ITMI20011656A1 - Elemento progammabile di rete sincrona e metodo di gestione di tale elemento - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un elemento di rete di telecomunicazioni di tipo SDH o SONET e ad un metodo di gestione di tale elemento.
Ogni rete di telecomunicazioni può essere vista come un insieme di elementi di rete (apparecchiature elettroniche e/o ottiche) tra loro in comunicazione mediante collegamenti di tipo elettrico, ottico oppure radio.
I gestori di reti di telecomunicazioni preferiscono l’acquisto e l’installazione di apparecchiature flessibili per poter adattare più facilmente e più economicamente le reti a nuove esigenze di servizio agli utenti.
Inoltre, i gestori preferiscono apparecchiature che possano essere completamente e facilmente gestite da sistemi di gestione di rete.
In genere, una apparecchiatura di telecomunicazioni è di tipo modulare e comprende svariate schede; ognuna delle schede svolge una sua funzione; chi acquista l’apparecchiatura decide anche il suo “equipaggiamento”, vale a dire quali e quante schede inserire. Ad esempio, se, al momento dell’acquisto, l’apparecchiatura deve essere in grado di gestire 256 flussi SDH da 155 Mbit/sec, essa viene equipaggiata, tra l’altro, con un certo numero di schede adatte a tali esigenze. Se, dopo alcuni anni, le esigenze cambiano ed occorre ad esempio gestire 16 flussi SDH da 155 Mbit/sec e 256 flussi SDH da 622 Mbit/sec, alcune delle schede vengono tolte e buttate (perché non più utili) e vengono aggiunte nuove schede per le nuove esigenze. Naturalmente tale situazione non piace ai gestori.
Simili problemi si verificano anche quando vi è la necessità di riconfigurare una rete pur senza aumento della capacità di gestione di traffico della apparecchiatura.
La presente invenzione cerca di risolvere tali problemi per reti di telecomunicazioni di tipo SDH o SONET.
Una soluzione a tale problema viene fornita dall’elemento di rete avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1.
L’idea alla base della presente invenzione è l’utilizzo di porte di terminazione dei protocolli di comunicazione di tipo programmabile.
Secondo un altro aspetto la presente invenzione riguarda anche un metodo per la gestione di tale elemento di rete, avente le funzionalità esposte nella rivendicazione 11.
Ulteriori aspetti vantaggiosi della presente invenzione sono esposti nelle rivendicazioni dipendenti. Tutte le rivendicazioni sono considerate parte integrante della presente descrizione.
La presente invenzione risulterà più chiara dalla descrizione che segue considerata assieme alla figura allegata che mostra uno schema a blocchi molto semplificato di un elemento di rete secondo la presente invenzione.
Con riferimento alla figura, un elemento di rete NE, secondo la presente invenzione, è adatto ad essere impiegato in reti di telecomunicazioni di tipo SDH; gli insegnamenti della presente invenzione sono pienamente applicabili anche ad elementi di rete ed a reti di tipo SONET: Infatti, come ben noto, i due tipi di sistemi di comunicazione sono estremamente simili; nel seguito si farà quindi riferimento a SDH ed a SONET come se fossero totalmente analoghi ed alternativi con il simbolo SDH/SONET.
L’elemento di rete NE è dotato di una pluralità di interfacce 11,12,13 per la gestione di flussi SDH/SONET (STM-1, STM-4, STM-16, STS-1, STS-3, ...), che verranno riferiti nel seguito come “primi flussi”; nella figura sono state evidenziate interfacce di ingresso 11 -I, I2-I, I3-I ed interfacce di uscita Il-O, 12-0, 13-0 connesse a collegamenti distinti; nel mondo SDH/SONET (ma anche ATM e IP), si fa quasi sempre riferimento a collegamenti bidirezionali anche se, nella quasi totalità dei casi, questi sono realizzati mediante due collegamenti fisici monodirezionali.
L’elemento di rete NE comprende :
a) una pluralità di porte di primo livello PS per la gestione di flussi SDH/SONET (VC12, VC11, VC4, VC3, VT1.5, VT6 ...), che verranno riferiti nel seguito come “secondi flussi”, e
b) un sistema di commutazione SS accoppiato alle interfacce 11,12,13 ed alle porte di primo livello PS, ed atto a realizzare commutazione di contenitori virtuali tra i flussi SDH/SONET (nel caso più generale, sia i primi flussi sia i secondi flussi);
le porte di primo livello PS sono singolarmente programmabili relativamente all’ordine gerarchico del flusso gestito (VC12, VCl l, VC4, VC3, VT1.5, VT6 ...); il sistema di commutazione SS è programmabile relativamente alla commutazione da realizzare.
Per porte di primo livello si vuole intendere porte di terminazione dei protocolli di comunicazione appartenenti al primo livello ISO/OSI: nel caso della presente invenzione, porte SDH oppure porte SONET.
Un tale elemento di rete presenta una enorme flessibilità dal punto di vista applicativo rispetto agli usuali elementi di rete.
Secondo una prima realizzazione particolarmente preferita della presente invenzione, il sistema di commutazione SS comprende una matrice MTX di commutazione di segnali SDH/SONET ed un primo collegamento L-0 interno che accoppia la matrice MTX alle porte di primo livello PS; inoltre, la matrice MTX comprende primi mezzi di commutazione SW1 atti a ricevere contenitori virtuali per i secondi flussi, a generare un primo segnale interno avente struttura di trama analoga alla struttura di trama SDH/SONET (ad esempio, STM-1 oppure STM-4) e costituito dalla multiplazione dei contenitori virtuali ricevuti, ed a trasmettere il primo segnale sul primo collegamento L-O; ed inoltre, la matrice MTX è programmabile almeno relativamente ai contenitori virtuali da inserire nei secondi flussi.
In tale modo, le porte PS possono essere alloggiate su una scheda a parte della apparecchiatura in comunicazione con la scheda che generalmente alloggia la matrice MTX attraverso un semplice collegamento L-O, ad esempio, di tipo seriale.
Se vi fosse la necessità di disporre di un numero di porte PS che non possono essere alloggiate su una unica scheda, si può prevedere una pluralità di schede per le porte PS ed una corrispondente pluralità di collegamenti L-O.
In tale prima realizzazione, per un migliore sfruttamento della capacità di trasporto del collegamento L-O, è vantaggioso prevedere che i primi mezzi di commutazione SW1 siano programmabili relativamente alla posizione dei contenitori virtuali ricevuti all’interno della trama del primo segnale.
In tale prima realizzazione, per una maggiore flessibilità dell’elemento di rete NE, è vantaggioso prevedere, nel sistema di commutazione SS, secondi mezzi di commutazione SW2 accoppiati ai primi mezzi di commutazione SW1 attraverso il primo collegamento L-O ed alle porte di primo livello PS, ed atti a ricevere il primo segnale, ad estrarre i contenitori virtuali in esso contenuti, ed a trasmetterli alle porte di primo livello PS, e prevedere che tali secondi mezzi di commutazione siano programmabili relativamente alla associazione tra contenitori virtuali estratti e porte di primo livello.
Secondo una seconda realizzazione particolarmente preferita della presente invenzione, il sistema di commutazione SS comprende una matrice MTX di commutazione di segnali SDH/SONET ed un secondo collegamento L-I interno che accoppia le porte di primo livello PS alla matrice MTX; inoltre, la matrice MTX comprende primi mezzi di commutazione SW1 atti a ricevere dalle porte di primo livello PS attraverso il secondo collegamento L-I un secondo segnale interno avente struttura di trama analoga alla struttura di trama SDH/SONET (ad esempio, STM-1 oppure STM-4) e costituito dalla multiplazione dei contenitori virtuali dei secondi flussi, a estrarre i contenitori virtuali in esso contenuti, ed a trasmetterli per una successiva commutazione all’interno della matrice MTX; ed inoltre, la matrice MTX è programmabile almeno relativamente alla successiva commutazione da realizzare per i contenitori virtuali dei secondi flussi.
In tale modo, le porte PS possono essere alloggiate su una scheda a parte della apparecchiatura in comunicazione con la scheda che generalmente alloggia la matrice MTX attraverso un semplice collegamento L-I, ad esempio, di tipo seriale.
Se vi fosse la necessità di disporre di un numero di porte PS che non possono essere alloggiate su una unica scheda, si può prevedere una pluralità di schede per le porte PS ed una corrispondente pluralità di collegamenti L-I.
In tale seconda realizzazione, per una maggiore flessibilità dell’elemento di rete NE, è vantaggioso prevedere che i primi mezzi di commutazione SW1 siano programmabili relativamente alla associazione tra contenitori virtuali estratti e contenitori virtuali dei secondi flussi.
In tale seconda realizzazione, per un migliore sfruttamento della capacità di trasporto del collegamento L-I, è vantaggioso prevedere, nel sistema di commutazione SS, secondi mezzi di commutazione SW2 accoppiati ai primi mezzi di commutazione SW1 attraverso il secondo collegamento L-I ed alle porte di primo livello PS, ed atti a ricevere dalle porte di primo livello PS contenitori virtuali, a generare il secondo segnale per multiplazione dei contenitori virtuali ricevuti, ed a trasmettere il secondo segnale ai primi mezzi di commutazione SW1, e prevedere che i secondi mezzi di commutazione SW2 siano programmabili relativamente alla posizione dei contenitori virtuali ricevuti all’interno della trama del secondo segnale.
I collegamenti L-0 ed L-I, interni all’elemento di rete NE, sono di tipo monodirezionale; questi sono stati trattati fino ad ora come se fossero tra loro indipendenti; nel mondo SDH/SONET (ma anche ATM e IP), però, i collegamenti sono quasi sempre bidirezionali e quindi i collegamenti L-0 ed L-I potrebbero essere trattati come un solo collegamento bidirezionale. In tale caso le caratteristiche della prima realizzazione preferita e della seconda realizzazione preferita possono assommarsi.
L’elemento di rete NE, secondo la presente invenzione, può comprendere ulteriormente :
c) una pluralità di porte di secondo livello PA, e
d) mezzi di connessione SW3 accoppiati da un lato alle porte di primo livello PS e dall’altro alle porte di secondo livello PA, ed atti a connettere le porte di primo livello PS alle porte di secondo livello PA.
Per porte di secondo livello si vuole intendere porte di terminazione dei protocolli di comunicazione appartenenti al secondo livello ISO/OSI: nel caso della presente invenzione, porte ATM oppure porte IP; è anche possibile prevedere porte configurabili in modalità ATM oppure IP.
La presenza delle porte PA rende l’elemento di rete NE ancora maggiormente flessibile; tipicamente, vi sarà un porta PA per ogni porta PS.
Ulteriore flessibilità si ottiene prevedendo che l’elemento di rete NE sia in grado di togliere/aggiungere l’incapsulamento PDH sui secondi flussi; tale compito può essere svolto vantaggiosamente dalle porte PS oppure dalle porte PA; le porte possono quindi venire programmate per realizzare tale ulteriore funzione oltre a quella tipica della porta stessa.
E’ stato indicato come molte delle funzioni realizzate dall’elemento di rete abbiano caratteri programmabili per favorire la flessibilità dell’elemento di rete secondo la presente invenzione; per facilitare la gestione dell’elemento di rete secondo la presente invenzione è vantaggioso prevedere che tale programmazione possa essere fatta da un sistema di gestione di rete.
Secondo un altro aspetto la presente invenzione riguarda anche un metodo per la gestione di un tale elemento di rete.
Il metodo di gestione di un elemento di rete secondo la presente invenzione prevede essenzialmente la fase di programmare l’ordine gerarchico del flusso gestito dalle porte di primo livello PS e la fase di programmare la commutazione realizzata dal sistema di commutazione SS.
Il metodo può prevedere ulteriormente la fase di programmare nella matrice MTX la commutazione da realizzare per i contenitori virtuali dei secondi flussi, sia relativamente ai contenitori virtuali in ingresso alla matrice MTX sia relativamente ai contenitori virtuali in uscita dalla matrice MTX.
Nel caso vi sia il collegamento L-O, il metodo può prevedere la fase di programmare nei primi mezzi di commutazione SW1 la posizione dei contenitori virtuali all’interno della trama del primo segnale.
Vantaggiosamente, il metodo può prevedere la fase di programmare nei secondi mezzi di commutazione SW2 l’associazione tra contenitori virtuali estratti dal primo segnale e porte di primo livello PS.
Nel caso vi sia il collegamento L-I, il metodo può prevedere la fase di programmare nei secondi mezzi di commutazione SW2 la posizione dei contenitori virtuali all’interno della trama del secondo segnale.
Vantaggiosamente, il metodo può prevedere la fase di programmare nei primi mezzi di commutazione SW1 l’associazione tra contenitori virtuali estratti dal secondo segnale e contenitori virtuali dei secondi flussi.
Ulteriori aspetti che il metodo secondo la presente invenzione può prevedere di programmare sono l'incapsulamento/ decapsulamento PDH e il protocollo gestito dalle porte PS (SDH oppure SONET) e dalle porte PA (ATM oppure IP).
Come già anticipato, è abbastanza tipico che il metodo secondo la presente invenzione sia realizzato, in tutto o in parte, da un programma per elaboratore, che dovrà quindi prevedere porzioni di codice atte a realizzare le fasi del metodo quando eseguite da un elaboratore. Tale programma per elaboratore è da considerarsi un aspetto della presente invenzione.
L’intero programma per elaboratore oppure una o più di tali porzioni di codice potranno essere caricate su un mezzo di memoria per elaboratore (ad esempio, un CD-ROM, un floppydisk, un dispositivo di memoria EPROM, ecc.); anche tale mezzo di memoria è da considerarsi un aspetto della presente invenzione.
Verranno considerati nel seguito gli aspetti software più rilevanti del metodo secondo la presente invenzione.
Il metodo di gestione dell’elemento di rete, quando realizzato mediante un programma per elaboratore, può prevedere la fase di generare una istanza software di porta di primo livello dotata di attributi di porta, di associare l’istanza software di porta di primo livello ad una delle porte (fisiche) di primo livello PS, e di trasmettere le informazioni relative agli attributi di porta alla porta di primo livello associata.
Analogamente, può essere prevista la fase di generare una istanza software di porta di secondo livello dotata di attributi di porta, di associare l’istanza software di porta di secondo livello ad una delle porte (fisiche) di secondo livello PA, e di trasmettere le informazioni relative agli attributi di porta alla porta di secondo livello associata.
In tale modo, al gestore saranno visibili solamente le porte fisiche realmente utilizzate nella rete con le loro funzionalità di esercizio; verranno quindi nascoste le porte non utilizzate nella rete e le funzionalità non sfruttate dalla rete.
Le posizioni dei contenitori virtuali aH’interno della trama del primo e/o del secondo segnale, che percorrono rispettivamente i collegamenti interni L-0 ed L-I, possono vantaggiosamente venire determinate in modo automatico dal programma per elaboratore secondo un algoritmo predeterminato; sgravando il gestore da tale compito, che è sostanzialmente irrilevante ai fini della gestione della rete.
In effetti, però, il gestore si trova a dover riconfigurare la rete di tanto in tanto; di conseguenza il programma alloca e disalloca di tanto in tanto i time-slot di tali trame; con il passare del tempo, può succedere che le trame risultino frammentate e quindi che il programma non sia in grado di allocare time-slot a flussi informativi di grande portata pur disponendo di time-slot liberi.
Risulta quindi vantaggioso, prevedere che le posizioni dei contenitori virtuali all’interno della trama possano essere modificate da un operatore interagendo con il programma per elaboratore di gestione.
Tale spostamento porta però alla caduta dei “path” associati ai flussi informativi spostati.
Naturalmente ciò non è piacevole per il gestore della rete, in quanto la riattivazione dei “path” richiede lungo tempo.
Per ovviare a questo problema, la presente invenzione prevede che le istanze software di porta assumano il nome della porta a cui sono associate, e che le associazioni tra posizioni all’interno delle trame e canali virtuali dei secondi flussi vengano specificate al programma per elaboratore come attributi. Lo spostamento del flusso informativo associato ad una porta comporta quindi solamente una modifica del valore di un attributo e non la modifica di una entità di gestione che richiederebbe la terminazione della stessa e la creazione di una nuova con le nuove caratteristiche.
Si vuole infine fare notare come l’elemento di rete secondo la presente invenzione, con le sue funzionalità e la sua programmabilità, si presta molto bene a fare da collegamento tra una rete SDH/SONET ed una rete ATM/IP.
Pur avendo fatto riferimento fino ad ora alle reti SDH ed alle reti SONET, è chiaro che la presente invenzione potrà trovare applicazione (e quindi riguarda) anche in reti di tipo sincrono che costituiranno evoluzioni o future varianti delle reti SDH e SONET.
Claims (23)
- RIVENDICAZIONI 1. Elemento di rete (NE) di telecomunicazioni di tipo SDH/SONET, dotato di una pluralità di interfacce (11,12,13) per la gestione di primi flussi SDH/SONET, comprendente : a) una pluralità di porte di primo livello (PS) per la gestione di secondi flussi SDH/SONET, dette porte di primo livello (PS) essendo singolarmente programmabili relativamente all’ordine gerarchico del flusso gestito, e b) un sistema di commutazione (SS) accoppiato alle interfacce (11,12,13) ed alle porte di primo livello (PS), atto a realizzare commutazione di contenitori virtuali tra i flussi SDH/SONET, detto sistema di commutazione (SS) essendo programmabile relativamente alla commutazione da realizzare.
- 2. Elemento di rete secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di commutazione (SS) comprende una matrice (MTX) di commutazione di segnali SDH/SONET ed un primo collegamento (L-O) interno che accoppia la matrice (MTX) alle porte di primo livello (PS), in cui la matrice (MTX) comprende primi mezzi di commutazione (SW1) atti a ricevere contenitori virtuali per detti secondi flussi, a generare un primo segnale interno avente struttura di trama analoga alla struttura di trama SDH/SONET e costituito dalla multiplazione di detti contenitori virtuali ricevuti, ed a trasmettere detto primo segnale su detto primo collegamento (L-O), in cui detta matrice (MTX) è programmabile almeno relativamente ai contenitori virtuali da inserire in detti secondi flussi.
- 3. Elemento di rete secondo la rivendicazione 2, in cui detti primi mezzi di commutazione (SW1) sono programmabili relativamente alla posizione di detti contenitori virtuali ricevuti all’interno della trama di detto primo segnale.
- 4. Elemento di rete secondo la rivendicazione 3, comprendente ulteriormente secondi mezzi di commutazione (SW2) accoppiati a detti primi mezzi di commutazione (SW1) attraverso detto primo collegamento (L-O) ed a dette porte di primo livello (PS), ed atti a ricevere detto primo segnale, ad estrarre i contenitori virtuali in esso contenuti, ed a trasmetterli a dette porte di primo livello (PS), in cui detti secondi mezzi di commutazione (SW2) sono programmabili relativamente alla associazione tra contenitori virtuali estratti e porte di primo livello (PS).
- 5. Elemento di rete secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di commutazione (SS) comprende una matrice (MTX) di commutazione di segnali SDH/SONET ed un secondo collegamento (L-I) interno che accoppia le porte di primo livello (PS) alla matrice (MTX), in cui la matrice (MTX) comprende primi mezzi di commutazione (SW1) atti a ricevere da dette porte di primo livello (PS) attraverso detto secondo collegamento (L-I) un secondo segnale interno avente struttura di trama analoga alla struttura di trama SDH/SONET e costituito dalla multiplazione dei contenitori virtuali di detti secondi flussi, a estrarre i contenitori virtuali in esso contenuti, ed a trasmetterli per una successiva commutazione all’interno di detta matrice (MTX), in cui detta matrice (MTX) è programmabile almeno relativamente alla successiva commutazione da realizzare per detti contenitori virtuali di detti secondi flussi.
- 6. Elemento di rete secondo la rivendicazione 5, in cui detti primi mezzi di commutazione (SW1) sono programmabili relativamente alla associazione tra contenitori virtuali estratti e contenitori virtuali di detti secondi flussi.
- 7. Elemento di rete secondo la rivendicazione 6, comprendente ulteriormente secondi mezzi di commutazione (SW2) accoppiati a detti primi mezzi di commutazione (SW1) attraverso detto secondo collegamento (L-I) ed a dette porte di primo livello (PS), ed atti a ricevere da dette porte di primo livello (PS) contenitori virtuali, a generare detto secondo segnale per multiplazione di detti contenitori virtuali ricevuti, ed a trasmettere detto secondo segnale a detti primi mezzi di commutazione (SW1), in cui detti secondi mezzi di commutazione (SW2) sono programmabili relativamente alla posizione di detti contenitori virtuali ricevuti all’interno della trama di detto secondo segnale.
- 8. Elemento di rete secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprende ulteriormente : c) una pluralità di porte di secondo livello (PA), e d) mezzi di connessione (SW3) accoppiati da un lato alle porte di primo livello (PS) e dall’altro alle porte di secondo livello (PA), ed atti a connettere le porte di primo livello (PS) alle porte di secondo livello (PA).
- 9. Elemento secondo la rivendicazione 8, in cui le porte (PS,PA) sono atte ad essere programmate a togliere/aggiungere incapsulamento PDH.
- 10. Elemento secondo una delle rivendicazioni precedenti, atto ad essere programmato da un sistema di gestione di rete.
- 11. Metodo di gestione di un elemento di rete secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di programmare l’ordine gerarchico del flusso gestito da dette porte di primo livello (PS) e la fase di programmare la commutazione realizzata dal sistema di commutazione (SS).
- 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente ulteriormente la fase di programmare nella matrice (MTX) la commutazione da realizzare per i contenitori virtuali dei secondi flussi.
- 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente ulteriormente la fase di programmare nei primi mezzi di commutazione (SW1) la posizione dei contenitori virtuali all’interno della trama del primo segnale.
- 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente ulteriormente la fase di programmare nei secondi mezzi di commutazione (SW2) l’associazione tra contenitori virtuali estratti e porte di primo livello (PS).
- 15. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente ulteriormente la fase di programmare nei secondi mezzi di commutazione (SW2) la posizione dei contenitori virtuali all’interno della trama del secondo segnale.
- 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, comprendente ulteriormente la fase di programmare nei primi mezzi di commutazione (SW1) l’associazione tra contenitori virtuali estratti e contenitori virtuali dei secondi flussi.
- 17. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di generare una istanza software di porta di primo livello dotata di attributi di porta, di associare l’istanza software di porta di primo livello ad una delle porte di primo livello, e di trasmettere le informazioni relative agli attributi di porta alla porta di primo livello associata.
- 18. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di generare una istanza software di porta di secondo livello dotata di attributi di porta, di associare l’istanza software di porta di secondo livello ad una delle porte di secondo livello, e di trasmettere le informazioni relative agli attributi di porta alla porta di secondo livello associata.
- 19. Metodo secondo la rivendicazione 13 oppure 15, in cui le posizioni dei contenitori virtuali all’interno della trama vengono determinate in modo automatico da un programma per elaboratore secondo un algoritmo predeterminato.
- 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui le posizioni dei contenitori virtuali all' interno della trama possono essere modificate da un operatore interagendo con detto programma per elaboratore.
- 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui le istanze software assumono il nome della porta a cui sono associate, in cui le associazioni tra posizioni alLinterno delle trame e canali virtuali dei secondi flussi vengono specificate al programma per elaboratore come attributi, per cui la modifica della posizione di un contenitore virtuale di un flusso informativo non comporta la caduta del “path” associato a detto flusso informativo.
- 22. Programma per elaboratore comprendente porzioni di codice atte a realizzare le fasi del metodo secondo una della rivendicazioni da 11 a 21, quando eseguite da un elaboratore.
- 23. Mezzo di memoria per elaboratore su cui sono caricate una o più porzioni di codice di programma per elaboratore atte a realizzare una o più delle fasi del metodo secondo una della rivendicazioni da 11 a 21, quando eseguite da un elaboratore.
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