SE511819C2 - Förfarande och anordning för paketering av dataströmmar - Google Patents

Description

20 25 511819 2 Transpoitering av en 64 kbit/s krets genom att använda AALl kan huvudsakligen göras på två sätt. Ett sätt är att helt fylla ATM-cellens nyttolast, d v s informations- fältet, vanligtvis på 47 oktetter (48 oktetter för informationsfältet - 1 oktett för AALl-inledningen (eng. header)) med PCM-sampel, vilket resulterar i en ATM-paketeringsfördröjning av 47 * 125 us, d v s 5875 ms. Den extra inledningen adderad av de fem oktettemas ATM-cellinledning och l oktett AALl-paketiriledningen uppgår grovt uppskattat till 13% av den nominella bithas- tigheten på 64 kbit/s. Det andra sättet är att bara delvis fylla ATM-cellens nyttolast med PCM-sampel före man sänder den och således reducera ATM-cellpaketeringsfördröjningen, men betala genom ökad inledning. T ex genom att bara fylla cellen till en sjättedel, d v s med omkring 8 PCM-sampel kan fördröj- ningen reduceras till ca l ms. Det är viktigt att upprätthålla fördröjningen vid en låg nivå i alla delar av nätverket då fördröjningen i kombination med eko avsevärt kan skada talkvaliteten som erhålls.

Talsignaler kan också överföras i andra kodade fonnat än ovannämnda PCM-format.

Dessa kodfonnat som är en del av en talkodek kan vara i enlighet med t ex Global System for Mobile Telecommunication (GSM) standard, Adaptive Differential PCM (ADPCM) standard, Low Delay Code Excited Linear Prediction (LD-CELP) stan- dard eller Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction (CS- -ACELP) standard. En gemensam egenskap för alla dessa talkodekar är att dessa komprimerar talsignalerna enligt en komprimeringsalgoritm så att de ger kodad ta- linformation, d v s paket eller ramar med en resulterande bithastighet som är lägre än det vanliga 64 kbit/s PCM-baserade kodschemat. Resultatet är därför att när man använder AAL l, så ökar ATM-paketeringsfördröjningen och/eller inledning (om delvis fyllda celler används) grovt räknat med en faktor lika med komprimerings- graden. T ex skulle en 8 kbit/s CS-ACELP-kodad talsignal resultera i en ATM-paketeringsfördröjning med längden 47 ms. Detta kan som tidigare åtgärdas genom att delvis fylla cellen, med samma skalningsfaktor av 8 för resulterande 10 15 20 25 30 511 819 bandbreddsinledning. Dessutom har redan en del talkodekar baserade på GSM och CS- -ACELP en inbyggd algorilmfördröjning som är relativt stor som också skall adde- ras i ett totalt nätverksperspektiv.

De olika talkodekarna framställer paket med varierande hastighet och storlek som inte är kompatibla med ATM nyttolastlängden, vilket resulterar i utfyllnings- eller segmenteringsproblem. Med dessa talkodare är det också möjligt att ñltrera ut tysta perioder i talet och reducera eller stoppa utsändandet av taldata under dessa tysta perioder (nedan betecknat som avlägsnande av tystnad). Avlägsnande av tystnad re- sulterar i en variabel bithastighet som inte är lämplig för en konstant bithastig- hetstransporttjänst som CES baserad på AALI.

Ett nytt ATM-adapteringsskikt (AAL) för ändamålet att transportera paketerad låg- bithastighetsdata såsom paketerat tal, vilka data är realtidskritiska och med variabel hastighet och längd är på väg att bli standardiserade. Detta nya AAL-skikt betecknas AAL typ 2 (AAL2), vilket specificeras i ITU-T utgåva I.363.2, B-ISDN ATM- -Adaptation Layer Type 2 Specification, Seoul, februari 1997. AAL2 är utformat att åstadkomma stöd för applikationer som kräver liten fördröjning med acceptabel bandbreddseffektivitet och variabel paketstorlek. AAL2 är även asynkron. l AAL2 multiplexeras talsignaler från flera källor in i samma ATM-koppling. Detta görs genom att kapsla in användardata i AAL2-paket, vilka multiplexeras genom att använda AALZ-multiplexeringsfunktionen (AAL2 MUX) inbyggd i AAL2 Common Part Sublayer, in i en ATM-koppling, Reducerad fördröjning åstadkoms genom att anordna en kombinerad anv-timer (Timer_CU) i AAL2 som garanterar en maximal hålltid för användardata, eller AAL2-paket före utsändning av överför- ings-ATM-cellen. Den maximala paketeringsfördröjningen som införs av AAL2 ATM är sedan i stort sett lika med värdet av Tirner_CU. Kostnaden som måste be- talas är overhead i bandbredd om en ATM-cell inte är totalt fylld vid sändning. 10 15 20 25 30 511 819 4 I ett typiskt scenario där man använder AAL2 finns det n talkällor som multiplexe- ras av en AAL2 MUX in i samma ATM-koppling efter att ha behandlats av en koda- re med lämplig talkodningsalgoritm. Varje talkodare kan kombineras med en pakete- rare så att AAL2 MUXen presenteras med paket med en lämplig periodicitet. Tal- kodama kan också innefatta organ för avlägsnande av tystnad. Således efter be- handling anordnas AAL2 MUXen med paket med en variabel längd p och/eller pa- kethastighetf Ett typiskt lämpligt värde för Tnmegcu är l ms, vilket baseras på be- räkningar och simuleringar. Vanligtvis är Tfimegcu mycket mindre än paketperiodi- citeten t (= I/t) för de flesta kodare, även när de kombineras med paketeringsförfa- randen liknande dessa som beskrivits av ITU-TG.764, Voice Packetiza- tion-Packetized Voice Protocols, eller FRF.1 l, Voice over Frame Relay Implemen- tation Agreement, FR Forum. Resultatet är att det är en låg sannolikhet att anordna flera paket från olika talkällor i samma ATM-cell när antalet källor är få, t ex mind- re än 20. Den återstående delen av ATM-cellen, som inte är fylld med paket vid ut- gången av Timer_CU utfylls då. Emellertid förstör den resulterande utfyllnadsinled ningen vid få resurser i stor utsträckning fördelen med att ha använt kodare, med eller utan avlägsnande av tystnad. En situation där detta kan vara ett problem är när man utför PBX- -tmnkning PBX betecknar Private Branch Exchange och är väsentligen ett telefon- Växelsystem som betjänar ett antal telefoner inuti en byggnad.

Det föreligger således ett behov av en anordning och ett tillhörande system och ett förfarande för att mera effektivt transportera paketerad data från flera källor på ett paketorienterat transportmediurn och särskilt när det bara är några få källor.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Uppfinningen åstadkoms enligt ett förfarande enligt krav 1-6, en motsvarande an- ordning enligt krav 7-17 och motsvarande system enligt krav 18-25. l0 l5 20 25 30 511 819 Enligt uppfinningen föreligger en anordning och motsvarande förfarande för att pa- ketera åtminstone två dataströmmar, som innefattar åtminstone två paketeringsor- gan, vart och ett av paketeiingsorganen framställande ett första paket från nämnda resp. dataström och en synkroniseringsenhet för att koordinera paketeringsorganen att huvudsakligen synkront framställa nänmda första paket.

Företrädesvis innefattar synkroniseringsenheten organ för att ta emot tillståndsbegä- ran att paketera från resp. paketeringsorgan, organ för att sända tillåtelse att paketera till resp. paketeringsorgan och en synkroniseringsenhet för att sända tillåtelsen att paketera till resp. paketeringsorgan att koordinera de resp. paketeringsorganen att huvudsakligen synkront med de andra paketeringsorganen som redan har avgivit de första paketen avge de första paketen.

Paketeringsorganen som i stort sett samtidigt framställer de första paketen kan bilda en synkroniseringsgrupp. Synkroniseringsenheten kan innefatta organ för att bilda synkroniseringsgrupper, varvid varje synkroniseringsgnipp innefattar mellan ett och ett förutbestämt antal paketeringsorgan. Antalet paketeringsorgan som hör till en synkroniseringsgrupp beror av valt kodformat och hur effektivt systemdesignem önskar att systemet skall vara.

Paketeringsorganen kan antingen innefatta: enbart en paketerare för att paketera resp. dataström till första paket; kodningsorgan för att koda resp. dataström till da- tablock enligt ett förutbestämt kodformat, t ex ADPCM eller LD-CELP och en pa- keterare för att framställa första paket från datablocken; eller en paketerare för att framställa datablock från resp. dataström och kodningsorgan för att koda datablock- en till första paket enligt ett förutbestämt kodningsforrnat, t ex GSM eller CS-ACELP. Paketeraren kan således vara en integrerad del av ett visst talkodnings- schema. 10 15 20 25 30 511819 6 Paketeringsorganen kan ytterligare innefatta organ för avlägsnande av tystnad. Att åstadkomma avlägsnande av tystnad är välkänt inom tekniken.

Enligt uppfinningen avses vidare ett system för att paketera åtminstone två da- taströmmar, vilka innefattar åtminstone två källor för att framställa resp. dataström, en anordning för att paketera nämnda åtminstone två dataströmmar, som innefattar åtminstone två paketeringsorgan, varvid varje paketeringsorgan framställer första paket *från resp. dataström och en synkroniseringsenhet för att koordinera pakete- ringsorganen att huvudsakligen synkront framställa de första paketen, varvid syste- met ytterligare innefattar ett paketorienterat transportmedium och multiplexerings- organ för att multiplexera de resulterande första paketen in i resp. andra paket på det paketorienterade transportmediet.

Dataströmmarna innefattar företrädesvis digitaliserad ljud och/eller bildinformation.

Det paketorienterade transportrnediet kan vara ett transpomnedium enligt ATM, de andra paketen är då ATM-celler och multiplexeringsorganet är en AAL2 MUX för att framställa AAL2-paket från resp. första paket och multiplexera AAL2-paketen till de andra paketen. Företrädesvis bestäms det förutbestämda antalet paketerings- organ som hör till en synkroniseringsgrupp av antalet AAL2-paket som passar in i resp. ATM-cell. Då ATM-cellens nyttolaststorlek är försedd med ram, fmns det en möjlighet att antalet AAL2-paket som passar in i ATM-cellens nyttolast inte är ett heltal. I dessa fall finns det två möjligheter för återstoden av ATM-cellens nyttolast.

Det första är att fylla ut cellen med blind infonnation. Det andra är att använda AAL2- -segmentering, d v s att segmentera de sista två AAL2-paketen till två ATM-celler.

Både utfyllning och segmentering är funktioner som är väl kända för fackmarmen inom området. Det förutbestämda antalet paketeringsorgan som hör till en synkroni- seringsgrupp kan således sträcka sig över mer än en ATM-cell. Antalet bestäms hu- vudsakligen av AAL2-paketstorleken i jämförelse med ATM-cellens nyttolast och hur effektivt man vill designa systemet. lO 15 20 25 30 511819 Således föreligger det enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen talsigna- ler från åtminstone två talkällor som multiplexeras av en ATM-anpassningsskikt 2 multiplexor (eng. ATM Adaptation Layer 2 Multiplexer) (AAL2 MUX) in i samma ATM-koppling efter att ha behandlats av ett paketeringsorgan så att AAL2 MUX:n förses med assemblerade AAL2-paket med lämplig periodicitet. Om datasignalema skall komprimeras, innefattar paketeringsorganen en kodare med lämplig talkodning, tex ADPCM, GSM, LD-CELP eller CS-ACELP. Talkodarna kan också innefatta organ för avlägsnande av tystnad. Paketeringsorganen innefattar ytterligare en pa- keterare, antingen separerad från talkodaren eller som en del därav. Paketutsänd- ningen från paketeringsorganen synkroniseras för att uppträda väsentligen samtidigt.

På detta sätt anländer de från paketeringsorganen sända paketen nästan samtidigt vid AAL2 MUX:n med resultatet att ATM-cellen kan fyllas med AAL2-paket långt in- nan utgången av tirnem Timer_CU hos AAL2 MUXen.

Enligt en annan utföringsforrn av uppfmningen kan det paketorienterade transport- mediet vara Frame Relay eller IP. Uppfmningen kan således vara en del av ett sys- tem som medger Voice over Frame Relay eller Voice over IP.

En fördel med uppfinningen är att det är möjligt att effektivt fylla de andra paketen, t ex ATM-cellema med data från ett litet antal källor före de andra paketen trans- porteras på det paketorienterade transportmediet. Som ett resultat är det möjligt att bibehålla paketeringsfördröjningen vid en låg nivå men ändå medge en hög nivå på användningen/effektiviteten av bandbredden.

Nuvarande användning av AAL2 för paketförmedlad taltransport optimeras i mobila applikationer där antalet källor som multiplexeras på en enda ATM-uppkoppling är något enstaka hundratal. AAL2 har även åtnjutit stort intresse för att användas även för PBX-trunkning. Emellertid är antalet talkällor, t ex 50 eller mindre för PBX- -trunkningen betydligt lägre än för mobiltnmkningsapplikation vilket gör använd- ningen av AAL2 mindre optimal. Emellertid kan vid användandet av den föreslagna 10 15 20 25 30 511819 lösningen nuvarande problem med få källor övervinnas och AAL2 kan visa sig att vara användbar för PBX-trunkning såväl som för mobiltrunkning. Märk att PBX- -trurikning bara är ett exempel där ett litet antal källor kan föreligga. Andra exempel kan vara ATM-baserade lokala accessnätverk som används för att överföra teletra- fik.

Figurbeskrivning Fig. 1 är ett blockschema som visar ett system som innefattar synkroniseringsorgan som är lämpliga för att utföra den föredragna utföringsformen av uppfinning- en; Fig. 2 är ett blockschema som visar paketeringsorgan anordnade i synkroniserings- gfUPPCf; Fig. 3 är ett schema som visar tirningen av utskickandet av paket enligt den före- dragna utföringsformen av uppfinningen; Fig. 4a, 4b och 4c visar blockscheman där paketsynkroniseringssiglialen mottas av olika typer av paketeringsorgan; Fig. 5 visar en jämförelse mellan beräkningsresultatet av en beräkning av effektivi- teten som en funktion av antalet källor där en synkroniserad och osynkronise- rad utsändning av talkodama utförs; Fig. 6 visar ett blockschema av synkroniseringsenheterna och paketeringsorganen enligt en föredragen utföringsform av uppfmningen; Fig. 7 är ett flödesschema enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utfóringsformerna Fig. 1 är ett blockschema som visar synkroniseringsorganen 30 som är lämpliga för att utföra den föredragna utföringsfonnen av uppfinningen. Synkroniseringsorganen 30 innefattar en synkroniseringsenhet 32 för att synkronisera aktiviteten hos ett flertal paketeringsorgan 20 för att generera paket av en längd p med en hastighet f.

Synkroniseringen åstadkoms genom att använda en synkroniseringsbuss 34 för att 10 15 20 25 30 511 819 sända ut paketsynkroniseringssignaler mellan synkroniseringsenheten 32 och pake- teringsorganen 20. Varje paketeringsorgan 20 ansluts till en resp. källa 10 och tar emot data input därifrån. Datainputen kan vara t ex talsignaler eller videosignaler.

Talsignalema är företrädesvis en ström av 8 bit PCM-kodat sampel. Videosignalema kan vara lågbithastighetsvideo enligt ITU-T specifikation H.26l eller H.263. Varje paketeringsorgan 20 är anslutet till en multiplexor 50 för att multiplexera paket som sänts ut från paketeringsorganen 20 på ett paketorienterat överföringsmedium 60.

Före utsändandet av paket sänder paketeringsorganet 20 en aktiveringsbegäran 40 till synkroniseringsenheten 32. Synkroniseringsenheten 32 kommer då att sända en paketsynkroniseringssignal 36 via synkroniseringsbusen 34 till paketeringsorganen 20 för att aktivera desamma synkront med andra redan aktiverade paketeringsorgan 20 eller som en första medlem av en synkroniseringsgmpp 2. Termen synkronise- ringsgrupp 2 kommer att beskrivas nedan.

Enligt en föredragen utföringsform är det paketorienterade överföringsmediet ett ATM-switchnätverk och multiplexom är en AALZ-multiplexor 50 som irmefattar en Timer_CU 51 för att garantera en maximal håll tid för AALZ-paketen före utsänd- ning på den överförande ATM-cellen.

Fig. 2 är ett blockschema som visar sju paketeringsorgan 20 anordnade i synkronise- ringsgmpper A,B,C av synkroniseringsenheten 32. Om man förutsätter att det skall vara tre paketeringsorgan 20 per synkroniseringsgrupp, är gmpp A full och grupp B och C har var och en rum för ett eller flera paketeringsorgan 20. Synkroniserings- gnippema är tidsdisnibuerade för att undvika ATM-cellskurar.

Fig. 3 är ett schema som visar synkroniseringen av den synkrona utsändningen av paket 3 enligt den föredragna utföringsfonnen av uppfinningen. Källorna 10 sänder oberoende av varandra ut en ström x, y, z med PCM-sampel med en hastighet av 64 kbit/s, d v s 8 bitar var l25:e us. När strömmen x, y, z med PCM-sampel sänds till paketeringsorganen 20, begär paketeringsorganen 20 en aktiveringssignal 36 från 10 15 20 25 511819 1° synkroniseringsenheten 32 att den kan börja att generera paket 3. Synkroniserings- enheten 32 undersöker om det firms andra paketeringsorgan 20 som redan genererar paket 3. Ett förutbestämt antal paketeringsorgan 20 som genererar paket 3 synkront kallas en synkroniseiingsgrupp 2. Antingen är paketeringsorganet 20 allokerat till en redan existerande synkroniseringsgrupp 2 eller så är det allokerat till en av synkro- niseringsenheten 32 nyligen bildad synkroniseringsgrupp 2. Tills paketeringsorga- nen 20 har tagit emot en paketsynkroniseringssignal 36 får den inte generera paket 3. Tills aktivering kan således några av PCM-sarnplen förloras. Paketeringsorganet 20 sänder ut paket 3 var tfe ms, där tms är mycket större än 125 us. Paketen 3 be- handlas därefter av en AAL2 MUX 50 som anpassar paketen 3 så att de passar in i en ATM-cell 4. ATM-cellen 4 innefattar en header 5 och ett förutbestämt antal AAL2-paket 61. Det förutbestämda antalet AAL2-paket 61 som passar in i en ATM- -cell 4 beror av storleken av paketen 3 som genererats av paketeringsorganet 20. Då antalet AAL2-paket som passar in i en ATM-cell 4 beror av storleken av paketen 3 som genererats av paketeringsorganet 20 beror således storleken av synkroniserings- grupperna 2 av storleken av paketen 3.

Att paketeringsorganen 20 väsentligen är synkroniserade innebär att de är koordine- rade att sända paket så att ATM-cellema fylls på mest optimala sätt före utgång av Timer_CU:n hos AAL2 MUX.

T ex då sampelhastigheten är 8 kHz för ordinärt PCM-kodat tal, kan AAL2-paketutsändningen inte göras exakt samtidigt men något separerat med en multipel av approximativt 4 ns, som är oktettens ankomsttid för PCM-samplen på en 2 Mbit/s länk för sampel som hör till olika talkanaler. Detta fungerar då sampelin- tervallet på 125 us är mycket mindre än resulterande talpaketsperiodicitet t som är i millisekunder och att talpaketsperiodiciteten är signifikant större än värdet för Ti- mer_CU 51. l5 20 25 30 ” 511 819 Fig. 4a, 4b och 4c visar blockscheman där paketsynkroniseringssignalen 36 tas emot av olika typer av paketeringsorgan 20. Nyckelfrågan ligger i synkronisering när man skall skapa blocken som används som input till t ex CS-ACELP-kodama eller när man skall skapa blocken från t ex en ADPCM-kodare, d v s synkronisera PCM-sa1nplen/ bitblocken. Huvudsakligen finns två olika typer av kodare: en som framställer paket, t ex CS-ACELP- och GSM-kodare; och andra som framställer bit- block med 8 kHz sampelhastighet, t ex ADPCM och uppenbarligen PCM-kodare.

För okomprimerat tal (Fig. 4a), innefattar paketeringsorganen 20 enbart en paketera- re 21, som då tar emot paketsynkroniseringssignaler 36 från synkroniseringsorganet 32. Paketeraren 2 l, t ex enligt ITU-T G.764 tar emot 8 bit PCM-sampel med en hastighet av 8 kHz och sänder ut packet med en längd p med en hastighet f Således sänds paketerat PCM-kodat tal från paketeringsorganet 20.

Ett alternativ till ITU-T G.764 kan vara liknande paketeringsförfarandet som be- skrivs i FRF.1 l, vilket väsentligen baseras på samma underliggande principer som G.764. Ytterligare ett altemativ kan vara enligt kommande ITU-T-rekomendation I.TRUNK som för närvarande utarbetas av ITU-T för att bland armat åstadkomma förfaranden för att paketera taldataströmmar inom AAL 2 Service Specific Conver- gence Sublayer (AAL2 SSCS).

För komprimerat tal enligt ADPCM-standardema (Fig. 4b) innefattar paketeringsor- ganet 20 en paketerare 21, som tar emot paketsynkroniseringssignaler 36 från syn- kroniseringsorganet 32 och en kodare 22. För en ADPCM-kodare 22 måste en pa- keterare 21 anordnas efter kodaren för att framställa talpaket med en lämplig längd p och hastighet j", då ADPCM-kodaren sänder ut bitblock med 5, 4, 3 eller 2 bitar vid en sampelhastighet av 8 kHz. Detta kan åstadkommas enligt ITU-T G.764, FRF. ll eller I.TRUNK. Således sänds paketerat ADPCM-kodat tal från paketeringsorganet 20. 10 15 20 25 511 819 '2 Ett alternativ skulle kunna vara en LD-CELP-kodare som framställer bitblock med 10 bitar, med en bithastighet av 1,6 kHz. Då dessa bitblock är för korta för att pa- keteras in i ett AALZ-paket anordnas en paketerare 21 efter LD-CELP-kodaren.

Samma paketeringsorgansstruktur för att erhålla ADPCM eller LD-CELP-paketerat tal kan användas för att paketera PCM-kodat tal. Detta åstadkoms genom att koda- ren 22 är en nollkodare, som är välkänd inom området, eller innefattar organ för avlägsnande av tystnad, som är välkänt inom området.

För komprimerat tal enligt t ex CS-ACELP-standardema (Fig. 4c), innefattar pakete- ringsorganet 20 en CS-ACELP-kodare enligt ITU-T G.729. En CS-ACELP-kodare innefattar en paketerare 21, som då tar emot paketsynkronjseringssignalerna 36 från synkroniseringsorganet 32 och en kodare 22. Paketeraren 21 hos CS-ACELP-kodaren 20 tar emot 8 bitars PCM-sampel med en sarnpelhastighet av 8 kHz och sänder ut 80 oktettblock med en blockhastighet av 100 Hz som matas in i kodaren 22. Kodaren 22 sänder ut paket med en längd av 10 oktetter och pakethas- fighef på 100 Hz.

Som angivits det viktigt att synkronisera paketsändandet från paketeringsorganen som hör till sanuna synkroniseringsgrupp huvudsakligen samtidigt. På detta sätt kommer de få AALZ-paketen som behövs för att fylla ATM-cellen att anlända vid sanuna tid vid AALZ-multiplexen. Som beskrivs ovan kan AALZ-paket nytto- laststorleken vara 10 oktetter när man använder CS-ACELP. Med en AALZ-overhead av 3 oktetter, varvid inledningen är en gemensamt delsubskiktpro- tokollkontrollinfonnation (CPS PCI), kan en ATM-cell innefatta 47/13 w 3-4 AALZ-paket. Det är således tillräckligt att synkronisera paketutskicket från 3-4 tal- kodare för att fylla ATM-cellen och åstadkomma väsentligen maximal effektivitet.

Om t ex tre AAL2- - paket används för att fylla en ATM-cell, utfylls återstående ofyllda del av ATM- l0 15 20 25 30 '3 511 819 -cellen. Om fyra AAL2-paket används för att fylla en ATM-cell segmenteras ett AAL2-paket och stoppas in i följande ATM-cell. Således är synkroniseringsenhe- tens 32 roll att åstadkomma mest optimal fyllning av ATM-cellema genom att kom- binera synkronisering av paketeringsorganen 20 enligt uppfinningen, med segmente- ring och utfyllning vilka är välkända inom området. Vad som anses vara den mest optimala fyllningen av ATM-cellerna avgörs av systemdesigern och kan bero av till- gänglig bandbredd, exakt paketlängd, typiskt antal källor etc.

Fig. 5 visar resultatet av beräkningen av effektiviteten som en funktion av antalet källor där en osynkroniserad och en synkroniserad utsändning av talkodarna utförs.

Kurva b visar att AAL2-paketen segrnenteras till två ATM-celler om ett heltal AAL2-paket inte passar helt in i en ATM-cell. I detta exempel används karakteristi- ken hos CS-ACELP varvid ett maximum av tre kompletta AAL2-paket passar in i ATM-cellens nyttolast. Om fyra AAL2-paket används för att fylla en ATM-cell, segmenteras ett AAL2-paket och återstoden stoppas in i nästa ATM-cell.

F ig. 6 visar ett blockschema av synkroniseringsorganet 30 enligt en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen. Således innefattar synkroniseringsenheten 32 ett minne 31, en processor 33 och organ 35 för att transportera information mellan minnet 31 och processom 33 för att implementera synkroniseringsalgoritrnen som visas nedan i Fig. 7. Paketeringsorganet innefattar ett minne 24, en processor 25 och organ 26 för att transportera information mellan minnet 24 och processom 25 för att irnplemente- ra paketeringen av data. En bus 34 överför begäran att paketera, tillåtelse och retur- tillåtelse mellan processorema 26, 33 av synkroniseringsenheten 32 och flera pake- teringsorgan 20 via kommunikationsorganen 23, 37. Ändamålet med begäransignaler 40 är att göra synkroniseringsenheten 32 uppmärk- sam på initiering av ett paketeringsorgan 20 som är klart att sända talpaketen. En initiering äger rum när ett paketeringsorgan skall användas för en aktiv talkanal eller då man etablerar en talkanal eller när en talkanal redan har etablerats, tex genom att använda tyst teknik, men vid början av en talskur, d v s efter en tyst period. Den 10 15 20 25 30 511819 14 kommer också att ge synkroniseringsenheten 32 meddelande när ett paketeringsor- gan 20 är tomt, d v s när det inte används för en talkanal eller i början av en tyst pe- riod.

Paketsynkroniseringsbussen 34 används för att överföra paketsynkroniseringsinfor- mation från synkroniseringsenheten 32 till alla paketeringsorgan 20. Paketsynkroni- sering innefattar information där ett särskilt provblock skall initieras att sättas in som input till en kodare 22 eller när ett bitblock som kommer som utsignal från en kodare 22 skall initieras att paketeras i en paketerare 21. Paketsynkroniseringsin- forrnationen behöver bara sändas en gång till ett visst paketeringsorgan 20 under pa- keteringsorganets 20 aktiva intervall, såvida inte omsynkronisering krävs, t ex efter en tyst period. Ett aktivt intervall är intervallet under vilket paketeringsorganet 20 används för att paketera/koda en aktiv talkanal, tex under en talskur, om avlägsnan- de av tystnad används eller under hela kopplingens varaktighet.

Synkroniseringsenheten 32 bestämmer baserat på kärmedom om den aktiva pakete- raren 21 hur den aktiva paketeraren 21 skall synkroniseras. Alla paketerare 21 som synkroniseras hör till samma synkroniseringsgrupp. Antalet paketerare 21 som skall sättas i en synkroniseringsgrupp bestäms av antalet AAL2-paket 61 som passar in i en ATM-cell 4. Utfyllningen skall minimeras eller tas bort helt genom att fullstän- digt fylla ATM-cellen medelst segrnentering. För att emellertid alla paketerare 21 samtidigt skall sända sina paket kommer det att resultera i en kö av ATM-celler som skall sändas till ATM-kopplingen, vilket leder till extra fördröjning p g a den limite- rade hastigheten hos ATM-kopplingen och cellkön. Paketeraren 21 skall därför dist- ribueras i synkroniseringsgruppema som i sin tur är jämnt distribuerade i tiden.

Emellertid kommer synkroniseringen av talpaketen från olika källor 10, en ATM- -cell 4 alltid att fyllas väsentligen direkt med resultatet att Tirner_CU 51 inte löper ut. Detta leder i faktum till en reducering av medelpaketeringsfördröjningen.

Synkroniseringsenheten 32 vidtar företrädesvis följande åtgärder: l0 15 20 25 30 15 1. Vid en aktiveringsbegäran från en paketerare 21/kodare 22 allokeras den till en lämplig synkroniseringsgrupp. Det rationella är att hålla antalet synkronise- ringsgmpper lågt genom att maximera fyllningen av ATM-cellema 4. 2. Synkroniseringsgrupper kommer att skapas med en jämn distribuering i tiden för att undvika ATM-cellskurar. 3. Eventuellt skall det vara möjligt att åter allokera en paketerare 21/kodare 22 till en annan synkroniseringsgrupp för att maximera ATM-cellfyllningen. Denna situation är möjlig när andra paketerare 21/kodare 22 blir inaktiva, t ex p g a tysta perioder. Som ett resultat kommer emellertid eventuellt en förlust ske av ett eller flera sampel, men inte så mycket som ett talpaket, p g a omsynkronise- ringsprocessen. Då emellertid antalet källor 10 är lågt, ska hastigheten vid vil- ken återsynkronisering för en viss paketerare 21/kodare 22 sker skall vara ex- tremt låg.

Fig. 7 är ett flödesschema av en föredragen utföringsform av uppfinningen och såle- des väntar i steg 100 en paketerare 21 tills den i steg 102 tar emot en datainputsignal x, y, z. I steg 104 bestämmer paketeraren 21 om det är tyst. Om svaret är ja be- stämmer i steg 106 paketeraren 21 om den har tillåtelse att framställa första paket.

Om svaret är nej i steg 108 väntar paketeraren 21. Om svaret är ja i steg 110 sänder paketeraren 21 begäran att återlämna tillåtelse till synkroniseringsenheten 32. I steg 112 tar synkroniseringsenheten 32 emot begäran att återlämna tillåtelse att paketera och i steg 114 tar den bort paketeraren 21 från synkroniseringsgmppen och återläm- nar synkroniseringsgruppen om den är tom till synkroniseringsenheten 32 själv, t ex till en tom lista av icke tilldelade synkroniseringsgmpper. I steg 116 bekräftar syn- kroniseringsenheten 32 att tillåtelse att paketera har återsänts till synkroniseringsen- heten 32 och i steg 118 tar paketeraren 21 emot tillåtelsen som återsänds och väntar i steg 120. Om i steg 104 paketeraren 21 bestämmer att det inte är någon tystnad, bestämmer den i steg 122 om den har tillåtelse att producera första paket. Om svaret är nej begär paketeraren 21 i steg 124 tillåtelse att paketera 40 från synkroniserings- enheten 32. I steg 126 tar synkroniseringsenheten 32 emot begäran för tillåtelse 40 511819 10 511 819 16 och i steg 128 bestämmer den om det firms en ledig lucka i någon synkroniserings- grupp. Om svaret är nej bestämmer synkroniseringsenheten 32 i steg 130 en tids- lucka för en ny synkroniseringsgrupp och etablerar synkroniseringsgnippen. I steg 132 allokerar synkroniseringsenheten 32 begäran for tillåtelse till synkroniserings- gruppen. Om svaret är ja i steg 128 allokerar den direkt begäran för tillåtelse till synkroniseringsgmppen i steg 132. I steg 134 sänder synkroniseringsenheten 32 till- lâtelse att paketera till paketeraren 21 och i steg 136 tar paketeraren 21 emot tillåtel- sen. I steg 138 sätter paketeraren 21 datainput i ett block och om blocket är fullt sänder blocket som första paket vid den allokerade tidsluckan definierad av synkro- niseringsgruppen. Om svaret i steg 122 är ja sätter paketeraren 21 direkt datainput i ett block och om blocket är fullt sänder blocket som första paket vid den allokerade tidsluckan definierad av synkroniseringsgruppen som i steg 138. I steg 140 väntar paketeraren 21.

Claims (25)

l0 15 20 25 30 17 511 819 Patentkrav

1. l. Förfarande för att paketera åtminstone två dataströmmar, vilket innefattar steget att framställa första paket från resp. dataström, kännetecknat av det ytterligare in- nefattar steget att koordinera paketeringen av dataströmmarna för att väsentligen synkronisera de första paketen resulterande från resp. dataström.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid koordineringssteget innefattar stegen att ta emot respektive dataström med ett respektive paketeringsorgan, medelst respektive paketeringsorgan begära tillåtelse att paketera från ett synkro- niseringsorgan, - medelst synkroniseringsorganet ta emot tillståndsbegäran från resp. paketerings- organ att paketera de första paketen, - medelst synkroniseringsorganet sända tillåtelse att paketera till resp. paketerings- organ, för att koordinera resp. paketeringsorgan att väsentligen synkront med de andra paketeringsorganen som redan sänder de första paketen sända de första pa- keten.

3. Förfarande enligt krav 2, varvid steget att begära tillåtelse utförs när man kopplar upp en datakanal eller vid anländande av en dataskur.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, ytterligare innefattande stegen att - medelst synkroniseringsorganen som bildar synkroniseringsgrupper, varvid varje synkroniseringsgrupp innefattar mellan ett och ett visst antal paketeringsorgan och pakteringsorganen som hör till varje synkroniseringsgrupp väsentligen syn- kront sända de första paketen, - medelst synkroniseringsorganen när de tar emot tillåtelsebegäran från resp. pa- keteringsorgan bestämma om någon synkroniseringsgrupp har allokerats till 10 15 20 25 30 511819 18 mindre än det förbestämda antalet paketeringsorgan och allokera resp. pakete- ringsorgan till en sådan synkroniseringsgrupp och om inte bilda en ny synkroni- seringsgmpp.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, vilket ytterligare innefattar stegen att multiplexera resulterande första paket till resp. andra paket på ett paketorienterat transportmedium.

6. Förfarande enligt krav 5, vilket innefattar steget att medelst synkroniseringsorga- nen välja det förbestämda antalet paketeringsorgan som hör till varje synkronise- ringsgrupp beroende av hur många första paket som passar in i det andra paketet.

7. Anordning för att paketera åtminstone två dataströmmar (x, y, z), vilken innefat- tar åtminstone två paketeringsorgan (20), varvid varje paketeringsorgan (20) fram- ställer första paket (3) från resp. dataström (x, y, z), kännetecknad av att den ytter- ligare innefattar synkroniseringsorgan (30, 32, 34, 36, 40) för att koordinera pakete- ringsorganet (20) att väsentligen synkront framställa de första paketen (3).

8. Anordning enligt krav 7, varvid synkroniseringsorganet (30) innefattar organ (32, 34) för att ta emot tillåtelsebegäran för paketering (40) från resp. paketeringsorgan (20), organ (32, 34) för att sända begäran att paketera (36) till resp. paketeringsor- gan och en synkroniseringsenhet (3 2) för att sända tillåtelse att paketera resp. pake- teringsorgan för att koordinera resp. paketeringsorgan att väsentligen synkront med de andra paketeringsorganen som redan sänder första paket, sända de första paketen.

9. Anordning enligt krav 8, varvid synkroniseringsenheten (32) innefattar organ för att bilda synkroniseringsgrupper (2), varvid varje synkronjseringsgrupp (2) innefat- tar mellan ett och ett förbestämt antal paketeringsorgan (20).

10. Anordning enligt något av kraven 7-9, varvid paketeringsorganet (20) innefattar en paketerare (21) för att paketera resp. dataström till första paket (3). 10 15 20 25 30 19

11. Anordning enligt något av kraven 7-9, varvid paketeringsorganet (20) innefattar kodningsorgan (22) för att koda, enligt ett förbestämt kodforrnat, resp. dataström (x, y, z) till datablock och en paketerare (21) för att framställa första paket (3) från da- tablocken.

12. Anordning enligt krav 1 1, varvid det förbestämda kodfonnatet är Adaptive Dif- ferential Pulse Code Modulation (ADPCM) eller Pulse Code Modulation (PCM) med avlägsnande av tystnad.

13. Anordning enligt något av kraven 10-12, varvid paketeraren (21) är paketerings- protokollet ITU-T G.764 eller något derivat därav.

14. Anordning enligt något av kraven 7-9, varvid paketeringsorganet (20) innefattar en paketerare (21) för att framställa datablock från resp. dataström och kodningsor- gan (22) för att koda, enligt ett förutbestämt kodfonnat, datablocken till första paket (3)-

15. l5. Anordning enligt krav 14, varvid det förutbestämda kodfonnatet är Global Sys- tem for Mobile Communication (GSM), kodning av tal vid 16 kbit/s genom att an- vända Low-Delay Code Excited Linear Prediction (LD-CELP) eller kodning av tal vid 8 kbit/s genom att använda Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction (CS-ACELP).

16. Anordning enligt något av kraven 10-15, varvid paketeraren (21) innefattar or- gan (23) för att begära tillåtelse för att paketera och organ (24) för att ta emot tillå- telse att paketera.

17. Anordning enligt något av kraven 11-16, varvid paketeringsorganet innefattar organ för att avlägsna tystnad. 511 819 20 30 511 819 20

18. System för att paketera åtminstone två dataströmmar, som innefattar åtminstone två källor (10) för att framställa resp. dataströrn, en anordning enligt något av kraven 6-16, ett paketorienterat transportmedium (60) och multiplexeringsorgan (4, 5, 50, 51, 61) för att multiplexera resulterande första paket (3) till resp. andra paket (4) på det paketorienterade transportmediet (60).

19. System enligt krav 18, varvid dataströmmama innefattar digitaliserad ljud- och/ eller videoinformation.

20. System enligt krav 18 eller 19, varvid dataströmmarna innefattar taldata med 8 bitars PCM-sampel med 8 kHz sarnpelhastighet.

21. System enligt något av kraven 18-20, varvid det paketorienterade transportmedi- et (60) ett transportmedium enligt Asynchronous Transfer Mode (ATM), de andra paketen (4) är ATM-celler och multiplexeringsorganet (50) är en AAL2-multiplexor (50) för att framställa AAL2-paket (61) från resp. första paket (3) och multiplexera AALZ-paketen till andra paket.

22. System enligt krav 21, varvid det förbestämda antalet paketeringsorgan (20) som hör till en synkroniseringsgnipp (2) bestäms av antalet av det totala antalet AAL2- -paket (61) som passar in i resp. ATM-cell.

23. System enligt krav 21, varvid det förutbestämda antalet paketeringsorgan (20) som hör till en synkroniseringsgrupp (2) bestäms av antalet AALZ-paket (61) som optimalt passar in i resp. ATM-cell, när AALZ-paketen segmenteras och ATM- -cellema paddas.

24. System enligt något av kraven 18-20, varvid det paketorienterade transportmedi- et (60) är ett transportmedium enligt Frame Relay eller IP. 2' 511819

25. System enligt något av kraven 18-24, varvid systemet innefattar mindre än 50 källor.