SE516328C2 - Förbättringar i, eller med avseende på, överföring av MPEG- flöden genom ATM - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 _- .man O 000: 516 328 2 matas in via ett paketbaserat parallellt gränssnitt (inter- face) till AALen som implementerar AAL typ l (AAL l) och kan bearbeta fyra parallella kanaler. En MPEG-2-avkodare är kopplad till AALen och innefattar en demultiplexer som bl.a. ästadkommer återhämtning av SystemTidsKlockan (STC) och audio, video och datasignaler. Dessa signaler anbringas an- tingen till en separat monitor, t.ex. en HDTV (High Defini- tion Television/högupplösningstelevision)/multikanalstele- vision, eller till en arbetsstation. Arbetsstationen kan W även vara anordnad med en ATM-adapter för att tillåta direkt utbyte av privat information (dvs. icke audio- och video- flöden, men data som t.ex. tillåter användning av delade textområden), utan att gá igenom systemmultiplexorn.

Med ett systemarrangemang för transmission av MPEG-2 över ATM levereras ett multiplexerat MPEG-2-transport/pro- gramflöde till ATM-adaptionsskiktet (AAL), via ett paket- baserat parallellt gränssnitt (interface), där det delas upp i celler för överföring. Med denna arbetsmetod finns det en risk att fördröjningsvariationer kommer att introduceras före det att transmissionen inträffar. Systemflödet måste vidare uppdelas i olika delar, baserat pà dess innehåll, för att fullständigt använda de möjligheter som den virtuella (VCIS) överföres över olika virtuella kanaler (VCs). kanalidentifieraren erbjuder, t.ex. audio och video ATM är en kopplingsorienterad paketswitchningsteknik, dvs. en förbindelse upprättas mellan ändpunktsterminalut- rustningar före det att någon data överföres, och när väl denna förbindelse har upprättats väljer ATM-cellerna själva vägen, dvs. cellerna innehåller nödvändig adresseringsinfor- mation.

Det fysiska skiktet hos en ATM-skiktsmodell, såsom med andra nätverk, fungerar som ett gränssnitt till fysiska media, t.ex. optiska eller elektriska, och genomför i huvud- sak en omvandling mellan bitflödet hos nätverket och ett cellflöde hos ATM-skiktet som är hjärtat i ATM-nätverket.

ATM-adaptionsskiktet (AAL) lingsfunktion mellan högre skikt och ATM-skiktet genom att som kan betraktas som en omvand- generera ATM-celler fràn data överfört till det av de högre skikten, uppdelas i ett antal typer, varvid var och en är anpassad att stödja olika typer av trafik.

IOÛÛÜ' 000.00 10 15 20 25 30 35 40 516 328 3 Med MPEG-2, då kodad data inträder i MPEG-2-system- skiktet, paketeras data i paketerade enkla flöden (PES) multiplexeras till antingen ett transportflöde eller ett som programflöde, beroende på applikationen, dvs. var och en av dessa flöden är avsedda för användning med en annorlunda typ av applikation. Syftet med MPEG-2-systemskiktet är följakt- ligen att kombinera ett eller flera enkla flöden av video, audio eller annan data, till singel- eller multipelpaket- orienterade multiplexerade flöden. Synkroniserad avkodning_ med varken underflöde eller överflöde, hos avkodnings- buffrarna effektueras dessutom genom att lägga till tids- stämplar för avkodning, och presentation av audio- och videodata och tidsstämplar avseende leverans av dataflöden.

Flöden hos presentationsenheter, som genereras frán en ursprunglig audio- och/eller videokälla är i huvudsak okodad representationer av bilder, eller ljudramar, och kodningen av presentationsenhetsflödena resulterar i ett flöde av accessenheter, dvs. accessenheter är kodade representationer av presentationsenheter. Ett enkelt flöde är ett annat namn för ett flöde av accessenheter. Varje audio- eller video- källa resulterar med andra ord i ett enkelt flöde som har en tidsbas som dikteras av klockan använd för att sampla den audio/visuella signalen. Enkla flöden som är relaterade till varandra grupperas i ett program. Flödena hos ett program måste ha samma tidsbas.

När information överföres via ett ATM-nätverk införs alltid fördröjningsvariationer, vanligtvis refererade till såsom celljitter. Avjittering (dejittering) är en funktion som definieras i AAL1.

Dá ett MPEG-2-transportflöde överförs över en kanal mäste fördröjningsvariationen som införes hållas inom smala gränser. Om inte detta kriterium hàlles kan inte ände-till- ände-synkronisering uppnås. Detta i tur skapar problem dä transportflödet överföres över ett ATM-nätverk, och termi- nalen genomför AAL-skiktfunktioner som kan resultera i en variabel fördröjning.

En variabel fördröjning kommer att inträffa om tran- sportflödet har en variabel bithastighet (VBR) och/eller kanalkodning tillförs i form av interleaving och Reed- Solomon-kodning (se ITU-T Rec. I.363, AALl). 10 15 20 25 30 35 40 'QIO 000000 .516 328 4 Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahálles ett pakettelekommunikationstransmissions- system, anpassat att hantera flera kanaler, som har åtmin- stone en dataterminal med ett adaptionsskikt, varvid nämnda terminal är anpassad att bearbeta inkommande data med en konstant fördröjning, kännetecknat av att registreringsmedel är anordnat i nämnda terminal för att registrera inkommande datapaket enligt kanalen med vilken de är förknippade, och av att inkommande datapaket är placerade i ett cirkulärt kö- medel, varvid nämnda kömedel är anpassat att tömmas vid en konstant hastighet.

Laddningsmedel är företrädesvis tillhandahállna i nämnda dataterminal för att placera inkommande datapaket i nämnda cirkulära kömedel vid ett läge som motsvarar nämnda konstanta fördröjning.

Laddningsmedel är företrädesvis tillhandahállna i nämnda dataterminal för att avlägsna datapaket i nämnda kömedel vid en förutbestämd hastighet.

Antikollisionsmedel kan tillhandahållas i nämnda data- terminal för att förhindra kollisioner i nämnda kömedel mellan datapaket som härrör från olika kanaler med olika bithastigheter.

Nämnda antikollisionsmedel kan vara anpassat, i hän- delsen av en potentiell kollision mellan ett första och ett andra datapaket, att lokalisera nämnda andra datapaket vid ett läge i nämnda kömedel så nära ett idealiskt läge som möjligt.

Nämnda pakettelekommunikationssystem kan vara ett ATM- system.

Nämnda registreringsmedel, laddningsmedel, avladdnings- medel och antikollisionsmedel kan utgöra del av ett AAL.

Nämnda AAL kan vara ett AAL1.

Nämnda pakettransmissionssystem kan vara anpassat att förmedla MPEG-transportflöden.

Nämda transportflöde kan ha en variabel bithastighet och kanalkodning kan ha tillförts i form av interleaving och Reed-Solomon-kodning.

Nämnda transportflöde kan ha en konstant bithastighet, a, varvid nämnda konstanta bithastighet kan ha degenererats till en variabel bithastighet på grund av införandet av 000000 10 15 20 25 30 35 40 v 516 328 5 felkorrigerande celler i nämnda transportflöde, en konstant bithastighet, b, kan vara återlagrad, varvid b kan vara större än a, och cellintervallreduktionsmedel kan vara an- ordnat för att reducera cellintervall på ett kontrollerat sätt.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahálles i ett pakettelekommunikationstransmissions- system anpassat att hantera flera kanaler som åtminstone har en dataterminal med ett adaptionsskikt, en metod för att bearbeta inkommande data med en konstant fördröjning, känne- tecknad av stegen av att registrera inkommande datapaket enligt kanalen med vilken de är förknippade, och placera in- kommande datapaket i en cirkulär kö, och genom att tömma nämnda kö vid en konstant hastighet.

Utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas medelst exempel.

Då ett MPEG-2-transportflöde såsom nämnts ovan över- föres över en kanal mäste fördröjningsvariationen hållas inom smala gränser. Om ände-till-ände-synkronisering inte uppnås kommer problem att uppstå på grund av att AAL-skiktet i en terminal kan lägga till en variabel fördröjning. En sådan variabel fördröjning kan inträffa om transportflödet har variabel bithastighet (VBR) förs i form av interleaving och Reed-Solomon-kodning (se ITU-T Rec. I.363, AAL 1). Detta inträffar på grund av att "interleavern” och/eller kanalkodning till- består av ett minne med fastställd längd, uttryckt i ett antal bytes, och tiden det tar för att fylla detta minne kommer att bestämmas av ”inskrivnings”-bithas- tigheten. Detta introducerar en signifikant fördröjnings- variation, dvs. ett självinducerat celljitter orsakat av variationer i bithastigheten.

Om MPEG-2-transportflödet har en konstant bithastighet (CBR) kommer i så fall det resulterande flödet av AAL-PDUs fortfarande att ha en variabel bithastighet på grund av den extra informationen i form av ”felkorrigeringsceller” som tillförs till paketflödet. För att göra det möjligt för transportflödet att överföras på ett tillförlitligt sätt genom en CBR-trafikklass i ATM-nätverket måste CBR-egen- skaper återlagras. Det skall emellertid observeras att ny CBR-hastighet naturligtvis kommer att ökas på grund av in- OIOIUI 10 15 20 25 30 35 40 .516 328 6 formationen som har tillförts till transportflödet. Detta o u ø v v | o v c o» kräver att cellintervallet reduceras pà ett kontrollerat sätt.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett sätt att implementera en konstant bitfördröjning i en implementering av ett AALl-skikt. Denna teknik kan emellertid användas i alla applikationer där det är nödvändigt att àstadkomma konstant fördröjning.

Med tekniken i föreliggande uppfinning registreras inkommande datapaket med hänsyn till deras kanal-”anknyt- ning”. Beroende pà bithastighet är inkommande dataceller anordnade i en cirkulär uppgiftskö. Positionen hos en cell i uppgiftskön bildar den fastställda fördröjningen som behövs introduceras. Kön töms vid en känd hastighet. Pà grund av att samma kö används för ett antal kanaler, och bithastig- heterna hos var och en av kanalerna kan vara helt olika kan kollisioner inträffa vid placerandet av cellerna i kön.

Effekterna av dessa kollisioner kan minimeras genom att placera en cell, vars föredragna position redan är upptagen. i den närmast bäst belägna positionen i kön.

Funktionerna hänvisade till ovan kan tillhandahållas genom lokaliseringsregistreringsmedel, laddningsmedel, av- laddningsmedel och antikollisionsmedel i ett AAL.

Föreliggande uppfinning kan tillämpas vid implemen- teringen av ett ATM-adaptionsskikt eller nàgon annan appli- kation där en konstant bitvariation i en databearbetningsen- het behövs. Det bör inses att en implementering av ett AAL ingar i alla typer av terminaler som är kopplade till ett ATM-nätverk.

Claims (20)

10 15 20 25 30 35 516 328 7 n o I o a o v I u a oo PATENTKRAV

1. l. Pakettelekommunikationstransmissionssystem anpassat att hantera flera kanaler som àtminstone har en dataterminal med ett adaptionsskikt, varvid nämnda terminal är anpassad att bearbeta inkommande data med en konstant fördröjning, kännetecknat av att registreringsmedel är anordnat i nämnda terminal för registrering av inkommande datapaket enligt kanalen med vilken de är förknippade, och av att inkommande datapaket är placerade i cirkulärt kömedel anordnat att tömmas vid en konstant hastighet varvid laddningsmedel är anordnat i nämnda dataterminal för att placera inkommande datapaket i nämnda cirkulära kömedel vid ett läge motsvarande nämnda konstanta fördröjning.

2. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt nágot av kraven 1, kännetecknat av att avladdningsmedel är anordnat i nämnda dataterminal för att avlägsna datapaket i nämnda kömedel vid en förutbestämd hastighet.

3. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt nagot av föregående krav, kännetecknat av att antikolli- sionsmedel är anordnat i nämnda dataterminal för att för- hindra kollisioner i nämnda kömedel mellan datapaket här- rörrande frän olika kanaler med olika bithastigheter.

4. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt krav 3, kännetecknat av att nämnda antikollisionsmedel är anpassat, i händelsen av en potentiell kollision mellan ett första och ett andra datapaket, att lokalisera nämnda andra datapaket vid ett läge i nämnda kömedel sà nära som möjligt en idealisk plats.

5. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt nagot av föregående krav, kännetecknat av att nämnda paket- telekommunikationssystem är ett ATM-system. 10 15 20 25 30 35 Ian iv: n nu ..5_16 328 3

6. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt krav 5, kännetecknat av att nämnda registreringsmedel, laddningsmedel, avladdningsmedel och antikollisionsmedel bildar del av ett AAL.

7. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt krav 6, kânnetecknat av att nämnda AAL är ett AALl.

8. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt nagot av föregàende krav, kännetecknat av att nämnda paket- transmissionssystem är anpassat att förmedla MPEG-transport- flöden.

9. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt krav 8, kännetecknat av att nämnda transportflöde har en variabel bithastighet och av att kanalkodning har tillförts i form av interleaving och Reed-Solomon-kodning.

10. Pakettelekommunikationstransmissionssystem enligt krav 8, kännetecknat av att nämnda transportflöde har en konstant bithastighet, a, och av att nämnda konstanta bit- hastighet har degenererats till en variabel bithastighet pá grund av införandet av felkorrigeringsceller i nämnda tran- sportflöde, och av att en konstant bithastighet, b, äter- lagras, och av att b är större än a, och av att cellinter- vallreduktionsmedel är anordnat för att reducera cellinter- vallen pá ett kontrollerat sätt.

11. ll. Metod för att bearbeta inkommande data med en kon- stant fördröjning i ett pakettelekommunikationstrans- missionssystem anordnat att hantera flera kanaler som har àtminstone en dataterminal med ett adaptionsskikt, känna- tecknad av stegen att registrera inkommande datapaket enligt kanalen med vilken de är förknippade; placera inkommande datapaket i en cirkulär kö; och tömma nämnda kö vid en konstant hastighet varvid steget att placera inkommande datapaket i nämnda cirkulära kö vid ett ställe som motsvarar nämnda konstanta fördröjning.

12. Metod enligt nagot av patentkraven 10 eller ll, kånnetecknad av stegen att avlägsna datapaket fràn nämnda kö vid en förutbestämd hastighet. - annons 10 15 20 25 30 _ .. 5.16 328 9

13. Metod enligt nagot av patentkraven ll-12, känne- tecknad av att förhindra kollisioner i nämnda kö mellan datapaket som härrör fràn olika kanaler med olika bit- hastigheter.

14. Metod enligt patentkrav 13, kännetecknad av, i händelse av en potentiell kollision mellan ett första och ett andra datapaket, att lokalisera nämnda andra datapaket vid en plats i nämnda kö sà nära som möjligt en idealisk plats.

15. Metod enligt nagot av patentkraven ll-14, känne- tecknad av att nämnda pakettelekommunikationssystem är ett ATM-system.

16. Metod enligt patentkrav 15, kännetecknad av att den genomför stegen av registrering, laddning, avladdning och kollosionsförhindring i ett AAL.

17. Metod enligt patentkravet 16, kännetecknad av att nämnda AAL är ett AALl.

18. Metod enligt nagot av patentkraven 11-17, känne- tecknad av att nämnda pakettransmissionssystem är anpassat att förmedla MPEG-transportflöden.

19. Metod enligt patentkrav 18, kännetecknad av nämnda transportflöde som har en variabel bithastighet, kanalkod- ning som har tillförts i form av interleaving och Reed- Solomon-kodning.

20. Metod enligt patentkrav 19, kännetecknad av nämnda transportflöde som har en konstant bithastighet, a, och av nämnda konstanta bithastighet som har degenererats till en variabel bithastighet genom införandet av felkorrigerings- celler i nämnda transportflöde, och av att áterlagra en kon- stant bithastighet, b, där b är större än a, och av att re- ducera cellintervallet pà ett kontrollerat sätt.