osaa (D2) 25 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 mikään sisääntulevista SOMS-sanomista ei sisällä tunnis-30 tetta, joka on sisäistä tunnistetta pienempi, käyttää solmu kellotaajuutensa lähteenä omaa sisäistä oskillaatto- * • ; riaan tai mahdollisesti erillistä synkronointituloa. Ulos lähtevässä SOMS-sanomassa käytetään luonnollisesti tällöin sisäistä SOMS-tunnistetta.

35 Solmut lähettävät jatkuvasti SOMS-sanomia jokaiseen 95977 7 suuntaan, jotta muuttuneet tiedot SOMS-tunnisteissa levi-äisivät mahdollisimman nopeasti ja naapurisolmujen toimintakunto olisi jatkuvasti selvillä. Ennen kuin SOMS-tunnis-teita voidaan verrata keskenään, sisääntulevat SOMS-sano-5 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. Kun sisääntulevalla siirtoyhteydellä on hyväksytty SOMS-10 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 kolme peräkkäistä SOMS-sanomaa virheellisenä. Tällöin ei 15 enää hyväksytä ko. SOMS-tunnistetta vertailuun. Kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman odottamisella pyritään eliminoimaan hetkelliset häiriöt pois.

Jos yhteydeltä ei tule mitään SOMS-sanomaa, vaikka yhteys muuten toimisikin, odotetaan kolmen peräkkäisen 20 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 kelvollista SOMS-tunnistetta, hylätään ko. siirtoyhteyden 25 SOMS-tunniste. Tällöin vertailussa käytetään ko. sisääntu- • · levän siirtoyhteyden SOMS-tunnisteena vakioarvoista tunnistetta, jossa kaikki osat (Dl, D2 ja D3) saavat maksimiarvonsa (MAX-MAX-MAX).

Kun sisääntulevassa SOMS-sanomassa havaitaan uusi 30 muuttunut SOMS-tunniste, hyväksytään se heti vertailuun, mikäli sanoma oli virheetön. Näin verkon muutoksille ei -; aiheuteta turhia viiveitä.

Alkutilanteessa jokainen solmu käyttää omaa sisäistä synkronointilähdettään, jolloin se lähettää muille sol-35 muille omaa sisäistä SOMS-tunnistettaan X-O-X. Tätä tun- 95977 8 nistetta verrataan myös sisääntuleviin SOMS-tunnisteisiin. Mikäli mikään sisääntulevista tunnisteista ei ole sisäistä tunnistetta pienempi, jatkaa ko. solmu oman sisäisen ajas-tuksen käyttöä.

5 Kuviossa 2 SOMS-verkko MSI 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-niste, koska muita ei vielä ole ehditty käsitellä. Kuvios-10 sa 2 on jokaisen solmun luokse merkitty siihen sisään tulevat SOMS-tunnisteet, ja valittu tunniste on kirjoitettu kehyksen sisään (kuvion 2 mukaisessa alkutilanteessa kaikki solmut käyttävät sisäistä ajastuslähdettään) . Synkronoinnin käytössä olevat yhteydet on piirretty yhtenäi-15 sellä viivalla, varalla olevat yhteydet katkoviivalla (kuvion 2 mukaisessa alkutilanteessa kaikki yhteydet ovat varalla).

Kun solmut ehtivät käsitellä sisääntulevia SOMS-sanomia, solmu 1 pysyttäytyy sisäisen ajastuksen käytössä, 20 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 vaihtavat uloslähtevään SOMS-sanomaansa uuden tunnisteen. 25 Verkon tilanne sen stabiloiduttua on esitetty kuviossa 3.

»«

Kaikki solmut ovat synkronoituneet pääsolmuun 1 lyhintä mahdollista reittiä.

Jotta jokin ulkoinen järjestelmä pystyisi hyödyntämään edellä kuvatun kaltaista sanomapohjaista järjes-30 telmää ajastuksen suhteen (käyttämään sanomapohjaista järjestelmää ajastuksen lähteenä), rakennetaan sanomapoh-•· jäistä synkronointia käyttävän järjestelmän ja ulkoisen järjestelmän välille rajapinta, jonka läpi ulkoiseen järjestelmään päin lähetetään synkronointistatustietoja, 35 jotka vastaavat kulloinkin sanomapohjaisen järjestelmän 95977 9 synkronoinnin tilaa.

Kuvioissa 4a ja 4b on esitetty yleiskuva sanomapohjaista synkronointia käyttävän verkon MS2 liittämisestä ulkoiseen järjestelmään ES. Ulkoinen järjestelmä voi olla 5 esim. paikallisverkko ja sanomapohjainen järjestelmä kaukoverkko, tai ulkoinen järjestelmä voi olla erillisviesti-verkko ja sanomapohjainen järjestelmä teleoperaattorin ylläpitämä julkinen verkko. Solmut, joita on merkitty pelkillä ympyröillä, paitsi mastersolmua viitemerkillä M 10 ja verkon MS2 liitäntäsolmuja viitemerkeillä INI ja IN2, ovat näin ollen tavanomaisia televerkon elementtejä ja niiden väliset yhteydet tyypillisesti CCITTrn suositusten G.703 ja G.704 mukaisia 2 Mbit/s PCM-yhteyksiä.

Kuvion 4a esimerkissä synkronoitumiseen käytetään 15 vain toista järjestelmien välistä yhteyttä (yhtenäinen viiva), kun taas kuvion 4b esimerkissä synkronoitumiseen käytetään molempia järjestelmien välisiä yhteyksiä (konvertointia suoritetaan molemmissa liitäntäsolmuissa).

Keksinnön mukaisen ratkaisun toteutuksessa on käy-20 tännössä kaksi eri vaihtoehtoa sen mukaan, missä osassa liitäntäsolmua (INI tai IN2) konvertointi suoritetaan: 1. Konvertointi voidaan suorittaa solmun liitäntäyksikön sanomankäsittelyosassa, jolloin ohjausyksikön päätöksenteko-osan liitäntäyksiköille välittämä sanomapohjai- 25 sen järjestelmän tunniste muutetaan vasta liitäntäyksikössä ulkoisen järjestelmän edellyttämään muotoon.

2. Konvertoinnin voi suorittaa solmun ohjausyksikön synkronoinnin päätöksenteko-osa, jolloin se muodostaa ulkoisen järjestelmän mukaiset synkronointitunnisteen 30 samalla, kun se muodostaa sanomapohjaisen järjestelmän mukaisen solmun oman uloslähtevän synkronointitunnisteen.

• Nämä vaihtoehdot on esitetty kuvioissa 5 ja 6, joissa on esitetty konvertointiin liittyvät elimet sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän liitän-35 täsolmussa INI tai IN2.

95977 10

Kuviossa 5 on havainnollistettu sanomapohjaisen järjestelmän solmun liitäntäyksikössä IUn (n=l,2,...) tapahtuvaa konvertointia. Kuviossa on esitetty kaksi järjestelmän laitteeseen (solmuun) tulevaa (ja laitteesta lähte-5 vää) yhteyttä (A ja B), joista edellinen kytkeytyy solmun liitäntäyksikköön IU1 ja jälkimmäinen solmun liitäntäyksikköön IU2. Yhteys A on järjestelmän omaan solmuun, jolloin yhteydeltä vastaanotettavat signaalit sisältävät synkronointisanoman, jonka signaalin lähetys- ja vastaan-10 otto-osa 13 erottaa ja välittää edelleen siihen kytketylle synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osalle 16. Synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osa tarkistaa sanoman virheettömyyden ja välittää sanoman 18a edelleen laitteen synkronoinnin päätöksenteko-osalle 20, joka si-15 jäitsee solmun keskitetyssä ohjausyksikössä CU. Signaalin lähetys- ja vastaanotto-osa 13 tarkkailee myös signaalin laatua ja tallettaa näistä tiedon liitäntäpisteessä olevaan ensimmäiseen vikatietokantaan 24. Synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osa 16 saa myös vikatiedot tieto-20 kannalta 24. Mikäli sisääntuleva signaali A ei ole kelvollinen synkronointiin, kieltää synkronointisanoman lähetys-ja vastaanotto-osa 16 sen käytön. Tämä voidaan tehdä erikseen kieltämällä tai asettamalla sisääntulevan tunnisteen arvoksi suurin mahdollinen, jolloin jälkimmmäisessä ta-25 pauksessa sitä ei käytännössä käytetä missään tapauksessa synkronointiin.

Ohjausyksikön CU päätöksenteko-osa 20 suorittaa kaikilta sanomapohjaiseen järjestelmään solmuihin yhteydessä olevilta liitäntäyksiköiltä IUn saamiensa synk-30 ronointisanomien vertailun ja muodostaa niistä synkronoin nin prioriteettilistan, joka talletetaan muistiin 21.

: Prioriteettilistalla korkeimmalla tasolla on käytössä oleva kellolähde, jolla on käytössä olevan sanomapohjaisen synkronointimenetelmän mukainen "paras" synkronointitun-35 niste. Tästä tunnisteesta päätöksenteko-osa 20 muodostaa 95977 11 solmun oman uloslähtevän tunnisteen 18c, jonka se lähettää kaikkien liitäntäyksikköjen sanoman lähetys- ja vastaanotto-osalle. Niissä liitäntäyksiköissä, jotka ovat yhteydessä ulkoiseen järjestelmään, kuten liitäntäyksikkö IU2 5 kuvion 5 esimerkissä, suoritetaan keksinnön mukainen synk-ronointistatuksen konvertointi. Tarkemmin sanottuna tämä tapahtuu synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto-osassa 17, joka syöttää konvertoinnin tuloksena saadut, ulkoisen järjestelmän statusta kuvaavat tiedot signaalin lähe-10 tys- ja vastaanotto-osalle 14, joka muodostaa ulkoiseen järjestelmään lähetettävän signaalin.

Kuviossa 6 on esitetty käytännön toteutuksen toinen vaihtoehto; ulkoisen järjestelmän synkronointitunnisteen/-statuksen muodostaminen keskitetysti yhdessä sanomapoh-15 jäisen järjestelmän tunnisteiden muodostuksen kanssa. Yhteys A on tässäkin tapauksessa järjestelmän MS2 sisäiseen laitteeseen, jolloin yhteydeltä vastaanotettu signaali sisältää synkronointisanoman. Signaalin vastaanotto-osa 13 välittää synkronointisanoman siihen kytketylle liitän-20 täkohtaiselle synkronointisanoman lähetys- ja vastaanotto- osalle 18, jonka ulostulo on kytketty ohjausyksikössä CU olevalle solmun yhteiselle päätöksenteko-osalle 20. Vastaanotto-osa 18 tarkistaa sanoman 18a ja välittää sen tämän jälkeen synkronoinnin päätöksenteko-osalle 20, joka 25 muodostaa synkronoinnin prioriteettilistan muistiin 21.

Yhteydeltä A vastaanotettavan signaalin vikatiedot vastaanotto-osa 13 välittää suoraan laitteen keskitetylle vikatietokannalle 26, josta päätöksenteko-osa 20 saa tiedot ja voi itse merkitä vikatilanteissa signaalin A synk-30 ronointitunnisteen kelvottomaksi.

Ohjausyksikön CU päätöksenteko-osa 20 suorittaa • kaikilta oman järjestelmän solmuihin yhteydessä olevilta liitäntäyksiköiltä IUn saamiensa synkronointisanomien vertailun ja muodostaa niistä synkronoinnin prioriteettilis- 35 tan, joka talletetaan muistiin 21. Prioriteettilistalla 1 95977 12 korkeimmalla tasolla on käytössä oleva kellolähde, jolla on käytössä olevan sanomapohjaisen synkronointimenetelmän mukainen "paras" synkronointitunniste. Tästä tunnisteesta päätöksenteko-osa 20 muodostaa solmun oman uloslähtevän 5 tunnisteen 18c, jonka se lähettää kaikkien niiden liitän täyksikköjen sanoman lähetys- ja vastaanotto-osille (kuviossa vain liitäntäyksikö IU1), jotka ovat yhteydessä oman järjestelmän solmuun. Kun päätöksenteko-osa on muodostanut tunnisteen 18c, suorittaa se tämän tunnisteen 10 konvertoinnin keksinnön mukaisella tavalla. Tämän jälkeen päätöksenteko-osa lähettää konvertoinnin tuloksena saadun tunnisteen/statuksen 18d niiden liitäntäyksiköiden, jotka ovat yhteydessä ulkoiseen järjestelmään (liitäntäyksikkö IU2 kuvion esimerkissä), synkronointisanoman lähetys- ja 15 vastaanotto-osalle 18.

Konvertointi voidaan suorittaa myös valittuna olevasta ajastuslähteestä vastaanotetun sanomapohjaisen syn-kronointitunnisteen perusteella, koska se ja solmun lähettämä sanomapohjainen synkronointitunniste ovat toisistaan 20 riippuvaisia.

Huomattakoon vielä, että solmun liitäntäyksiköt voivat lähettää useammankin tyyppisiä synkronoin-tisanomia/-statuksia. Toisin sanoen, sama solmu voi olla yhteydessä useampaan ulkoiseen järjestelmään, joiden si-25 säiset synkronointimenetelmät voivat olla keskenään eri laisia.

Uloslähtevän synkronointistatuksen konvertointi suoritetaan joko hajautetusti liitäntäyksiköissä tai keskitetysti ohjausyksikössä. Kuvioiden 5 ja 6 mukaisissa 30 esimerkeissä on liitäntöjen vikatietokanta sijoitettu vastaavasti; kun tunniste konvertoidaan liitäntäyksikössä, • on myös vikatietokanta liitäntäyksikköön, ja kun tunniste konvertoidaan ohjausyksikössä, on myös vikatietokanta sijoitettu ohjausyksikköön. Käytännön toteutukset eivät 35 kuitenkaan ole rajoittuneet em. esimerkkien mukaisiin 1

il : »Bit »1« I l «-M I . I

95977 13 ratkaisuihin. Vikatietokanta voi esimerkiksi sijaita eri yksikössä kuin se, missä konvertointi suoritetaan. Toisaalta vikatietokanta voi sijaita myös sekä liitäntäyksiköillä että ohjausyksiköllä. Tällöin jokainen liitäntä 5 tietää omat vikansa, mutta ne on kerätty keskitetysti myös ohjausyksikölle. Tämä on suositeltavin toteutustapa, mutta keksinnön mukaisen ajatuksen käyttö ei kuitenkaan ole rajoitettu mihinkään tietokannan toteutusvaihtoehtoon.

Kuvioiden 5 ja 6 mukaisissa solmuissa voidaan suo-10 rittaa myös ulkoisesta järjestelmästä tulevien signaalien synkronointistatuksien konvertointia, joskaan tällainen konvertointi ei sinänsä ole tarpeellista, koska ylemmällä tasolla olevan sanomapohjaisen järjestelmän ei tarvitse tietää alemmalla tasolla olevan ulkoisen järjestelmän 15 statustietoja. Tätä toiseen suuntaan tapahtuvaa konvertointia kuvataan tarkemmin rinnakkaisessa FI-patenttihakemuksessa 94xxxx. (Uloslähtevien tunnisteiden konvertointi-tapa (keskitetty tai liitäntäyksiköille hajautettu) ei myöskään ole mitenkään riippuvainen sisääntulevien tunnis-20 teiden käsittelystä. Toisin sanoen, sisääntulevia tunnisteita voidaan konvertoida joko hajautetusti liitäntäyksiköissä tai keskitetysti ohjausyksikössä, täysin riippumatta siitä, miten uloslähtevien tunnisteiden konvertointi hoidetaan.) 25 Ulkoiseen järjestelmään ES lähetettävä signaali on esim. CCITT:n suositusten G.703 ja G.704 mukainen PCM-yh-teys, kuten aiemmin todettiin, tai suositusten G.708 ja G. 709 mukainen signaali, jolloin on kysymyksessä SDH-verkko. Seuraavassa käytetään esimerkkinä tilannetta, 30 jossa ulkoinen järjestelmä on sinänsä tunnettua LP-synkro-nointia käyttävä järjestelmä, joka on liitetty sanomapoh-: jäistä synkronointia käyttävään järjestelmään yhdellä tai useammalla 2 Mbit/s PCM-yhteydellä, ja sanomapohjaista synkronointia käyttävä järjestelmä on edellä kuvattuun 35 tapaan SOMS-verkko.

95977 14 LP-synkronointi (Loop Protected) on itsenäisen alistuvan synkronoinnin laajennus (jota käytetään esim. tämän hakemuksen hakijan joissakin markkinoilla olevissa solmulaitteissa). Itsenäisessä alistuvassa synkronoinnissa 5 tekee jokainen solmu itse päätöksensä synkronoitumisestaan saamatta ulkopuolelta mitään päätöksentekoa tukevaa tietoa. Solmujen tehdessä päätöksensä synkronoitumisesta itsenäisesti joudutaan jokaiseen solmuun tekemään määritykset, mihin solmuun se synkronoituu. Nämä määritykset 10 tehdään tyypillisesti edellä mainitun prioriteettilistan muodossa, jolloin solmu siis valitsee synkronointinsa lähteeksi kelvollisista sisääntulevista signaaleista sen, jolla on korkein prioriteetti eli sen joka on listalla korkeimpana. Jos tämä signaali katkeaa tai sen laatu heik-15 kenee niin, että sitä ei voida enää kelpuuttaa synkronoinnin lähteeksi, valitsee solmu listalta sen signaalin, jolla on seuraavaksi korkein prioriteetti. Prioriteetti-lista on rakennettava siten, että kaikki sillä olevat solmut ovat kyseisen solmun ja pääsolmun välissä, jolloin 20 synkronointi leviää pääsolmusta alemmille tasoille.

LP-synkronointi estää ajastuksen sekoamisen silmukkaverkoissa käyttämällä edellä mainittujen prioriteettilistojen apuna kahta tilabittiä mcb (master control bit) ja lcb (loop control bit), joita välitetään verkon solmu-25 jen välillä. Tällöin voidaan määritellä prioriteettilistoille myös sellaisia lähteitä, jotka eivät ole kyseisen solmun ja pääsolmun välissä. Ensimmäinen tilabitti mcb kertoo sen, onko synkronointi peräisin verkon pääsolmusta. Verkolle määritelty pääsolmu lähettää tämän bitin loogise-30 na nollana lähtevissä signaaleissaan ja muut solmut välittävät sen eteenpäin, mikäli ovat synkronoituneet signaa-: liin, jossa mcb-bitin arvo on nolla. Toinen tilabitti lcb kertoo sen, onko synkronoinnissa silmukka. Verkon jokainen solmu lähettää tämän bitin loogisena ykkösenä siihen suun-35 taan, johon on itse synkronoitunut, ja loogisena nollana 1 it , ·κ.ι <iiu nm . · 15 959 77 muihin suuntiin.

Kukin solmu käyttää omaa prioriteettilistaansa valitessaan synkronoitumisen lähdettä, mutta tarkastaa signaalin tilan lisäksi myös mcb- ja lcb-bitit ennen kuin 5 tekee valinnan. Solmu pyrkii ensisijaisesti löytämään sellainen yhteyden, jonka kellotaajuus on peräisin verkon pääsolmusta (mcb=0). Mikäli tällaisia yhteyksiä on useampi, valitaan näistä se, joka on prioriteettilistalla korkeimmalla tasolla. Mikäli tällaista yhteyttä ei löydy (vi-10 katilanteen takia), valitsee solmu tavalliseen tapaan prioriteettilistalla korkeimmalla olevan toimivan yhteyden. Valitulta yhteydeltä {ajastuksen lähteeltä) edellytetään kuitenkin aina, että sen ajastus ei ole silmukassa (lcb=0), vaikka itse signaali olisikin muuten kelvollinen 15 synkronointiin.

Koska LP-synkronointi on sinänsä tunnettu synkronointimenetelmä, ei sitä kuvata tässä yhteydessä tämän enempää. Tarkemmin LP-synkronointia on kuvattu esim. Jukka Kainulaisen diplomityössä "Sanomapohjainen alistuva synk-20 ronointi digitaalisissa televerkoissa", TKK, Tietotekniikan osasto, Espoo, 1993. LP-synkronointia on lisäksi kuvattu esim. FI-patenttihakemuksessa 931166, johon myös viitataan tarkemman kuvauksen suhteen.

LP-synkronointia käyttävän ulkoisen järjestelmän ES 25 statusbitit lcb ja mcb voidaan välittää esim. käyttäjän valitsemissa biteissä aikavälissä TSO (jolloin käytettävissä on bitit 4-8 joka toisessa kehyksessä, koska joka toisessa kehyksessä on aikavälissä TSO kehyslukitusmerk-ki) , tai esim. biteissä 7 ja 8 käyttäjän valitessa käyt-30 töön aikavälin TSN (N=1...31). Viimemainitussa tapauksessa on tarvittava kapasiteetti otettava hyötykuormalle vara-• tusta kapasiteetista.

Seuraavassa taulukossa on esitetty eräs esimerkki konvertoinnista, joka tehdään järjestelmien välisessä 35 rajapinnassa, eli edellä kuvatulla tavalla joko liitän- 95977 16 täsolmun synkronointisanoman vastaanotto- ja lähetysosassa tai liitäntäsolmun päätöksenteko-osassa.

SOMS-tunniste t mcb-bitti lcb-bitti tclOO-O-O 0 0 5 100-0-0st<500-0-0 1 0 500-0-Ost<MAX-0-0 0 1 MAX-0-0st 1 1

Taulukossa on esitetty solmusta uloslähtevä SOMS-10 tunniste t sekä uloslähtevät mcb- ja lcb-bitit, jotka sanomapohjainen järjestelmä muodostaa automaattisesti ulkoisen järjestelmän signaleille, kun solmun oma uloslähtevä SOMS-tunniste on muodostettu. SOMS-tunnisteen konver-tointirajoina esiintyvät luvut (100, 500 ja MAX) ovat vain 15 esimerkkejä ja kuvaavat ainoastaan lukujen keskinäistä suuruutta.

Mikäli ulkoinen järjestelmä on LP-synkronointia käyttävän järjestelmän sijasta esim. edellä mainitussa US-patentissa 4,837,850 kuvattu järjestelmä, voidaan konver-20 tointi suorittaa esim. seuraavaan tapaan.

SOMS-tunniste t Kellosanoma T

t<100-0-0 1/D1 100-0-0st<500-0-0 2/Dl 500-0-0st 3/Dl 25

Kellosanomien esimerkit noudattavat US-patentissa . 4,837,850 kuvattuja kellosanomia. Uloslähetettävässä kel- losanomassa Dl tarkoittaa uloslähetettävän SOMS-tunnisteen ensimmäistä osaa, joka kuvaa pääkellon tasoa. SOMS-tun-30 nisteen konvertointirajoina esiintyvät luvut (100, 500 ja 95977 17 MAX) ovat vain esimerkkejä ja kuvaavat ainoastaan lukujen keskinäistä suuruutta. Yleissääntö tässä esimerkissä on kuitenkin se, että pääkellon tasoa SOMS-verkossa kuvaava arvo (Dl) välitetään sellaisenaan US-patentin mukaiseen 5 järjestelmään kellosanoman synkronointitunnisteena.

Edellä esitetyt konvertointiesimerkit koskivat tapauksia, joissa konvertointisäännöt on etukäteen, esim. laitteiston asennusvaiheessa talletettu kiinteästi solmuun. Järjestelmien välinen rajapinta voi kuitenkin olla 10 myös käyttäjän määriteltävissä. Tällöin käyttäjä määrittelee sen, kuinka sanomapohjaisen järjestelmän synkronoin-titunniste konvertoidaan ulkoisen järjestelmän status-tiedoksi. Tämä tapahtuu esim. määrittelemällä tietyt luokkarajat, jolloin kuhunkin luokkaan kuuluva synkronointi-15 tunniste muutetaan tietyksi ulkoisen järjestelmän synk-ronointistatukseksi. Esim. SOMS- ja LP-synkronointien yhdistämisessä käyttäjä saa itse määritellä ne rajat, jolloin mcb- ja lcb-bitit lähetetään nollana ja milloin ykkösenä. Kuvioissa 5 ja 6 on käyttäjän laitteen käyttö-20 liittymän kautta antamia valintoja kuvattu lohkolla 30. Kuvion 5 suoritusmuodossa käyttäjän antamat asetukset tallettuvat liitäntäyksikölle IU2 (muistipaikka 31) , jotta liitäntäyksikkö osaa konvertoida oikein lähtevän tunnisteen .

25 Seuraavassa taulukossa on esitetty eräs esimerkki LP-synkronointia käyttävän järjestelmän sekä SOMS-verkon välisestä rajapinnasta, joka on käyttäjän määriteltävissä. Käyttäjä määrittelee taulukossa esiintyvät kokonaislukuar-vot x ja y, kuitenkin siten, että x<y<MAX.

30 SOMS-tunniste t mcb-bitti lcb-bitti .: t<x-0-0 0 0 . x-0-0st<y-0-0 1 0 95977 18 y-0-0st<MAX-O-0 O 1 MAX-O-Ost 1 1

Mikäli ulkoinen järjestelmä on edellä mainitussa US-5 patentissa 4,837,850 kuvattu järjestelmä, voidaan konvertointi suorittaa esim. seuraavaan tapaan. Käyttäjä määrittelee taulukossa esiintyvät arvot x ja y siten, että x<y.

SOMS-tunniste t Kellosanoma T

t<x-0-0 1/D1 10 x-0-0st<y-0-0 2/D1 y-0-0st 3/D1 Tässäkin tapauksessa tarkoittaa Dl uloslähetettävän SOMS-tunnisteen ensimmäistä osaa.

15 Mikäli ulkoinen järjestelmä on myös SOMS-järjestelmä, voidaan konvertointi suorittaa esim. seuraavan taulukon esittämään tapaan. Käyttäjä määrittelee tässä tapauksessa arvot x, y, a, b ja c (x<y ja a<b<c). Esimerkissä on oletettu, että kyseessä olevissa kahdessa eri 20 SOMS-järjestelmässä synkronointiyhteyden laatua kuvaava keskimmäinen parametri D2 kohdistuu eri laatuparametriin, . joissa molemmissa arvolla nolla kuvataan parasta mahdol lista tilaa ko. parametrin suhteen.

SOMS-tunniste tl SOMS-tunniste t2 25 tl<x-0-0 a-0-D3 x-0-0stl<y-0-0 b-0-D3 5 y-0-0stl C-0-D3 BSSSBBaBB8^=s=s8sassssBassssBssa=ssaasasaB&s=ss9B=ss D3 on (edellä esitetyn mukaisesti) uloslähtevän * 95977 19 SOMS-tunnisteen viimeinen (kolmas) osa.

Edellä kuvatulla tavalla yhdistetyillä SOMS-ver-koilla on yhteen (suurempaan) SOMS-verkkoon verrattuna se etu, että keksinnön mukaisella rajapinnalla pystytään 5 suodattamaan synkronoinnin kannalta merkityksettömät muutokset ja huomioimaan vain ne sanomapohjaisessa järjestelmässä tapahtuvat muutokset, joilla on merkitystä synkronoinnin kannalta. Näin pystytään poistamaan verkosta turhaa sanomaliikennettä.

10 Yleisesti ottaen voidaan todeta, että edellä kuva tulla tavalla käyttäjän määriteltävissä oleva rajapinta mahdollistaa järjestelmien välisen joustavan liitännän, koska käyttäjä voi määritellä edellä kuvatut luokkarajat, jolloin eri järjestelmien synkronointihierarkia voidaan 15 muodostaa halutulla tavalla.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esite-20 tyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Tarkempi toteutus tulee näin ollen riippumaan paljolti siitä, minkä tyyppiset verkot ovat kysymyksessä. Koska konvertointi voidaan suorittaa myös esim. valittuna olevasta ajastuslähteestä vastaanotetun sanomapohjaisen synkronointitunnisteen pe-25 rusteella, on oheisissa vaatimuksissa konvertoinnin läh-tötietona mainittu liitäntäsolmun lähettämä synkronointi-tunniste ymmärrettävä laajemmin minä tahansa tähän tunnisteen verrannollisena tietona, joka kuvaa synkronoinnin tilaa kyseisessä solmussa.

t

Claims (8)

1. 95977 20
2. 1. Menetelmä sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän (MS; MSI; MS2) yhdistämiseksi ulkoiseen jär- 5 jestelmään (ES), joka sanomapohjainen järjestelmä käsittää useita solmuja (1...6, INI, IN2), jotka lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronointisanomia, jolloin synkronointisanoma käsittää tiedon vastaavan signaalin prioriteetista järjestelmän sisäisessä synkronoin-10 tihierarkiassa, tunnettu siitä, että ulkoinen järjestelmä (ES) kytketään sanomapohjaista synkronointia käyttävään järjestelmään (MS; MSI; MS2) lähettämällä sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän liitän-täsolmusta (INI, IN2) ulkoiseen järjestelmään päin ulkoi-15 sen järjestelmän sisäisessä formaatissa olevia synkronoin-tistatustietoja, jotka on konvertoitu liitäntäsolmun lähettämästä sanomapohjaisesta synkronointitunnisteesta (18c) siten, että ulkoiseen järjestelmään lähetettävän synkronointistatuksen ilmoittama taso ulkoisen järjestel-20 män sisäisessä synkronointihierarkiassa nousee tai laskee sanomapohjaisen synkronointitunnisteen ilmoittaman tason ennalta määrätyn suuruista nousua tai vastaavasti laskua vastaten.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että konvertointi tapahtuu auto- • · ‘ * maattisesti järjestelmään kiinteästi talletettuja konver tointisääntöjä käyttäen.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konvertointi tapahtuu järjes- 30 telmän käyttäjän antamia, valinnaisia konvertointisääntöjä käyttäen. ’‘ 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konvertointi suoritetaan liitäntäsolmun (INI, IN2) siinä signaaliliitännässä (IU2), 35 josta ulkoiseen järjestelmään (ES) lähetetään synkronoin- 95977 21 tistatustietoja.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konvertointi suoritetaan keskitetysti solmun päätöksenteko-osassa (20).
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä LP-synk- ronointia käyttävän ulkoisen järjestelmän ja sanomapohjaisen SOMS-verkon (MS1,MS2) yhdistämiseksi, tunnettu siitä, että parhaalle solmuun sisääntulevalle SOMS-tunnis-teelle määritetään neljä raja-arvoa, jotka määrittelevät 10 mainitulle tunnisteelle neljä aluetta, joista kukin vastaa yhtä LP-synkronoinnin mcb- ja lcb-bittien neljästä bitti-kombinaatiosta .
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä US-patentin 4,837,850 mukaista sanomapohjaista synkronointi-15 menetelmää käyttävän ulkoisen järjestelmän ja sanomapohjaisen SOMS-verkon (MS1,MS2) yhdistämiseksi, tunnet -t u siitä, että pääkellon tasoa SOMS-verkossa kuvaava arvo (Dl) välitetään sellaisenaan mainittuun ulkoiseen järjestelmään kellosanoman synkronointitunnisteena.
8. 8. Verkkojärjestely, joka käsittää sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän (MS; MSI; MS2), joka käsittää useita solmuja (1...6, INI, IN2), jotka lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronoin-tisanomia, jolloin synkronointisanoma käsittää tiedon 25 vastaavan signaalin prioriteetista järjestelmän sisäisessä I · ’ * synkronointihierarkiassa, tunnettu siitä, että sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän (MS) liitäntäsolmu (INI, IN2) käsittää - konvertointielimet (17; 20) liitäntäsolmun lähet-30 tämän sanomapohjaisen synkronointitunnisteen konvertoimiseksi ulkoisen järjestelmän sisäisen formaatin omaaviksi * synkronointistatustiedoiksi siten, että ulkoiseen järjes telmään lähetettävän synkronointistatuksen ilmoittama taso ulkoisen järjestelmän sisäisessä synkronointihierarkiassa 35 nousee tai laskee sanomapohjaisen synkronointitunnisteen 95977 22 ilmoittaman tason ennalta määrätyn suuruista nousua tai vastaavasti laskua vastaten, ja - lähetyselimet (14,17;14,18) konvertointituloksen lähettämiseksi ulkoiseen järjestelmään (ES) päin. 5 · « 95977 23