SE468734B - Saett att i ramar packa kontinuerlig datainformation tillsammans med data i paketform och anvaendning av saett vid dataoeverfoering paa transmissionssystem - Google Patents

Description

468 ?3i 2 att i informationsfält med många ettor, måste nollor stoppas in i var femte position. Metoden fungerar utmärkt i ett nät avsett för paketinformation. I ett system som överför information kontinuerligt och som har stora krav på informationstäthet är emellertid en informationsberoende redundans som dessutom kan vara uppemot 20 % ofta helt oacceptabel. (2) Ethernet och IEEE 802.3, Iso ssoz/3 är en form av LAN som utnyttjar ett CSMA/CD protokoll för att ge användarna tillgång till transmissionsmediet. Transmissionsmediet kan anta minst fyra tillstånd "l", "O" samt "ledigt" och "kollision". Om denna information skall överföras tillsammans med ett kontinuerligt dataflöde innebär det att fyra tillstånd krävs. Detta är en alltför komplicerat metod och kräver högre bandbredd, alterna- tivt större lagringskapacitet. Även i detta fall krävs alltså en enklare och mer effektiv metod. (3) Token-Ring eller IEEE 802.5, ISO 8802/5 använder en "token-passing" metod för att gör det möjligt att överföra information mellan nätverksnoderna. Informationen manchesterko- das och paketstart respektive paketslut skiljs ut genom brott mot manchesterkodnings-principen “violation 1" respektive “violation 0". På transmissionsmediet finns alltså symbolerna “1", "0", “violation 1" samt “violation 0". På samma sätt som i fallet (2) kräver metoden större bandbredd och lagringsutrymme än vad som är önskvärt.

Redogörelse för uppfinningen.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att packa kontinuerlig datainformation tillsammans med data i paketform i ett system med så höga krav på informationstäthet att metoder av ovan angivet slag, som används i LAN-nät, ej är acceptabla.

Detta syfte har uppnåtts genom att enligt uppfinningen, vid ett sätt av inledningsvis definierat slag, lägena för de båda nämnda typerna av fält är förutbestämda, och att belägenheten för ett paket och/eller tomrum mellan paketdata, från ett paket- nät anges med pekare, vilkas storlek och typ bestäms av egen- skaper hos paketnätet.

Genom sättet enligt uppfinningen packas all kontinuerlig och (fx CO ~<| LN -Fb- à paketformad information samman på ett enkelt realiserbart sätt.

Mängden redundant information kan minimeras om egenskaperna hos källan för paketformad information är kända.

Figurbeskrivning.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare nedan med hänvisning till utföringsexempel, som framgår av ritningarna.

På ritningarna visar därvid fig. 1-5 exempel på ramar, i vilka kontinuerlig datainforma- tion och data i paketform packats samman, samt fig. 6a och 6b i blockschemaform sändardelen resp. mottagar- delen av utrustning för att enligt uppfinningen packa data från en källa för kontinuerlig datainformation tillsammans med data från en källa för paketinformation, för överföring i ett tele- kommunikationsnät.

Föredraqna utföringsformer.

Enligt uppfinningen packas data från kontinuerliga och diskontinuerliga källor i ramar med bestämda positioner för fält för kontinuerlig information respektive paketfält för paket- information, Dessa~fält kan företrädesvis vara blandade med varandra över hela ramen, och har i figurerna 1-5 betecknats med KF resp. PF. Ramsynkronisering utformas på traditionellt sätt, dvs som en kompromiss mellan detekteringssnabbhet, minsta möjli- ga redundans samt med hänsyn till egenjitter etc. Allt kontinu- erligt data läggs in i de därför bestämda fälten i ramen till- sammans med ramflaggor, eventuell taktanpassning samt övrig styrinformation. Paketdata, betecknade DP i fig. 1-5, läggs in i paketfälten PF som reserverats i den fasta ramen. Början och/el- ler slut på informationspaket, alternativt tomrum mellan sådana, från ett paketnät markeras med pekare, som fortsättningsvis be- tecknas D, R beroende på typ och användningssätt. Dessa pekare kommer att utnyttja ett antal n bitar, som bestäms av egenskaper hos källan. Ett fält (1 bit), fortsättningsvis betecknat A, kan utnyttjas för att ge information om paketfält i en viss position bär information eller är tomt. Detta upplöser osäkerheten vid uppstart och kan därefter fungera som en kontroll i mottagaren.

Ja.

Ch CC r; 7_ ,z / u -: 4 Frekvensen av fältet A bestäms av önskad inlåsningstid för paketdata samt överföringssäkerhet på kanalen.

Vid dimensionering av pekaren, D eller R, skall hänsyn tas till paketdatas bitantal för varje kvantisering, och minsta antal bitar n hos ett paket resp. uppehåll mellan paketen.

Antalet bitar n kan närmare bestämt beräknas enligt: n = log (M/Nwlcq <2) där M antalet bitar i det minsta av det kortaste paketet eller det kortaste mellanrummet mellan paket.

N mellanrum. antalet bitar för varje kvantisering hos paketdata resp.

Om exempelvis data från ett ETHERNET LAN-nät blandas med en 8 Mbit/s PCM-ström, kommer den resulterande kompositramen att kräva ca: 10 Mbit/s (Ethernet) + 8448 kbit/s (PCM) + ramsynkro- nisering + ev feldetektering etc.

Man kan nu utnyttja det faktum att Ethernet-informationen alltid är kvantiserad i 8 bitar (1 Byte) samt att minsta paket- längd är 64 Byte. Antag att mellanrummet mellan paket alltid är större än 64 Byte, samt även det kvantiserat i 8 bitar. Pekar- fältet D pekar i detta fall ut var nästa övergång data/tomrum och tomrum/data finns med en upplösning av 8 bitar. paket- Minsta /tomrumslängd är 64 Byte vilket samtidigt ger det största antalet paketbitar 512 mellan två D- eller R-fält. Med använd- ning av den ovan angivna formeln blir alltså n i detta fall 6 bitar. I kompositramen kan det naturligtvis finnas flera bitar mellan D- resp. R-fälten men dessa är i så fall PCM-, ramlås-, feldetekteringsbitar eller annan styrinformation.

I fig. 1 visas som första exempel ett parti av en enligt uppfinningen framställd ram. Partiet i fråga innehåller enligt ovan fält KF1 - KF5 reserverade för kontinuerlig information, och paketfält PFl, PF2, PF3 reserverade för data från paketnät, liksom pekarfält D1 och D2. Fälten PF kan innehålla data och eller tomrum.

I det visade rampartiet ingår en del av ett datapaket DP1 från ett paketnät, t.ex det ovannämnda LAN-nätet, liksom en del av ett annat datapaket DP2 från samma eller ett annat paketnät.

Slutet av paketet DP1 pekas ut av pekaren Dl och början av nästa paket DP2 av pekaren D2. Paketet DP1 börjar i ett ej synligt 468 734 à paketfält och fortsätter i eventuella mellanliggande, ej heller synliga paketfält, innan det når och slutar i PF1. Mellan dessa uppträder KF-fält, t.ex. KF1-KF3. Paketet DP2 börjar som synes i PF3 och fortsätter i ett eller flera ej synliga paketfält mellan vilka KF-fält kan vara belägna, t.ex.KF7. Såsom torde framgått av ovanstående är den senare delen av fältet PF1, fältet PF2, samt början av fältet PF3 tomma.

Fältet A utnyttjas i fig. 1 för att ge information om paket- fältets PF1 början bär information eller är tom.

I figur 2 åskådliggörs en utföringsform, som utgår från att i paketnätet den kortaste tomrumsperioden är mycket kortare än minsta paketet eller tvärtom, eller alternativt att någon av längderna är okänd. D-fältets antal bitar och avstånd mellan D dimensioneras för den större av dessa längder. D-fältet dubble- ras, varigenom även mycket korta fält kan pekas ut. A-fältet kan slopas genom att det ena D-fältet alltid pekar ut paketstarter och det andra alltid pekar ut paketslut. Följaktligen pekar D1 ut slutet på paketet DP1, D2 början av paketet DP2, D3 slutet på DP2, samt D4 början av paketet DP3.

Utföringsformen enligt figur 3 utgår från att man känner den maximala paketlängden, att frekvensen av paket är låg, samt att man kan tolerera att paketen fördröjes. Man kan då låta start av paket, t.ex. DP1, DP2, sammanfalla med start av paketfält, t.ex.

PF1 resp. PF2, samt låta D-pekaren, t.ex D1, D2, peka ut slutet av paket, t.ex. DP1 resp. DP2. Någon A-pekare behövs ej i detta fall. Alternativt kan man låta början av paket sammanfalla med slut av paketfält och använda pekaren för att markera paketets början.

I figur 4 visas det fall att det maximala tomrummet i ett paketfält är mindre än ett visst värde p, samt det minsta pake- tet alltid är större än ett visst värde q. Avståndet mellan D- fälten dimensioneras efter q, och D pekar endast ut start av tomrumsfält. En pekare R införs och konstrueras så att den alltid pekar ut nästa paketstart. Eftersom det största tomrums- fältet är känt kan R dimensioneras efter detta. Något A-fält krävs ej. Metoden fungerar lika bra för omvändningen dvs att det maximala paketet är mindre än p och den minsta tomrumsperioden är större än q. D används för att markera början på ett paket och R används för att markera början på nästa tomrum, varvid - !“>- CP» W / ¿É 6 CC) (J-l avståndet mellan D-pekare dimensioneras efter det minsta tom- rummets längd, och R dimensioneras efter det största paketets storlek.

Om både tomrums- och datafälten i paketfält är mindre än ett visst värde p resp q kan bägge fälten förses med pekare R1 resp.

R2, jfr figur 5. Dessa dimensioneras efter p respektive q och pekar ut start av nästa tomrum resp. paket. Systemet komplet- teras med en D- och eventuellt en A-pekare för att kunna starta detekteringen i mottagaren. A kan därvid användas för att peka ut om första bit är data eller tomrum. Alternativt kan A slopas och D peka ut första tomrum/data-övergång.

För samtliga fall gäller att A,R och D fälten kan kastas om eller distribueras över ramen. A och D kan i vissa fall slopas vid kontinuerlig drift och endast användas vid uppstart. En trolig komplettering för de transmissionsmedier som är utsatta för bitfel är att någon eller alla fält (A, R och D) säkras med hjälp av felrättande alt. felupptäckande koder. Vidare kan funk- tionen hos A och D kombineras, alternativt infogas i andra delar av ramen.

Med hänvisning till figur 6a och 6b skall nu en närmare beskrivning ske av sändardelen resp. mottagardelen av utrustning för att enligt uppfinningen packa data från en källa för konti- nuerlig datainformation tillsammans med data från en källa för paketinformation, för överföring i ett telekommunikationsnät.

Till en i sändardelen ingående dataväljare CFG (Composite Frame Generator) inkommer två dataflöden CDF (Continous Data Flow) och PDF (Packet Data Flow), det ena av kontinuerlig typ och det andra av paketdatatyp, för att sammansättas på nedan närmare angivet sätt till ett sammansatt dataföde CD (Composite Data) Dataflödet av kontinuerlig typ inläses närmare bestämt först med en viss takt i ett minne CDM (Continous Data Memory) av fifo-typ, från vilket det utläses med högre takt av CFG.

Paketdataflödet inkommer först till en funktion PFA (Packet Frame Aligner), som har ramlåsningsfunktion för att detektera start och slut på paket, och i vissa fall, beroende på typen av paketnät, omvandlar flödet för att minimera redundans och ta bort speciella tecken.

Från PFA inkommer paketdata till en funktion PDMT (Packet i? 453 734 7 Data Memory Transmitter), som läser in data i ett minne och genererar paketinformation avseende storlek hos paket/tomrum mellan paket. CFG läser sedan data med en takt förutbestämd för ett av densamma genererat sammansatt dataflöde CD (Composite Data). Paketinformationen tillföres en pekargenerator PG (Pointer Generator), som med ledning av storleken hos paket/tom- rum mellan paket genererar lämpliga pekarvärden A, D, R.

Förutom att sätta samman de från CDM och PDMT erhållna data till CD-flödet, genererar CFG ramlåsningsord, feldetekterings-/ korrektionsfält, eventuell taktanpassning för det kontinuerliga dataflödet.

I mottagaren inkommer CD-flödet till en funktion CFA (Composite Frame Aligner), som synkroniserar till CD genom att detektera ramlåsningsord. Därefter distribuerar CFA kontinuerli- ga data till en funktion CDR (Continous Data Recovery) för återvinning av CDF, pekare (A, R, D) till en pekarbestämnings- funktion PE (Pointer Evaluation), samt paketdata till ett paket- dataminne PDMR (Packet Data Memory Receiver).

CDR återställer takt och nivåer på det kontinuerliga dataflö det.

PE avgör start, stopp av paket/tomrum samt initierar datain- läsning i PDMR.

PDMR läser in mottagna paket från CFA i minne med ledning av PE, och utmatar i lämplig takt och tid till en funktion PFG (Packet Frame Generation), som anpassar mottaget paketdata till det protokoll och de nivåer, som paketnätet kräver, med andra ord regenererar PDF.

Allmänt är uppfinningens användningsområden transmissions- system typ kabel, fiber, radio (hög/lågfrekvent), optiska system etc samt lagringsmedier typ halvledarminnen, optiska-, magnetis- ka- och andra typer av minnen. Metoden är användbar i alla system där ett kontinuerligt dataflöde blandas med ett paket- format.

Claims (10)

C3"\ C?:> Yšfi Patentkrav.

1. Sätt att i ramar packa data från källor för kontinuerlig datainformation tillsammans med data från källor för paketin- formation, varvid den kontinuerliga datainformationen och pake- tinformationen läggs in i fält (KF) för kontinuerliga data resp. paketfält (PF) för paketdata i varje ram, kännetecknat av att lägena för de båda nämnda typerna av fält är förutbestämda, och att belägenheten för ett paket (DP), och/eller tomrum mellan paketdata, från ett paketnät anges med pekare (D,A,R), vilkas storlek och typ bestäms av egenskaper hos paketnätet.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att de första och andra fälten (P,K) är blandade med varandra över hela ramen.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att nämnda egenskaper är paketdatas bitantal för varje kvantisering, och minsta antal bitar hos ett paket resp. uppehåll mellan paketen.

4. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en pekare (D) föregår varje övergång packet/tomrum och tom- (fig. 1).

5. Sätt enligt något av krav 1-3, kännetecknat av att tvâ pekare (D) användes före varje paket för att peka ut början/slut resp. slut/början av två på varandra följande paket. (fig. 2)

6. Sätt enligt något av krav 1-3, kännetecknat av att början av paket sammanfaller med början eller slut av paketfält (PF) och pekaren (D) används för att markera paketets slut resp. (fig. 3).

7. Sätt enligt något av krav 1-3, kännetecknat av att en första typ av pekare (D), används för att markera början på ett tomrum eller paket och en andra typ av pekare (R) används för rum/packet. början. att markera början på nästa paket resp. tomrum, varvid avståndet mellan pekare av den första typen dimensioneras efter det minsta paketets resp. tomrummets längd, och pekare av den andra typen dimensioneras efter det största tomrummets resp. paketets stor- lek. (fig. 4).

8. Sätt enligt något av krav 1-3, kännetecknat av att tomrum och paket förses med varsin pekare (R1,R2) för att peka ut resp. början, vilka pekare är dimensionerade efter största tomrum resp största datainnehåll i ett paketfält, varvid en ytterligare pekare (A) används för att peka ut om första bit är data eller tomrum, alternativt en annan ytterligare pekare används för att *s 458 734 9 peka ut först övergång tomrum/data. (fig. 5).

9. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en pekare (A) används för att ge information om ett paketfält (PF) i en viss position bär information eller är tomt.

10. Användning av sätt enligt något av föregående krav vid dataöverföring på transmissionssystem typ kabel, fiber, radio (hög/lågfrekvent), optiska system etc, samt för lagring på lagringsmedier typ halvledarminnen, optiska-, magnetiska- och andra typer av minnen.