JPH10503063A

JPH10503063A - 通信システムにおける被追加ビットの送信

Info

Publication number: JPH10503063A
Application number: JP7501781A
Authority: JP
Inventors: エス．ワッドマン，マーク; オポツィンスキー，アダム; ディー．エルパーズ，マーク
Original assignee: エーディーシーテレコミュニケーションズ，インコーポレイティド
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1998-03-17
Also published as: US5528579A; CA2164867C; WO1994029978A1; CN1084988C; AU7093194A; CN1167550A; WO1994029978A8; EP0702869A4; CA2164867A1; EP0702869A1; AU687073B2

Abstract

(57)【要約】通信システムは、受動分配網上で接続するヘッド・エンド(300)と多重リモート・エンド(500)の間で送信情報を伝える、被追加ビット送信の方法と装置を含んでいる。本発明に従って、識別可能なデータ・シーケンスがパターン化してある、被追加ビット(NB)が、連続するフレーム内の各々チャネルに加えられる。従って、本発明は、各々チャネル・サンプルがそれ自体のマルチフレームとアライメント情報を搬送するように、被追加ビット・シーケンスを各々チャネルに加える。リモート・エンドは、被追加ビットをモニタして、マルチフレーム指示とアライメント情報を位置決めして、各々フレーム内部の個々のタイムスロットを識別する。被追加ビットは、帯域外送信のために、または追加データ・リンクを提供するために更に活用できる。

Description

【発明の詳細な説明】通信システムにおける被追加ビットの送信発明の分野本発明は、一般的に通信システムの分野、特に、各々ｎビット・チャネル・サンプルに追加する追加ビットを介して、伝送用と受信用の通信装置の間で、タイミングと追加情報を伝える方法に関する。発明の背景Ｔ１は、北アメリカのデジタル伝送のための標準であり、主として遠方の電話サービスを提供するために用いる。Ｔ１デジタル伝送リンクは1.544 Mbps（１秒あたり1.544メガビット）の容量を備えている。殆どのＴ１通信システムの場合、２４音声チャネル（会話）が、８kHzレート、サンプルあたり８ビットでサンプル抽出される（各々８ビット会話サンプルが“DS0”と呼ばれる）。２４個の８ビット・サンプルは、フレーム（“DS1”）を生成するために互いに時分割多重化(TDM)される。TDMフレーム内部の個々のタイムスロットを識別するために、識別可能なデータ・シーケンスがパターン化してある、フレーム指示ビットが、各々フレームに加えられる。フレームは、スーパーフレームを生成するために種々のフォーマットで共通して相互に配列してある。スーパーフレーム(SF)と拡大スーパーフレーム(ESF)フォーマットは、幅広く用いられているフレーム指示フォーマットの２つの周知の事例である。従来の通信システムは、加入者ループでは銅線から殆ど構成している。いま、しかし、数多くの受動分配媒体が銅線に代わる媒体として益々普及してきている。例えば、光ファイバー技術の進歩は、光ファイバーを加入者ループに、費用効果の高い状態で、設置することを可能にした。このように光ファイバーを採用する１つのシステムは、1990年12月11日に発行され、British Telecommunicationsに譲渡された、Ballanceの米国特許4,977,593号に開示してあり、これは、ここで引例を用いて記載してある。光ファイバーは、伝送媒体として、種々の長所を提供する。光ファイバーは、雑音の無い信号伝送環境を提供し、電磁干渉に耐え、漏話を導く恐れのある電磁干渉を誘導せずに、非常に高い伝送速度を支える。そのうえ、光ファイバーは、銅線上では伝送できない広帯域サービスを供給するように、将来のグレードアップの可能性を秘めている。しかし、受動分配網を採用するシステムでは、信号が、被変更フレーム指示フォーマットを用いて再びフレーム指示される。そのために、各々DS0は、そのDS1 フレーム指示ビットと関連しなくなる。マルチフレームとアライメント情報を伝える別のメカニズムが、そこで必要になる。要約前述の従来技術の欠点を克服するために、本発明は、送信情報を提供して、マルチフレーム・タイミングとアライメント情報を伝送用と受信用の通信装置間で伝える。伝送用と受信用装置は受動分配網(PDN)に接続している。本発明に従って、識別可能なデータ・シーケンスがパターン化してある、追加ビットが、各々ｎビット・チャネル・サンプルに加えられる。被変更チャネルは、適切な受信装置に被変更フレーム指示フォーマットで伝送される。受信装置は、被追加ビットをモニタし、マルチフレーム指示情報に位置決めして、各々フレーム内部の個々のタイムスロットを識別する。受信装置は、被追加ビット信号を伝送装置にループバックし、この装置は、被追加ビット・パターンをモニタして、マルチフレーム指示情報に位置決めして、ファイバー・ループの出力と復帰のデータ・パスの完全性を保証する。被追加ビットは、帯域外送信のため、または追加データ・リンクを提供するために更に活用できる。明図面の簡単な説明図面では、類似する参照数字が複数の図面の全体にわたって類似する構成要素を示しており、図１は代表的な通信システムをブロック図の形式で示し、図２はDS1Uのブロック図を示し、図３はＲＵフレーム指示器のブロック図を示し、図４はＲＵフレーム指示器の更に詳細なブロック図を示し、図５はＲＵフレーム指示器を制御するために使用するステート・マシンの略図を示し、図６はDS1Uを経由する１つのトラヒック・パスのブロック図を示し、図７は、アライメントを制御して、フレーム指示器を操作するために用いるステート・マシンの略図を示し、図８は、この送信システムの被変更フレーム指示フォーマットの略図を示す。好まれる実施例の詳細な説明好まれる実施例に関して次に示す詳細な説明では、参照数字がその部品を描く添付の図面に付してあり、そこには、図解を用いて、発明を具体的に実施する特定の実施例が図示してある。この実施例は、当業者が本発明を製作し使用できるように十分に詳細に説明してある。他の実施例も使用できて、構造的な変更が本発明の精神と範囲を逸脱せずに実施できることも理解できる。従って、次に示す詳細な説明は限定することを意図しておらず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から定義するものとする。ネットワークの形態この送信システムを使用する典型的な通信システムの一般的な説明がここで行われる。図１は代表的な通信システム100をブロック図の形式で示す。他の構成と形態も本発明の精神を逸脱せずに可能なことを理解すべきである。システムは、ローカル・デジタル・スイッチ（LDS）200と多重受動分配網（PD N）500の間をインタフェースする、ホスト分配ターミナル（HDT）300を含んでいる。好まれる実施例では、HDT 300は、Bellcore資料TR-TSY-000008に記載してある従来の周知の伝送フォーマットまたはTR-8伝送フォーマットを用いて、信号を LDS 200に送信し受信する。このフォーマットで搬送する主な信号はDS1信号であり、伝送システムは従来のＴ１デジタル伝送システムである。前述のように、DS 1信号は、２４の多重化８ビット・チャネル・サンプルと１つのフレーム指示ビットから構成している。各々８ビット・チャネル・サンプルまたはDS0は個々のチャネルを表している（例えば電話の会話）。各々DS0は８ビット幅なので、この送信システムに従って各々DS0に加える追加ビットは、ここでは第９ビット信号または“NBS”と呼ぶ。この送信システムは、ここではDS1／DS0フレーム指示フォーマットに関して説明するが、この送信システムは、DS2やDS3やCEPTまたは他に適切なチャネル設定した送信フォーマットを用いて構成できることも理解すべきである。８ビットより大きいまたは小さいチャネル・サンプルを使用するサンプル抽出フォーマットも使用できる。ここで用いる“第９ビット信号”という言葉は、従って、限定する観点で考えずに、好まれる実施例に関連して説明するために用いる。再び図１を見ると、HDT 300は、HDT 300の機能の動作を制御する、システム制御装置402を搭載している。システム制御装置402は、制御信号を処理してHDT300 のハードウェアに送る、処理装置とソフトウェア・ルーチンを搭載しており、エラーと割込み処理と他のシステム制御機能のためのソフトウェア・ルーチンも搭載している。HDT 300は幾つかのDS1ユニット（DS1U）400も搭載している。DS1U 400は、HDT 300に進むTR-8ラインの終端点を提供し、LDS 200のTR-8信号を1.544 MHzから2.56MHzに速度調整する。DS1U 400は、TR-8フォーマットから、この送信システムの第９ビット送信フォーマットに、フォーマットの変換も行う。分配装置（DU）310はHDT 300とPDN 500の間でインタフェースする。受動光学的ネットワークがPDN 500に用いられている場合、DU 310は、信号に関する電気から光への及び光から電気への変換を、各々、HDTから加入者（下流）および加入者からHDT（上流）にかけて行う。信号は、PDN 500上でシリーズのリモート・ユニット（RU）600に伝送される。各々PDN 500は、好都合に、１点から複数の点に分岐する光ファイバー・ネットワークである。しかし、他の受動分配媒体も使用できることを理解すべきである。PDN 500は好都合に完全な両方向動作のために構成されている。第１の構成では、各々PDN 500は、データ・トラヒックを下流と上流の方向に各々搬送するために別個の下流用と上流用のリンクを搭載している。別の構成では、PDN 500は、両方向動作のために完全に二重化したリンクを搭載している。特殊なPDN構成は、この送信システムの範囲を限定しないことを理解すべきである。各々RU 600は、リンクを１つのPDN 500から受信するので、対応するTDM信号同時通信をHDT 300から受信する。RU 600は、その行先に任意の付随する送信チャネルをプラスすることを意図する特定のTDMタイムスロットにアクセスする。加入者700は、HDT 300に伝送を戻すために、スピーチまたはデータをRU 600戻す。各々RU 600は、従って、種々のケーブルの終端と、PDN媒体と加入者家屋内配線の間の信号変換のための電子部品と、多重化とデジタル・アナログ変換と送信と試験のための電子部品を搭載している。RU 600 は、各々個々の加入者700に物理的に位置しているか、複数の加入者間で共用され（図１に示す）、その場合に、各々ＲＵは、カーサイドに位置して、複数の加入者家屋内の電話回線に対するインタフェースを収容する。フレーム指示フォーマット SFとESFフレーム指示フォーマットは当業者に周知のことであるが、SFフォーマットについて図解と明確にするために説明する。次に示すのは、スーパーフレーム(SF)フレーム指示フォーマットのフレーム指示構造である。前述のように、ＳＦは１２個のDS1フレームから成り、各々DS1フレームは２４個の８ビット・チャネル・サンプル(DS0)と１つのフレーム指示ビットを搭載している。表１は、ＡとＢのＳＦ帯域内送信ビットが第６と第１２フレームに位置していることを示している。ＮＳＢ送信受動分配網を加入者ループに採用する殆どのシステムの場合、HDT 300とRU 600間で伝送される信号が、PDN 500上でTR-8フォーマットで送られない。代わりに、内部フレーム指示フォーマットが、PDNの伝送に特有の情報を伝送するために必要になる。そのうえ、与えられたDS1フレームの各々DS0は異なる加入者700に行先が指定される可能性があるので、それらは異なるPDN 500でルート指示しなければならない。入力DS1フレームのDS0は、従って、与えられたフレームまたはシリーズのフレームの全てのDS0がそれらの行先と同じＲＵをもつように、次に詳細に説明するように、再びフレーム指示される。再フレーム指示の結果として、与えられたDS1内部の個々のDS0はDS1フレーム指示ビットと関係しない状態になる。マルチフレームとアライメント情報を伝える別のメカニズムが従って必要になる。この送信システムは、この必要な送信とアライメント情報をRU 600に伝えることができる手段を提供する。送信とマルチフレーム・アライメント情報をRU 600に伝えるために、識別可能なデータ・シーケンスがパターン化してある、第９ビット（第９ビット信号またはNBS）が、再びフレーム指示される前に各々DS0に加えられる。新しい９ビット・チャネル・フォーマットは、“DS0+”と呼び、次のように表す。再び図１を見ると、DS1U 400はNBSを各々DS0に、次に詳細に説明するようにして加える。最終的なDS0+は、タイムスロット交換装置（TSI）306、当業者に周知のタイプのNXMクロス接続スイッチによって適切に送られる。TSI 306は、任意のＮ入力DS0+タイムスロットを任意のＭ出力DS0+タイムスロットに相応してルート指示する。DS0+は、そこで、時間（例えば、フレーム指示タイムスロット）と空間（例えば、特定のフレーム）の両方で移動される。ルート指示したDS0+は、図８に示すPDNフレーム指示フォーマットで信号を生成するために多重化される、分配装置320に伝送される。PDNフレーム（PDNF）800は、図８に図示してあり、２４個のDS0+チャネルを、合計で216ビットの情報のために搭載している。ＮＢＳ送信パターン表２は、この送信システムの第９ビット送信(NBS)パターンを、SF（AB）とESF (ABCD)の帯域内送信フォーマットとBSF帯域外送信フォーマットの両方に対して示している。正規のＳＦ動作では、NBSは、パターン1-1-1-0-0-0-0-X-0-X-X-0を搬送する。正規のESF動作では、最初の１２個のフレームは、１３〜２４番目のフレームがパターンX-X-0-X-X-0-X-X-0-X-X-0を有する、１２個のフレームのSF NBSと同じパターンを搬送する。そこで、ESFフレーム指示フォーマットは第１５フレームのNBSの“１”の配置からＳＦと区別され、そこでは、ＳＦの対応する位置（反復するフレーム３）は“０”を含んでいる。表２の最後の欄に示す“X”ビットは、アライメントまたはマルチフレーム指示情報を伝えるために、この送信システムで用いないので、幾つかの他の用途に使用できる。本発明のある実施例では、Ｘビットは、使用せず、単純にゼロに設定してある。別の好まれる実施例では、Ｘビットは、次に説明する更なるデータ・ビットの形成に、次に説明する帯域外送信に、または種々の他の用途に使用できる。 ESFフレーム・フォーマットの帯域外送信では、送信情報は、６と１２と１８と２４番目のフレームからビットを除去する代わりに、Ｘビットを介して転送される。２４フレームABCDパターンの場合、第８フレームの０は帯域内送信を、第８フレームの１は帯域外送信を表す。X Ａ，X Ｂ，X Ｃ，X Ｄビットは、各々、ＡとＢとＣとＤの送信ビットのためのパスを提供する。送信ビットは、共通送信チャネルから抽出されて、Ｘビットに置かれる。NBSフレーム指示パターンは、帯域内のケースで既に説明したように、加入者ループ・パスに関する完全性チェックとして、マルチフレーム情報の位置決めに用いる。帯域外フレーム(OOF)または信号ロス(LOS)がDS1上で検出される場合、全ての通信システムは、“フリーズ”を実施することが、当業者に周知の通信標準であるBellcore PUB 43801 2.5項とTR-303 4.4.9項によって要求される。フリーズは、エラー直前のＲＵからの送信条件が、チャネルがエラー発生時と同じ状態を保つように凍結される状態である。RU 600はHDT 300で生成したLOSまたはOOF信号にアクセスできないので、本発明のNBSを用いて凍結情報を伝える。そこで、OOF またはLOS信号をHDTで検出すると、表１に示すＦビットが１に設定される。表１に示す好まれる実施例のＳＦ凍結パターンは、フレーム７（Ｆビット）のNBSが正規の条件のもとで“０”であり、凍結のもとで“１”になるところだけ、ＳＦの正規のパターンと異なる。別の応用事例では、NBSがデータ・リンクとして使用できる。フレーム指示ビットを含めた、全体のDS1が、RUとDS1Uの間で移動できる。この応用事例の場合、NBSは、供給と制御情報をＲＵの下流側に、実施情報をＲＵの上流側に搬送する。フレーム指示ビットとDS1信号は全体的に伝送されるので、アライメント送信情報はNBSで搬送する必要がない。このデータ・リンク・モードの場合、NBSは、RU 600を供給して制御するために用いるビット・マップ信号を搬送する。詳細なハードウェアの説明図２はDS1U 400の更に詳細なブロック図を示す。DS1U 400は、前述のパターンから選択した適切なNBS送信パターンを下流側の各々DS0に加えて、上流側のＲＵからループバックしたNBSをモニタする。下流側では、共通して使用できるDS1フレーム指示器チップである、フレーム指示器410が、フレーム指示情報を被受信D S1に位置決めし、フレーム指示アライメント情報は、第９ビット生成器420をFRA ME SYNC（フレーム同期）信号を介してアライメントするために用いられる。システム制御装置402で実行するソフトウェアは、第９ビット生成器420に位置する２４ビット・シフト・レジスタに、表２に示すパターンから選択した適切なNBS パターンをロードする。シフト・レジスタの値は、フレームごとに１つ（例えば８KHz）フレームごとに１ビット値だけシフトアウトされる。例えば、SFまたはE SFフレーム指示フォーマットの第１フレームの各DS0の各NBSビットが“１”に設定される。第２フレームの各DS0の各NBSビットは“１”に設定され、同様に第３フレームも設定される。第４フレームの各々NBSビットは、“０”などを受信する。いま説明したばかりのNBSビット値は、表１に示す最初の４つのNBSビット値に対応している（例えば、1-1-1-0）。データ・リンク・モードで使用する時に、第９ビット生成器420はDS0+ごとに１つのビットをシフトアウトする。言い換えれば、第９ビット生成器420シフト・レジスタを有する全ての２４ビットが、シフトアウトされて、下流側信号にチャネルごとに１回多重化される。第９ビット生成器420に位置するシフト・レジスタがシステム制御装置402によって更新されない場合、同じ２４ビットが次の1 25マイクロ秒フレームの間にシフトアウトされる。 NBS信号のアライメントは、NBS送信マーカとDS0チャネルが多重化され、mux 4 30の出力が入力DS1とアライメントするように、フレーム同期信号で制御される。PDN 500上で伝送される最終的なフレーム指示フォーマットが図８に図示してある。mux 430から出力するDS0は、RU 600に送られるフレームが生成される、TS I 306とDU 310（図１に関連して既に図示し説明してある）に送られる。凍結信号は、問題のDS1-XのLOSまたはOOFがHDT 300で検出する時に、DS1-Xに付随する全てのNBSビットに置かれる。これらの条件の何れかが検出すると、第９ビット生成器420は、自動的に、表２に示すNBS凍結信号（すなわち、Ｆビット＝１）を、そのデータ・パスの全てのNBSビットに送る。第９ビット生成器420は、LOSとOOF条件がクリアされると、正規のABまたはABCD NBS送信パターンを送ることを再開する。ＲＵアライメント図３は、下流側NBSを位置決めしてアライメントし、下流側NBS を上流側信号にループバックする、RU 600のブロック図を示す。ＲＵフレーム指示器604は、前述のようにHDT 300で生成し伝送した図８のPDNF 800を受信する。正しいアライメントはＲＵフレーム指示器604によって維持され、このＲＵフレーム指示器604は、図４と５を参照して次に説明するように、R U 600を位置決めして、下流側のNBSとアライメントする。復帰した下流側のDS0 またはDS1信号は、加入者700に、ＲＵ／加入者インタフェース608を経由して送られる。ここで、ＲＵフレーム指示器604の動作の詳細について図４と５を参照しながら説明する。図４はＲＵフレーム指示器604の詳細なブロック図を示す。図５はステート・マシン618の動作を制御する状態図を示す。図５に示すステート・マシンのステート１は、最初のＲＵ帯域外（RU-OFF）の状態であり、図４に示すＲＵ局部的NBS生成器614の出力値が被受信NBSとアライメントしないことを示す。信号は、今のNBS信号値が等しいことが、信号の比較から判明する時にだけアライメントする。局部的生成NBSと被受信NBSが、図４に示すように比較される。２つのNBS信号が等しくない場合、排他的ＯＲの出力ＦＥ（フレーム・エラー）が、ロジック・ハイになるか、またはロジック１になる。図５に示すように、ステート・マシン618は、FE=1の時に、ステート１を保つ。ステート１の時に、RU-OOF信号が、ステート・マシン618から出力して、図４に示すようにＦＥ信号とAND（論理和）が行われる。FEとRU-OOFの両方の信号がハイの時に、AND（論理和）の結果もハイになり、ＲＵ局部的NBS生成器をリセットする。このリセットは、局部的生成NBSのアライメントをシフトさせる。シフトした局部的生成NBSは、アライメントがマッチ（FE=0）するまで引き続き比較されシフトされる。２つの信号が等しい時に、ＦＥは０になり、ステート・マシンをステート１からステート２にする。ステート２-これは、第２のN-OOFステートであり、局部的NBSと被受信NBSとの適正な一致が生じたことを表す。しかし、ステート１の時にRU-OOFはまだハイにドライブされている。ステート２は、局部的生成NBSと被受信NBSとの比較を続ける。局部的生成NBSと被受信NBSとの適正な一致が次の比較ウィンドウで存在する時に、ＦＥは１になり、ステート２からステート３に移動させる。局部的生成NB Sと被受信NBSが一致しない場合、FE=0になり、ステート１に再びなる。このように、短い（１マルチフレーム内）エラー・バーストは、偽りのフレーム指示を導かない。ステート３-これは、第１のインフレーム・ステートであり、ＲＵフレーム指示器604が被受信NBSと正常にアライメントしたことを示す。従って、ステート３で、RU-OOF信号がローにドライブされる。ステート３の間に、ＲＵフレーム指示器604は、被受信NBSと局部的生成NBSとの比較を、FE=0である限り続ける。２つの信号が一致しない場合、FE=1になり、ステート３からステート４に移動させる。ステート４-これは、第２のインフレーム・ステートであり、ＲＵフレーム指示器604が、被受信NBSと局部的NBSとの比較時に、比較ウィンドウで、エラーを検出したことを示す（すなわち、ステート３でFE=1）。次の比較の間に、局部的生成NBSと被受信NBSがまだ一致しない場合、ステート４が終了して、ステート１になる。そうでない場合、次の比較中に、局部的生成NBSと被選択チャンネルの被受信NBSが一致すると、ステート４を出て、ステート３に再びなる。このように、短い（１マルチフレーム内）エラー・バーストが、ステート・マシン618をフレームから消去せずに可能になる。情報を加入者からHDT 300に伝送するために、ONU加入者インタフェース608はD S0信号を加入者の家屋内の電話回線から受信する。HDT 300から受信した下流側N BSは、下流側NBSと上流側DS1信号を多重化し、図８を参照しながら説明するフレーム指示フォーマットを作成して、上流側フレームに挿入される。DS1U アライメント再び図２を見ると、RU 600が送る各々上流側DS0+信号はDS1U 400によって受信される。空ビットとループバックした第９ビット信号(NBS)がビットストリームから抽出される。ループバックしたNBSは第９ビット・フレーム指示器440に入力される。上流側信号の残りの193ビット（例えば、復帰したDS1信号）はフレーム指示器410に送られる。データ信号はフレーム指示器410を通り、このフレーム指示器410は、それが伝送フレーム同期信号を介して受信するアライメントに従って正しいDS1フレーム指示ビットを挿入する。フレーム指示器410から、信号はLD S 200に伝送される。適正なアライメントは、第９ビット・フレーム指示器440によって維持される。図６は第９ビット・フレーム指示器440の詳細なブロック図を示す。点線442は、アライメント・フレーム指示器と呼ぶ第９ビット・フレーム指示器の部分を表している。点線444で表す第９ビット・フレーム指示器の部分は走査フレーム指示器と呼ばれる。アライメント・フレーム指示器442の目的は、被選択DS0+のNBS をモニタすることにある。走査フレーム指示器444は、チャネルごとに１０ミリ秒の間隔で、チャネルの全てを順次走査して、チャネル番号をチャネル・レジスタ472にロードする。ここでアライメント・フレーム指示器442の動作について説明する。チャネル・カウント462は、９ビット同期信号（NBSタイムスロットごとに生じる）とフレーム同期信号（各々フレームの開始位置で生じる）に基づいて、今のチャネル番号が使用できる時を表す信号を生成するカウンターである。フレーム同期信号はチャネル・カウンター462をフレームごとにリセットし、チャネル・カウンター462は、９ビット同期信号が受信されるたびに増加される。チャネル・カウント462の値は、チャネル・レジスタ460のチャネル値と比較される。システム制御装置402（図１と２に示す）で実行するソフトウェアは、アライメント・フレーム指示器442がモニタするチャネル番号を制御して、適切なチャネル番号をチャネル・レジスタ460にロードする。この比較の結果を用いて、上流側（ループバックした）NBSを直並列シフト・レジスタ464にクロックする。シフト・レジスタ464の出力で、組み合わせロジック466は、ロジック１を、その入力がパターン01110（NBSパターンの開始位置）である時に出力して、muxロジック468に、システム制御装置402によってチャネル・レジスタ460にロードされていた特定のチャネルのパターンの開始位置が識別されたこを知らせる。これは、ステート・マシン450が（次に説明するように）ステート０であることを意味している。ステート１〜３で、上流側の局部的NB Sは、次に説明するように、比較されてMux 468に入力される。 Muxロジック468とステート・マシン450は、局部的NBS生成器465のアライメントと受信した上流側のNBSを調べて維持する。ステート・マシン450の出力はN-OO F信号である（フレーム外の第９ビット）。N-OOFは、走査フレーム指示器444からの割込み(INT)信号をディスエーブルにするので、アライメント・フレーム指示器442がアライメントから外れる時に、システム制御装置402は必ずしも走査フレーム指示器によって中断されない。図７は、アライメント・フレーム指示器442のステート・マシン450の状態図を示す。COMPは、局部的生成NBSと受信した上流側NBSの適正な一致が生じたことを表している。(COMP)は、これらの信号が一致していなかったことを表している。 PATTERN（パターン）は、被受信NBSパターンの開始位置が識別されたことを表している。ステート０-これは、第１のN-OOFステートであり、アライメント・フレーム指示器442が被選択チャネルのNBSの開始位置を決定できなかったことを表している。この状態の時に、局部的NBS生成器465は、その前の段階のアライメントで実行できるので、被選択チャネルの被受信NBSと比較されない。アライメント・フレーム指示器442が被受信チャネルのNBSの開始位置を決めると（NBSの開始位置で独自のパターンを調べる組み合わせロジック466から）、ステート０を出て、ステート１になる。局部的NBS生成器420の段階が再びアライメントされるのは、この移行の間だけである。これは、局部的NBS段階が再びアライメントされるので、局部的NBS生成器465が全ての他の時に中断されずに実行できて、走査フレーム指示器444の動作の乱れを最小限にする時だけである。ステート０の間に、N-OOF はハイにドライブされて、システム制御装置402を中断し、フレーム指示器410に対する伝送フレーム同期信号をディスェーブルにする。ステート１-これは、第２のN-OOFステートであり、アライメント・フレーム指示器442が被選択チャネルのNBSの開始位置を決めて、局部的NBSと被選択チャネルの被受信NBSとの適正な一致を、比較ウィンドウで、待機していることを表している。前述のように、この状態になると、局部的NBS段階が再びアライメントされ、ステート１が、ここで、局部的NBS生成器と被選択チャネルの被受信NBSを比較する。アライメント・フレーム指示器442が、それが、比較ウィンドウで、局部的NBSと被選択チャネルの被受信NBSの適正な一致によって、適正なNBS段階アライメントを位置決めしたことを検証すると、ステート１を出て、ステート２になる。比較ウィンドウで局部的NBSと被選択チャネルの被受信N BSが一致しない場合、ステート０に再びなる。このように、短い（１マルチフレーム内）エラー・バーストは偽りのフレーム指示を導かない。ステート１の時に、N-OOFはまだハイにドライブされているので、伝送フレーム同期信号はまだフレーム指示器410に対してディスエーブルにされている。ステート２-これは、第１のインフレーム・ステートであり、アライメント・フレーム指示器442が被選択チャネルの被受信NBSに正しくアライメントしたことを表している。この状態の間、アライメント・フレーム指示器442は、被受信NBS と局部的NBSとの比較を、比較ウィンドウで続ける。比較ウィンドウで、２つが一致しない場合、ステート２を出て、ステート３になる。ステート２の時に、N- OOFラインがローにドライブされて、フレーム指示器410に対する伝送フレーム同期信号をイネーブルにして、ソフトウェアがN-OOF割込み条件をクリアすることをイネーブルにする。ステート３-これは、第２のインフレーム・ステートであり、アライメント・フレーム指示器442が、被受信NBSと局部的NBSとの比較中にエラーを、比較ウィンドウで検出したことを表している。次の比較ウィンドウで、局部的NBSと被選択チャネルの被受信NBSがまだ一致しない場合、ステート３を出て、ステート０になる。次の比較ウィンドウで、局部的NBSと被選択チャネルの被受信NBSが一致する場合、ステート３を出て、ステート２に再びなる。このように、短い（１マルチフレーム内）エラー・バーストは N-OOFにならずに可能になる。ステート３の時に、N-OOFラインがまだローにドライブされているので、フレーム指示器410に対する伝送フレーム同期信号をイネーブルにする。局部的NBS段階が、ステート１からステート２の移行中でなく、ステート０からステート１の移行中に、再びアライメントされる理由を理解することが重要である。アライメント・フレーム指示器442がステート０の時に、被選択チャネルの被受信NBSの開始位置を決めて、ステート１に進むので、被選択チャネルの被受信NBSパターンの開始位置を再び調べる時をアライメント・フレーム指示器442 に知らせる更なるフレーム・カウンターが存在しなければならない。被選択チャネルの被受信NBSの開始位置を最初に検出した後に、局部的NBS生成器465を再びアライメントすると（ステート０からステート１への移行中に）、局部的NBS生成器465が比較のために使用できて、カウンターが除去できる。これは、高エラー率の条件で、局部的NBS生成器の段階が、ステート０からステート１に及び再び戻るステート・マシンの移行として、定常的に再びアライメントされることを意味している。しかし、この条件の間に、N-OOFは再びロジック・ハイになり、ソフトウェアは走査フレーム指示器444からの全ての割込みを無視する。アライメント・フレーム指示器442が被選択チャネルのNBSに対してフレーム指示すると、それは、引き続き、このフレーム指示アライメントをフレーム指示器 410（図に示す）に対して伝送フレーム同期信号を介して強制的に行う。フレーム指示器アライメントは、フレーム指示アライメントを補給するために、各々完全なNBSパターン（すなわち、SFに対して１２フレームごとに、ESFに対して２４フレームごとに）の後で再び行われる。走査フレーム指示器444は、順に続けて、全てのDS0+のNBSをモニタする。順に各々DS0+をモニタして、各々チャネルがアライメント・フレーム指示器442と同じNBSアライメントを共用するかどうか決定するのは、ハードウェア・スキャナである。それが、チャネルが非供給状態にある（全てのゼロを搬送する）またはアライメント・フレーム指示器442とアライメントする有効NBSを有していると決定すると、走査フレーム指示器444は、そのチャネル番号をソフトウェアに有効チャネルとして出力して、次のチャネルをモニタする。ここで走査フレーム指示器444の動作について詳細に説明する。１０ミリ秒タイマー470は、チャネル番号１〜２４を１０ミリ秒間隔でカウントする、チャネル・カウンター472をドライブする。受信チャネル・カウンター474はアライメント・フレーム指示器のチャネル・カウンター462と同様に作動する、すなわち、フレーム同期信号は受信チャネル・カウンター474をフレームごとにリセットし、９ビット同期信号は各々NBSタイムスロットに対してカウントを増加する。チャネル・カウント472と受信チャネル・カウント474が一致する時に、カウンター476がイネーブルになる。カウンター476は、上流側NBSと局部的生成NBSが等しくない場合、すなわち、いま問題のチャネル番号が局部的生成NBSとマッチしない時に、増加される。３つ以上のエラーが生じると、特定のチャネルがエラーになり、走査フレーム指示器が割込み(INT)を生成し、対応するチャネル番号がマイクロプロセッサに送られる。割込み(INT)信号はクロックに戻り、１０ミリ秒タイマーにチャネル・カウントを凍結させるので、エラーのチャネルが識別できる。システム制御装置402で実行するソフトウェアが割込みを実施した後に、走査フレーム指示器444は、各々チャネルを、チャネルごとに１０ミリ秒間隔で、全てのチャネルが走査されるまでモニタし、今の上流側NBSと局部的生成NBSを比較し、チャネルが段階から外れる場合に割込みを生成し、適切なチャネル番号を出力して、走査プロセスを続ける。それは、最初からやり直して、全てのチャネルを再び走査する。好まれる実施例では、各々チャネルの完全な走査に約１０ミリ秒かかる。従って、フレーム全体の完全な走査に約２４０ミリ秒かかる（チャネルごとに１０ミリ秒×２４チャネル）。与えられたチャネルがエラー状態を保つ時に、それは割込みを走査ごとに行う。従って、各々チャネルがエラー状態の時に、例えば、割込みは約１０ミリ秒間隔で生成される。割込みが全ての被供給チャネルの完全な走査後に生成しない場合、上流側信号の被供給チャネルの全てが同じアライメントを共用する。割込みが生じると、付随するチャネル番号がシステム制御装置402によってマップされる。全てのチャネルの走査後に、割込みマップが、被供給チャネルのマップと比較される。アライメントフレーム指示器が被供給チャネルの殆どアライメントしない場合、アライメント・フレーム指示器がアライメントする別のチャネル番号が、システム制御装置402で実行する制御ソフトウェアによって選択されて、アライメント・フレーム指示器442のチャネル・レジスタ460にロードされる。走査フレーム指示器444は、アライメント・フレーム指示器442による出力としてのN-OOF信号がローになるまで有効な結果を与えない（アライメント・フレーム指示器がソフトウェア選択チャネルにアライメントされたことを意味する）。走査フレーム指示器444からの割込みは、好まれる実施例ではマスクできる。これは、望ましくない割込みを禁止する、初期設定手順の部分である。特殊なハードウェアとソフトウェアの構成と状態図が図示され本発明の好まれる実施例を参照しながら説明されてきたが、当業者は、同じ目的を達成するために計算した多種多様なソフトウェアまたはファームウェアが図示し説明した特殊な実施例のために構成できることを認めると思われる。従って、従来のサブルーチンと決定と制御のフローについて説明してきたが、当業者は、多種多様な別の制御フローと、割込み駆動ルーチンと、外部制御メカニズムと、ソフトウェア制御と逆のハードウェア制御の使用の代用が、本発明の精神と範囲を逸脱せずに使用できることを容易に認めると思われる。通信技術に経験のある人は、本発明が多種多様な実施例において実現できることを容易に認めると思われる。従って、ここで説明した本発明の好まれる実施例に対する数多くの変更が本発明の範囲と精神を逸脱せずに可能なことを、当業者は容易に認めると思われる。ここで説明した好まれる実施例を実現するために用いた特殊な条件は、限定することを意図しておらず、別の実施態様にも容易に適用できる。例えば、本発明の制御構造は、マイクロプロセス・ベース構成とロジック機能を用いて普通は実施される。当業者は、この明細書と図面を読んで理解すると、本発明の制御構造は、外部コンピュータ制御、RAMマイクロコード制御、PLAまたはPA Lロジック構造、他のタイプのハードウェアまたはソフトウェア制御ステート・マシンの使用を含めて、多種多様な方式で実現できることを容易に理解すると思われる。通信技術に詳しい人は、このような変更は本発明の精神から外れていないことを容易に認めると思われる。従って、この出願は、その任意の改作または変形を対象にすることを意図していることを理解すべきである。従って、本発明は、その特許請求の範囲と同等物だけによって限定されることを明確に意図している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者エルパーズ，マークディー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55330，エルクリバー，トゥーハンドレッドフィフスアベニュノースウエスト 16303

Claims

【特許請求の範囲】１．通常の電話網と受動分配網を含んでいる通信システムにおいて、通常の電話網はフレームから成る信号フォーマットを採用し、各々フレームはグループのｎビット・チャネル・サンプルとフレーム指示ビットから成り、各々フレーム指示ビットは、連続するフレームのフレーム指示ビットがマルチフレームとアライメント情報を形成するように、付随する位置と状態を有しており、受動分配網はヘッド・エンドと複数のリモート・エンドを接続し、受動分配網は被変更フレームから成る被変更信号フォーマットを採用しており、各々被変更フレームはフレーム指示ビットを含んでおらず、マルチフレームとアライメント情報をヘッド・エンドとリモート・エンドの間で伝送する前記のシステムは、フレームを通常の電話網から受信するように接続されたヘッド・エンドに入力回路と、被受信フレームのフレーム指示ビットの位置と状態を決定して、マルチフレームとアライメント情報を被受信フレームのために決定するように適応される、フレーム指示ビット・モニタ回路と、フレーム指示ビット・モニタ回路の制御のもとで、フレーム指示ビットの位置と状態から制御されるアライメントにおいて、予め選択されたパターンが加えられている、シーケンスのビットを出力するように適応される、被追加ビット生成器であって、予め選択されたパターンはそこに符号化されているマルチフレームとアライメント情報を有している、前記の被追加ビット生成器と、フレームとシーケンスのビットを受信するように接続され、被変更フレームから成る出力信号を有している、マルチプレクサであって、各々被変更フレームはグループの被変更チャネル・サンプルから成り、各々被変更チャネル・サンプルはそこに加えられた前記のシーケンスのビットの少なくとも１つのビットを有するｎビット・チャネルから成る、前記のマルチプレクサを備えているシステム。２．リモート・エンドは、被変更チャネル・サンプルを受信し、追加ビットを受信してモニタし、追加ビット・パターンを位置決めしてマルチフレーム指示とアライメント情報を得るために、接続された手段を更に含んでいる、請求の範囲第１項に記載の装置。３．予め選択されたパターンを有する被受信追加ビットを、リモート・エンドからヘッド・エンドに上流側データ・パス上でループバックする手段をリモート・エンドで更に含んでいる、請求の範囲第２項に記載のシステム。４．ループバックされた追加ビットを上流側データ・パスのリモート・エンドから受信し、パターンをモニタして下流側と上流側のデータ・パスの完全性を保証する手段をヘッド・エンドで更に含んでいる、請求の範囲第３項に記載のシステム。５．被追加ビットの一部が帯域外送信に用いられる請求の範囲第１項に記載のシステム。６．被追加ビットがデータ・リンクとして用いられる請求の範囲第１項に記載のシステム。７．前記の第１のエンドは、出力する通信信号を上流側信号に、追加ビット上にパターン化された識別可能なデータ・シーケンスのアライメントに基づいて、アライメントするフレーム指示手段であって、前記の通信信号は複数の多重化ｎビット・チャネルと少なくとも１つのフレーム指示ビットから成る信号フォーマットを採用している、前記のフレーム指示手段を更に含んでいる、請求の範囲第１項に記載のシステム。８．前記のフレーム指示手段は、更に、識別可能なデータ・シーケンスがパターン化してある、ローカル・ビット・シーケンスを生成する、局部的生成手段と、上流側信号と局部的生成ビット・シーケンスを受信し、局部的生成ビット・シーケンスのデータ・シーケンスを上流側信号のデータ・シーケンスとアライメントするように接続された、アライメント手段と、局部的生成ビット・シーケンスを受信するために接続されアライメント手段に接続されており、上流側信号のチャネルの全てを走査して、所定の数のチャネルがアライメント手段と同じアライメントであるかどうか決定し、および所定の数より少ないチャネルがアライメント・フレーム指示器と同じアライメントである場合に、アライメント・フレーム指示器が異なるチャネルにアライメントするように、新しいチャネル番号をアライメント手段にロードする、走査手段を含んでいる、請求の範囲第７項に記載のシステム。９．マルチフレームとアライメント情報をチャネル化通信システムで伝送する送信システムであって、通信システムはグループのフレームから成る信号フォーマットを採用する通信信号を出力する中心オフィスを含んでおり、各々フレームは複数のチャネル・サンプルとフレーム指示ビットから成り、各々フレーム指示ビットは、連続するフレームのフレーム指示ビットが送信情報を形成するように、付随する位置と状態を有しており、システムは、複数のリモート・エンドに接続されたヘッド・エンドを更に含んでおり、ヘッド・エンドに、グループのフレームを中心オフィスから受信し、フレーム指示ビットをモニタする手段と、フレーム指示ビットの位置と状態に対応し、追加ビットを被受信フレームの各々チャネル・サンプルに対して生成する、ビット生成手段であって、追加ビットは、送信情報が符号化されている予め選択されたパターンを形成するように選択される、前記のビット生成手段と、追加ビットをチャネル・サンプルに加え、フレーム指示ビットを抽出し、そこから複数の被変更チャネル・サンプルを生成する、手段と、被変更チャネルをそれらの各々適切なリモート・エンドに送る、ルート指示手段を備えている、前記の送信システム。 10．チャネル化通信システムにおいてヘッド・ユニットと複数の受信装置の間で送信する方法であって、（a）少なくとも１つのビットを各々チャネルに加え、被追加ビット信号であって、複数のパターン化された識別可能なデータ・シーケンスの１つを有する、前記の被追加ビット信号を生成し、（b）被追加ビット信号を受信装置に伝送し、（c）識別可能なデータ・シーケンスをリモート・ユニットで解読して、フレーム指示情報を位置決めするステップを備えている方法。 11．送信情報を、複数のフレームから成る信号フォーマットを採用する通信信号を出力する中心オフィスから成る通信システムにおいて伝える方法であって、各々フレームは複数のチャネル・サンプルとフレーム指示ビットから成り、各々フレーム指示ビットは、連続するフレームのフレーム指示ビットが符号化された送信情報を有するように、付随する位置と状態を有しており、通信システムは、ヘッド・エンドと複数のリモート・エンドから更に成り、（a）グループのフレームをヘッド・エンドにおいて中心オフィスから受信し、（b）シリーズのビットを、複数の送信パターンであって、符号化された送信情報を有する前記の複数の送信パターンの中の１つで生成し、（c）グループのフレームの被受信フレーム指示ビットの位置と状態をモニタし、（d）フレーム指示ビットの位置と状態に従って、シリーズのビットの少なくとも１つのビットを各々チャネル・サンプルに順に加えて、被変更チャネル・サンプルを作成し、（e）フレーム指示ビットをフレームから抽出し、（f）被変更チャネル・サンプルの各々をヘッド・エンドから各々のリモート・エンドに対してルート指示し、（g）被変更チャネル・サンプルをリモート・エンドで受信し、（h）送信パターンをリモート・エンドでモニタして、送信情報を位置決めするステップを備えている方法。 12．（i）被追加ビットをヘッド・エンドにループバックし、（j）ループバックされたビットの送信パターンをヘッド・エンドでモニタして、出力して復帰するデータ・パスの完全性を保証し、および上流側のマルチフレームとアライメント情報を位置決めする、ステップを更に含んでいる、請求の範囲第11項に記載の方法。 13．被追加ビットの送信パスのアライメントが入力フレームのフレーム指示ビットのアライメントによって制御される、請求の範囲第11項に記載の方法。 14．（k）出力信号を上流側信号に、追加ビット上に加えられた送信パターンのアライメントに基づいてアライメントする、ステップを更に含んでいる、請求の範囲第12項に記載の方法。 15．アライメント・ステップ(k)が、更に、 (k1)チャネル番号をロードし、 (k2)そのチャネル番号の上流側信号の送信パターンの開始位置を決定し、 (k3)そのチャネル番号の上流側信号の送信パターンのアライメントと、同じ送信パターンが加えられている局部的生成ビット・シーケンスのアライメントを比較し、 (k4)局部的生成ビット・シーケンスと上流側信号の送信パターンがアライメントしない場合に局部的生成ビット・シーケンスの送信パターンを再びアライメントし、それらがアライメントしない限り比較(k3)と再アライメント(k4)のステップを繰り返し、 (k5)局部的生成ビット・シーケンスと上流側信号の送信パターンがアライメントしたら、アライメント出力信号をイネーブルにし、 (k6)次のチャネル番号をロードし、 (k7)チャネルの全てがアライメントするまでステップ(k2)〜(k6)を繰り返す、ステップを含んでいる、請求の範囲第14項に記載の方法。 16．追加ビットの一部を帯域外送信のために使用するステップを更に含んでいる請求の範囲第11項に記載の方法。 17．追加ビットを用いてデータ・リンクを提供するステップを更に含んでいる、請求の範囲第11項に記載の方法。