JP3814296B2 - Ｓｄｈネットワークにおける同期 - Google Patents

Description

技術分野
この発明はＳＤＨネットワーク（同期ディジタル階層（ハイアラーキ）ネットワーク）に関する。
背景技術
光ネットワーク、及び程度は低いが無線ネットワークを使用する通信システムは益々ディジタル通信パターンを採用している。ヨーロッパのシステムはＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委員会）によってＳＤＨ（同期ディジタル階層）に標準化されつつあり、これに対しアメリカのシステムはＳＯＮＥＴ（synchronous optical networks：同期光ネットワーク）として知られており、ＡＮＳＩ（アメリカ国家規格協会）標準で動作する。ＳＤＨシステムはネットワークノード・インタフェースを使用し、ＳＯＮＥＴと両立する。ネットワークノードシステムでは、クロックパルスを使用してネットワーク周囲の情報を駆動することを必要とし、これは通常は外部のタイミング源（ソース）から得られる。この発明はそのような任意のシステムスに適用できる。
そのようなネットワーク内では、同期目的のためにノード内で使用されるクロックパルスができるだけ高い品質を持つことが重要である。即ち、クロックパルスはその値に不確かさが存在する程度まで劣化しないことが重要である。そのような劣化が生じ得る１つの問題は、同じタイミング信号が１つのループの周囲に繰り返し送られように閉タイミングループがつくられるとき、及びクロック信号がノードを通過するとき毎にクロック信号に劣化が生じる場合である。
Globecom'92：オーランド（Orland）、アメリカ、第１−２−３卷１９９２年１２月６日、ＩＥＥＥ第８２１〜８２８頁のジェイ・エイ・クロセット（J. A. Crosset）達の論文「ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨネットワーク同期及び同期源（SONET/SDHNETWORK SYNCHRONISATION AND SYNCHRONISATION SOURCES）」には、ＳＯＮＥＴ及びＳＤＨネットワークの同期と同期光ネットワークにおけるこれら基準信号の分配が扱われている。これら信号はトランスポート機器及びオフィスの同期を与える。この論文はネットワークにおいて見出される同期品質レベルを議論している。同期ネットワークは、ＳＯＮＥＴの観点及びＳＤＨネットワークに対してなされた比較からもたらされる。ＷＯ−Ａ−９４−１１９６６には、メッセージに基づく同期を採用する、かつ伝送ラインによって相互接続された複数のノードを含む電気通信システムに対する階層的な同期方法が開示されている。この方法においては、ノードは、同期メッセージを含む信号とこのシステムの内部同期階層内の、ノードのサインの形式の、それぞれの信号の優先度に関する情報を交換する。その上、２つのノード間の伝送ラインはその両方向性を確認するためにモニタされ、ラインの両方向性が立証できないとなるや否や、同期のためにラインを使用することは禁止される。
発明の開示
この発明の１つの目的は上記の閉タイミングループの発生を防止するための手段を提供することである。
この発明の一面によれば、両方向リンクによって接続された複数のノードを含み、外部クロック信号が、同期のためにノードからノードへ上記クロック信号を通すように構成されている上記ノードのうちの１つの入力に存在し、各ノードは、それぞれのノードを通過するクロック信号に、閉タイミングループの発生を防止するための手段の一部としてそのノードをスタンプするための手段を具備する同期ディジタル階層（ＳＤＨ）ネットワークが提供される。
後続のノードが、クロック信号が存在した場所の知識を持つと、閉タイミングループが生じたか否かについて決定を行うことができる。
一実施例においては、各ノードは、信号が通過した先行するノードから任意のノード識別データを取り替えるための手段を具備する。
そのような構成は１つの有効な手段、特に隣接するノード間に閉タイミングループが発生することを防止するための有効な手段を提供する。
そのような事例において、各ノードは、入りクロック信号が到着したノードのアイデンティティを読み出し、かつクロック信号が同じノードに戻されるべきである場合には、クロック信号が同期のために使用されるべきではないと言うことを示す信号を伝送するための手段を具備することが好ましい。
ＳＤＨ内では情報は２７０バイトの情報から構成されるフレームワークで搬送される。これらは９つの行で列に配列される。第１の９つの列はセクションオーバヘッド（ＳＯＨ）として知られたオーバヘッドを生成するために使用される。同期状態の指示（ＳＳＭＢ）がセクションオーバヘッドの一部として含まれる。同期のためにセクションオーバヘッドにおいて参照される情報のバイトはＳ１として知られており、それが付加されているトラヒックをサポートするタイミング源の品質を指示するために使用される。上述した実施例においては、クロック信号が使用されるべきではないと言うデータを示す信号を搬送するのはＳＳＭＢのＳ１バイトであることが好ましい。
上記実施例は、ネットワーク内の隣接するノード間にタイミングループが発生することを防止することにおいて特定の用途を有する。より大きな多ノードループの発生の可能性を防止するために、代わりの実施例においては、各ノードは、クロック信号と共に伝送される、クロック信号が通過した先行する複数のノードを識別するリストに、ノード識別データを追加するための手段と、このリストがそれぞれのノードを識別するデータを含む場合には、同期のためにクロック信号のそれぞれのノードによる使用を防止するための手段とを具備する。
１つのノードが上記リストに自分自身の識別データを見つけた場合には、それぞれのノードはタイミングループを検出している。
タイミングループの存在とは無関係に、クロック信号は、捨てられる前に、多過ぎるノードを通過しないことが望ましい。直ぐ上で述べた実施例では、各ノードは、クロック信号が通過したノードの数をカウントし、かつこの数が予め定められた値を越える場合には、同期のためにクロック信号のそれぞれのノードによる使用を防止するための手段を具備することが好ましい。
図面の簡単な説明
図１はＳＤＨネットワークをリング形式で概略的に例示する図である。
図２はフォルト（故障）状態が発現した後の図１のネットワークを例示する図である。
図３は代わりのより複雑な形式のネットワーク内の隣接する一対のノードを例示する図である。
図４はこの発明の一面による動作状態の２つのノードを例示する図である。
図５はこの発明によるより複雑なマルチノードネットワークを例示する構成図である。
図６はこの発明の別の面を使用する図５のネットワークを例示する構成図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照してこの発明の実施例を単なる例示として説明する。
図１を参照すると、ＳＤＨネットワークはリング形態に配列された４つのノード１、２、３、４を含み、各隣接するノードは両方向通信リンク５によって接続されている。代表的には、各ノードは、トラヒック及び他の信号を、明快かつ簡単にするために図１には示されていないさらに他の入力及び出力を通じて、他のスイッチングエレメントにルート設定するために設けられているマルチプレクサ／デマルチプレクサよりなるネットワークエレメントを備えている。
ＳＤＨは同期ネットワークであるから、高品質のタイミング信号をこのネットワーク内のすべてのノードで利用できることが重要である。図示するように、外部タイミング源６がこのネットワーク内の第１のノード１に入力されている。図示するように、この外部タイミング源は、ＳＤＨ技術用語を使用すると、源が最高の品質を持つということを意味するＧ８１１によって指示されている。この信号はデータリンク５に沿って、閉タイミングループが提供されないように、即ち、精々１回だけループを形成して自分自身に戻る源により各チャネル５Ａ又は５Ｂが時間調整されるように、分配される。
図２に点Ｘで例示するように、これらセクションの１つがタイミング源として働かない場合には、タイミングループが作られる。何故ならば、チャネル５Ｂが利用できるチャネルからタイミング情報を得る、即ち、ノード４からチャネル５Ａで到来するタイミング情報を得るからである。これは同期状態指示が多重セクションオーバヘッド信号の一部としてセクションオーバヘッドのＳ１部に挿入されるようにする。「ループとなった」タイミングの検出は図に例示するようには容易に検出できないということを理解すべきである。各ノードは多セクションによって接続可能であるから、図３に例示するように、これら源の１つからのタイミングが向きを変えて、異なるセクションにて同じノードに戻ったならば、タイミングループが恐らく生じるであろう。
図１、２及び３に示した例は、タイミング信号がループとなって戻る場所を決定する非常に単純な１組の東／西の方向を意味する。環状ネットワークに存在する交差接続デバイス又はエレメントと共に使用されるときに、タイミングが、その発生した場所から向きを変えて源に戻る場所の決定は確実性に欠け、従って、その直接の周囲状況に関するある程度のネットワークの知識がそれぞれのノードに伝えられねばならない。
この発明によれば、その一面においては、各ノードは、クロック信号に関連した信号に、ＳＤＨ階層におけるように、ＳＳＭＢのような識別データを付加するように動作する。
Ｓ１バイトは４つのスペアビット（１〜４）を含み、使用されるのはこれらである。識別子は比較的大きなレンジ（範囲）を必要にし、以下に示すように１６ビットが割り当てられ、かつ多フレーム化される。

ＦＡＷはフレーム・アラインメント・ワードに関係する。図４は、２つのノード１０、１１が２つの別個の両方向チャネル５によって接続された事例を示す。品質レベルＧ８１１の同期源６が第１のノード１０から第２のノード１１までのトラヒック支持セクションのそれぞれを時間調整するために使用される。これらセクションのそれぞれに付加されるＳＳＭＢは、品質レベルがＧ８１１であることを指示し、源識別子はそれが第１のノード１０から発せられていることを指示するように設定される。第２のノード１１はこれらセクションの１つから回復されたクロック信号を使用して第１のノード１０へ伝送されるトラヒック同期させる。しかしながら、この事例におけるＳＳＭＢは、両チャネル５Ａ₁、５Ｂ₁が第１のノード１０に接続されることをノードが確認することができるので、「不使用（使用しない）」に設定され、従って、タイミングは向きを変えて戻るであろう。Ｓ１バイトは「１１１１」に設定され、「不使用」信号を指示する。
図５は、各ノード２１、２２、２３、２４が２つの両方向セクション５₁及び５₂によって接続され、２つの別のノード２４及び２５に接続された２つの支脈（スパー）を第３のノードに有する、より複雑なネットワークを例示する。タイミングがループとなった各事例において、「不使用」指示はＳＳＭＢで伝送される。各ノードは、このネットワークのどの他のノードからタイミングが受信されたかを決定することができ、次いで、タイミング信号が向きを変えて戻ったか否かを決定することができる。
上述したように、上記構成は、潜在するタイミングループを指示するためにネットワークの知識が制御管理センタからダウンロードされる必要を除去する。その上、ネットワークの変更はタイミングデータに関しては殆ど又は全く再構成の必要がない。
このシステムはまた、信頼性を高めることもできる。何故ならば、単にネットワーク中の各エレメントに対して同期源識別子又はノード識別子を与えることによって構成が減少し、従って、不正確な構成が生じる可能性が相当に減ぜられるからである。
上記実施例はネットワーク中の隣接するノード間にタイミングループが発生することを防止又は阻止する特定の用途を有するものである。次に、多ノードタイミングループが識別できるようにする、また、幾つのノードをタイミング信号が通過したかを識別する手段を提供することもできる、この発明の第２の実施例について記載する。これは重要であり得る。何故ならば、同期目的のためにクロック信号が使用されるとき毎に、クロック信号に劣化が生じるからである。例えば、ＳＤＨ標準は現在、タイミング品質の劣化のために、僅かに２０の同期化クロックがいわゆる同期化基準チエーンの一部を形成すべきであると言うことを明示している。第２の実施例においては、ノード識別情報は、クロック信号がそれぞれのノードを通過するとき毎に、リストに追加される。この識別情報は、後述するように、ＳＳＭＢに付加される。前に記載したように、Ｓ１バイトは４つのスペアビット（１〜４）を含む。各識別子は比較的大きなレンジを必要にし、１６ビットが割り当てられる。最大で２０の識別子がリストを形成するために必要とされ、そのリストにおける現在の識別子の数の指示が、また、行われる。この構造は多フレーム化され、以下に示される。

同期源がノードによって使用されるとき毎に、その識別データがＳＳＭＢに保持されたノードのリストに付加され、源ＩＤの数が１だけインクリメントされる。この新しいＳＳＭＢはその後、その源をタイミング用に使用する各セクションで伝送される。
図６は、代わりの技術が使用されることを除き、図５に対応する。各ノードは、それ自身の識別データが受信したＳＳＭＢに存在する場合に、潜在するタイミングループを検出することができる。例えば、第３のノードは、ノード２５及び２６からのタイミングを使用することができないと言うことを、それ自身の識別情報がこれらノードから受信したＳＳＭＢに存在するので、知ることになる。各ノードはまた、同期基準チエーンの長さを決定することができ、それによりタイミングの品質が、それが使用されるべきである点を越えて劣化したか否かを決定することができる。例えば、５つのチエーンの長さは受け入れることができないとみなされるべきであった場合には、第６のノード２６からのタイミングはそのＳＳＭＢに「不使用」の品質を指示することができる。
【図面の簡単な説明】
図１はＳＤＨネットワークをリング形式で概略的に例示する図である。
図２はフォルト（故障）状態が発現した後の図１のネットワークを例示する図である。
図３は代わりのより複雑な形式のネットワーク内の隣接する一対のノードを例示する図である。
図４はこの発明の一面による動作状態の２つのノードを例示する図である。
図５はこの発明によるより複雑なマルチノードネットワークを例示する構成図である。
図６はこの発明の別の面を使用する図５のネットワークを例示する構成図である。

Claims (8)

1. 両方向リンクによって相互接続された複数のノードを含み、外部クロック信号が、同期のためにノードからノードへ前記クロック信号を通すように構成されている前記ノードのうちの１つの入力に存在する同期ディジタル階層（ＳＤＨ）ネットワークにおいて、
   各ノードは、それぞれのノードを通過する前記クロック信号に、そのノードを識別するデータをスタンプするための手段と、且つ、潜在する閉タイミングループを識別するために前記データを前記各ノードで読み出す手段とを備えて、前記各ノードが、前記閉タイミングループの発生を防止するための手段を有することを特徴とするＳＤＨネットワーク。
2. 前記各ノードは、前記クロック信号が通過した先行するノードから任意のノード識別データを取り替えるための手段を具備する請求項１に記載のＳＤＨネットワーク。
3. 前記各ノードは、入りクロック信号が到着したノードのアイデンティティを読み出し、かつクロック信号がその同じノードに戻されるべきである場合には、クロック信号が同期のために使用されるべきではないと言うことを示す信号を伝送するための手段を具備する請求項２に記載のＳＤＨネットワーク。
4. ＳＳＭＢは、前記クロック信号が使用されるべきではないと言うことを示す信号を搬送するように適合されている請求項３に記載のＳＤＨネットワーク。
5. 前記ＳＳＭＢのＳ１バイトが上記信号を搬送するように適合されている請求項４に記載のＳＤＨネットワーク。
6. 前記各ノードは、
   前記クロック信号と共に伝送される、前記クロック信号が通過した複数の先行するノードを識別するリストに、ノード識別データを追加するための手段と、
   ノードが受けた前記リストにそのノード自身の識別データを含む場合に、同期のために前記クロック信号の使用を防止するための手段と
   を具備する請求項１に記載のＳＤＨネットワーク。
7. 前記各ノードは、クロック信号が通過したノードの数をカウントし、かつこの数が予め定められた値を越える場合には、同期のためにクロック信号のそれぞれのノードによる使用を防止するための手段を具備する請求項６に記載のＳＤＨネットワーク。
8. 両方向リンクによって相互接続された複数のノードを含み、かつ外部クロック信号を、同期目的のためにノードからノードへ通すように構成されているＳＤＨネットワーク内に閉タイミングループが発生することを防止する方法であって、
   前記方法は、
   各ノードを通過する前記クロック信号にそのノードを識別するデータをスタンプする段階と、前記各ノードでスタンプされた前記データの読み出しをする段階とを有することで、
   潜在する閉タイミングループを識別することを特徴とする方法。

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