WO1997015987A1 - System zur übertragung von informationen durch einen gemischtbetrieb einer pdh und einer sdh mit einem ersatzübertragungskanal - Google Patents

System zur übertragung von informationen durch einen gemischtbetrieb einer pdh und einer sdh mit einem ersatzübertragungskanal Download PDF

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WO1997015987A1
WO1997015987A1 PCT/DE1996/002000 DE9602000W WO9715987A1 WO 1997015987 A1 WO1997015987 A1 WO 1997015987A1 DE 9602000 W DE9602000 W DE 9602000W WO 9715987 A1 WO9715987 A1 WO 9715987A1
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sdh
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signal
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Hermann Barth
Karl-Josef Friederichs
Manfred Molin
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04J3/14—Monitoring arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/74—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for increasing reliability, e.g. using redundant or spare channels or apparatus
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    • H04J2203/0057—Operations, administration and maintenance [OAM]
    • H04J2203/006—Fault tolerance and recovery

Definitions

  • the invention relates to a system for the transmission of information by electrical means with a high level of security, in particular a directional radio system, in which a plurality of transmission channels (operating channels) are provided, to which n (n ⁇ l) replacement transmission channels are assigned and in which one further Monitoring device and switching device is provided, which enables the replacement of a disturbed transmission channel by an alternative transmission channel.
  • a system for example, from DE-PS 2 152 721.
  • Fast equivalent switching devices are used in radio relay transmission systems in order to increase the availability of the transmission path.
  • One or two replacement channels (ST - standby channel) are usually provided for several operating channels (OP - Operation Channel).
  • directional radio equivalent switching devices offer a considerable contribution to improving the transmission quality, even in fading situations, by their ability to be able to replace bit-error-free (hitless) substitute switching by using the frequency diversity effect.
  • the equivalent switching technology is therefore of great importance both for older radio relay systems of the plesiochronous digital hierarchy (PDH) and for modern systems of the synchronous digital hierarchy (SDH).
  • PDH plesiochronous digital hierarchy
  • SDH synchronous digital hierarchy
  • Corresponding concepts and designs are, for example, for PDH systems in the article "Substitute Switching Devices for Digital Directional Radio Connections" by H. Barth, M. Molin, A.
  • the invention has for its object to provide a solution for a simple and inexpensive use of both systems for transmission on a common directional radio link.
  • This object is achieved according to the invention by a mixed mode of operation of a transmission system of the plesiochronous digital hierarchy PDH and of a transmission system of the synchronous digital hierarchy SDH with equivalent switching devices common to both systems.
  • a common use of a spare channel is achieved both by PDH and SDH operating channels within a spare switching device.
  • a complete replacement channel with its modems, transmitters and receivers is saved.
  • the frequency economy is improved in this way.
  • Fig. 1 shows an embodiment with the integration of an SDH operating channel in an existing PDH equivalent circuit.
  • the upper part of the figure shows an existing PDH replacement switch structure, consisting of an operating and a replacement channel with the associated signal branches, signal switches and control devices.
  • the lower part framed by broken lines, shows a SDH operating channel to be added, with which the entire PDH directional radio device is to be expanded.
  • the PDH signal DS to be transmitted via the SDH channel is first routed via a signal branch 1 to the signal selector 2 of the replacement channel and in parallel to a digital radio terminal DRT 3.
  • the PDH signal is converted into an SDH Frame embedded (SDH mapping), so that a standardized STM-1 signal with 155 Mbit / s is created.
  • the DRT 3 can be synchronized by a central clock device 4 (Central Timing Unit CTU).
  • the STM-1 signal is then transmitted using SDH directional radio devices, namely a modulator 5, a radio frequency transmitter 6, a radio frequency receiver 7 and a demodulator 8.
  • the embedded PDH signal is removed from the received STM-1 signal with the aid of a DRT 9 digital radio terminal and fed to a switch 10 (hitless switch).
  • the PDH and SDH demodulators 11, 12 and 8 and the DRT 9 lead to alarms and quality signals (shown in the figure by a line with an oblique line) to a control unit 13.
  • Switch 10 controlled by the control unit 13, can select between the output signal of the SDH operating channel and that of the PDH replacement channel and, if necessary, carry out a bit-error-free switchover. It is essential for the bit-free equivalent circuit that the electrical lengths
  • the equivalent circuit diagram shown in FIG. 1 for one PDH and one SDH operating channel can, of course, be extended to a plurality of PDH and SDH operating channels.
  • FIG. 2 shows the second variant of mixed operation with an SDH replacement channel, in which PDH operating channels are integrated in an SDH replacement switching system with an SDH replacement channel.
  • the upper part of the figure shows a standard SDH replacement switching configuration, consisting of one operating and one spare channel.
  • a more detailed description of the mode of operation of the SDH equivalent circuit is given, for example, in the article from 3rd ECRR cited above.
  • the part framed in dashed lines in FIG. 2 shows a PDH operating channel which is to be newly integrated into the SDH equivalent circuit.
  • Essential features of this PDH channel are that the signal DS to be transmitted behind the signal branch 16 for the common spare channel is embedded in an SDH signal with the aid of a digital radio terminal DRT 17 and thus as a standardized STM-1 signal with 155 Mbit / s is led to line selector 18 of the SDH replacement channel.
  • the corresponding STM-1 signal at the output of the line splitter 19 on the receiving side is in turn converted back into a PDH signal DS by means of a DRT 20 and is passed to a PDH switch 21 (hitless switch).
  • PDH switch 21 hitless switch
  • the changeover switch 21 can select between the output signal of the PDH operating channel and that of the SDH replacement channel and, if necessary, carry out a bit-error-free changeover.
  • the SDH operating channels naturally use a switch 26 operating at the STM-1 level.
  • the dynamic length compensation area of the changeover switch so large that it covers the full dynamic length difference between the PDH operating channel and the SDH replacement channel can compensate. This is indicated in FIG. 2 by the delay element 30 (delay ⁇ r) on the PDH switch 21.
  • the static length difference can be compensated by a fixed delay element ⁇ in the PDH channel.
  • the mixed equivalent switching principle shown in FIG. 2 on the basis of an SDH and PDH operating channel can also be extended to a plurality of SDH and PDH operating channels.

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Abstract

Das Übertragungssystem ist mit mehreren Betriebskanälen und n Ersatzübertragungskanälen ausgestattet. Für eine einfache und kostengünstige Nutzung ist gemäß der Erfindung ein Gemischtbetrieb vorgesehen aus einem Übertragungssystem der Plesiochronen Digitalhierarchie PDH und einem Übertragungssystem der Synchronen Digitalhierarchie SDH mit für beide Systeme gemeinsamen Ersatzschalteinrichtungen.

Description

Beschreibung
SYSTEM ZUR ÜBERTRAGUNG VON INFORMATIONEN DURCH EINEN GEMISCHTBETRIEB EINER PDH UND EINER SDH MIT EINEM ERSATZÜBERTRAGUNSKANAL
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Übertragung von Informationen auf elektrischem Wege mit hoher Sicherheit, ins¬ besondere Richtfunksystem, bei dem mehrere Ubertragungskanale (Betriebskanäle) vorgesehen sind, denen n (n≥l) Ersatzübertra- gungskanäle zugeordnet sind und bei dem weiterhin eine Überwa¬ chungseinrichtung und Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die den Ersatz eines gestörten Übertragungskanals durch einen Ersatzübertragungskanal ermöglicht. Ein solches System ist bei¬ spielsweise durch die DE-PS 2 152 721 bekannt.
In Richtfunk-Übertragungssystemen werden schnelle Ersatzschalt¬ einrichtungen eingesetzt, um die Verfügbarkeit des Übertra¬ gungsweges zu erhöhen. Hierbei werden für mehrere Betriebska¬ näle (OP - Operation Channel) üblicherweise ein oder zwei Ersatzkanäle (ST - Standby Channel) bereitgestellt.
Richtfunk-Ersatzschalteinrichtungen bieten, neben einem wirksa¬ men Geräteschutz, durch ihre Fähigkeit, bitfehlerfrei (hitless) ersatzschalten zu können, unter Ausnutzung des Frequenzdiver- sity-Effektes auch in Fadingsituationen einen erheblichen Bei¬ trag zur Verbesserung der Übertragungsgualität. Die Ersatz- schalttechnik ist daher sowohl für ältere Richtfunksysteme der Plesiochronen Digitalhierarchie (PDH) als auch für moderne Systeme der Synchronen Digitalhierarchie (SDH) von großer Bedeutung. Entsprechende Konzepte und Ausführungen sind beispielsweise für PDH-Systeme in dem Aufsatz „Ersatzschalteinrichtungen für Digitalrichtfunkverbindungen" von H. Barth, M. Molin, A. Schrocker, H.O. Simon, erschienen in telcom report, Sonderheft Nachrichtenübertragung auf Funkwegen, März 1986, Seiten 181 bis 186, und für SDH-Systeme in dem Auf- satz „Digital Protection Switching (DPS) for Radio Systems in a Synchronous Digital Network" von H. Barth, J. Meyer, M. Molin, erschienen in 3rd ECRR, Paris, Dec. 17-20, 1991, Seiten 75 bis 82 beschrieben. Beide Systeme werden jeweils mit strikt vonein¬ ander getrennten Ersatzschalteinrichtungen betrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben für eine einfache und kostengünstige Nutzung beider Systeme bei der Übertragung auf einer gemeinsamen Richtfunktrasse.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Gemischtbetrieb eines Übertragungssystems der Plesiochronen Digitalhierarchie PDH und eines UbertragungsSystems der Syn¬ chronen Digitalhierarchie SDH mit für beide Systeme gemeinsamen Ersatzschalteinrichtungen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine gemeinsame Nutzung eines Ersatzkanals sowohl durch PDH- als auch durch SDH-Betriebskanäle innerhalb einer Ersatzschalteinrichtung erreicht. Gegenüber einer völligen Trennung von PDH- und SHD- Ersatzschaltsystemen mit für beide Systeme kostenintensiven separaten Ersatzkanälen wird ein vollständiger Ersatzkanal mit seinen Modems, Sendern und Empfängern eingespart. Insbesondere bei der Erweiterung einer bestehenden PDH-Verbindung durch zusätzliche SDH-Kanäle ist es sehr vorteilhaft, die Betriebska¬ näle beider Hierarchien in eine gemeinsame Ersatzschaltung ein¬ zubinden. Zusätzlich wird auf diese Weise die Frequenzökonomie verbessert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfin¬ dungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zur Realisierung einer gemischten PDH/SDH-Ersatzschaltung gibt es zwei Lösungsmöglichkeiten, wobei entweder SDH-Betriebskanäle in eine Ersatzschaltung mit einem PDH-Ersatzkanal oder PDH- Betriebskanäle in eine Ersatzschaltung mit einem SDH-Ersatzka- nal eingebunden werden. Diese beiden Varianten werden nachfol¬ gend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispielen näher erläutert.
Wenn eine bestehende PDH-Richtfunkersatzschalteinrichtung mit zusätzlichen Betriebskanälen erweitert werden soll, ist es aus betriebsökonomischen Gründen und im Hinblick auf zukünftige SDH-Netze in der Regel nicht sinnvoll, die Erweiterung in PDH- Technik vorzunehmen. Vielmehr besteht häufig der Wunsch, solche Erweiterungen mit moderner SDH-Technik auszuführen, auch wenn hierüber zunächst nur PDH-Signale übertragen werden.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit der Einbindung eines SDH-Betriebskanals in eine bestehende PDH-Ersatzschaltung. Der obere Teil der Figur zeigt dabei einen existierenden PDH- Ersatzschaltaufbau, bestehend aus einem Betriebs- und einem Ersatzkanal mit den zugehörigen Signalverzweigungen, Signal¬ schaltern und Steuereinrichtungen. Der untere, strichliert umrahmte Teil, zeigt einen neu hinzuzufügenden SDH-Betriebska- nanl, mit dem die gesamte PDH-Richtfunkeinrichtung erweitert werden soll.
Auf eine nähere Beschreibung der in der Figur oben liegenden bestehenden PDH-Richtfunkersatzschalteinrichtung wird hier ver¬ zichtet und auf die ausführliche Erläuterung dazu in dem vor¬ stehend genannten Aufsatz aus telcom report verwiesen. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich daher im wesentlichen auf die spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gemischt- betriebes.
Das über den SDH-Kanal zu übertragende PDH-Signal DS wird zunächst über eine Signalverzweigung 1 zu dem Signalwähler 2 des Ersatzkanals sowie parallel zu einem Digital Radio Terminal DRT 3 geführt. In dem DRT 3 wird das PDH-Signal in einen SDH- Rahmen eingebettet (SDH mapping) , so daß ein genormtes STM-l- Signal mit 155 Mbit/s entsteht. Hierbei kann das DRT 3 von einer zentralen Takteinrichtung 4 (Central Timing Unit CTU) synchronisiert werden. Das STM-1-Signal wird dann mit Hilfe von SDH-Richtfunkeinrichtungen, nämlich einem Modulator 5, einem Radiofrequenz-Sender 6, einem Radiofrequenz-Empfänger 7 und einem Demodulator 8 übertragen. Auf der Empfangsseite wird mit Hilfe eines Digital Radio Terminal DRT 9 aus dem empfangenen STM-1-Signal das eingebettete PDH-Signal wieder entnommen und einem Umschalter 10 (Hitless Switch) zugeführt.
Zur Steuerung der Ersatzschaltung werden aus den PDH- und SDH- Demodulatoren 11, 12 und 8 sowie aus dem DRT 9 Alarme und Qua- liätssignale (in der Figur eingezeichnet durch eine Linie mit schrägem Strich) zu einer Steuereinheit 13 geführt. Der
Umschalter 10 kann, gesteuert durch die Steuereinheit 13, zwi¬ schen dem Ausgangssignal des SDH-Betriebskanals und dem des PDH-Ersatzkanals auswählen und ggf. eine bitfehlerfreie Umschaltung durchführen. Wesentlich für die bitfehlerfreie Ersatzschaltung ist, daß die elektrischen Längen
(Grundverzögerungen) der PDH- und SDH-Kanäle etwa gleich groß sind, so daß evtl. Differenzlaufzeiten innerhalb des Ausgleich¬ bereichs des Umschalters 10 liegen. Um dies zu erreichen, kön¬ nen in den PDH-Kanälen entsprechende Verzögerungen r eingebaut werden. Diese Verzögerungen befinden sich in den den Demodula- toren 11, 12 angeschlossenen Einheiten 14, 15.
Das in Fig. 1 für je einen PDH- und SDH-Betriebskanal darge¬ stellte Ersatzschaltbild ist selbstverständlich auf mehrere PDH- sowie SDH-Betriebskanäle erweiterbar.
Fig. 2 zeigt die zweite Variante des Gemischtbetriebes mit SDH- Ersatzkanal, bei dem PDH-Betriebskanäle in ein SDH-Ersatz- schaltsystem mit SDH-Ersatzkanal eingebunden sind. Hierbei zeigt der obere Teil der Figur eine standardmäßige SDH-Ersatz- schaltkonfiguration, bestehend aus einem Betriebs- und einem Ersatzkanal. Eine detailliertere Beschreibung der Funktions¬ weise der SDH-Ersatzschaltung ist beispielsweise in dem vorste¬ hend zitierten Aufsatz aus 3rd ECRR gegeben. Der in Fig. 2 gestrichelt umrahmte Teil zeigt einen PDH-Betriebskanal, der in die SDH-Ersatzschaltung neu einzubinden ist. Wesentliche Merk¬ male dieses PDH-Kanals sind, daß das zu übertragende Signal DS hinter der SignalVerzweigung 16 für den gemeinsamen Ersatzkanal mit Hilfe eines Digital Radio Terminal DRT 17 in ein SDH-Signal eingebettet und somit als genormtes STM-1-Signal mit 155 Mbit/s zum Leitungswähler 18 des SDH-Ersatzkanals geführt wird. Das korrespondierende STM-1-Signal am Ausgang des Leitungsverzwei- gers 19 auf der Empfangsseite wird wiederum mittels eines DRT's 20 in ein PDH-Signal DS zurückgewandelt und zu einem PDH- Umschalter 21 (Hitless Switch) geführt. Auch hier werden zur
Steuerung der Ersatzschaltung aus allen SDH- und PDH-Demodula- toren 22, 23 und 24 und den DRT's Alarme und Qualitätssignale einer Steuereinheit 25 zugeführt. Der Umschalter 21 kann, kon¬ trolliert durch die Steuereinheit 25, zwischen dem Ausgangs- signal des PDH-Betriebskanals und dem des SDH-Ersatzkanals aus¬ wählen und ggf. eine bitfehlerfreie Umschaltung durchführen. Die SDH-Betriebskanäle benutzen natürlich einen auf der STM-1- Ebene arbeitenden Umschalter 26.
Wesentlich für eine erwünschte schnelle Ersatzschaltung des PDH-Betriebssignals DS ist, daß alle DRT's 17, 27 der Sende¬ seite mit demselben Systemtakt TQ aus einer gemeinsamen zentra¬ len Takteinheit 28 (Central Timing Unit CTU) synchronisiert werden. Damit bleiben bei einem Wechsel des EingangsSignals des gemeinsamen Ersatzkanals alle Modems in ihm eingeschwungen. Es wird keine Zeit für eine neue Synchronisation benötigt.
Weiterhin ist es notwendig, den dynamischen Längenausgleichsbe¬ reich der Umschalter so groß zu gestalten, daß er die volle dy- namische Längendifferenz zwischen dem PDH-Betriebskanal und dem SDH-Ersatzkanal ausgleichen kann. Dies ist in Fig. 2 durch das Laufzeitglied 30 (Laufzeit Δr) am PDH-Umschalter 21 angedeutet Die statische Längendifferenz kann durch ein festes Laufzeit- glied τ im PDH-Kanal ausgeglichen werden.
Das in Fig. 2 anhand eines SDH- und PDH-Betriebskanals darge¬ stellte gemischte Ersatzschaltprinzip kann sinngemäß auch auf mehrere SDH- sowie PDH-Betriebskanäle erweitert werden.

Claims

Patentansprüche
1. System zur Übertragung von Informationen auf elektrischem Wege mit hoher Sicherheit, insbesondere Richtfunksystem, bei dem mehrere Übertragungskanäle (Betriebskanäle) vorgesehen sind, denen n (n>l) Ersatzübertragungskanäle zugeordnet sind und bei dem weiterhin eine Überwachungseinrichtung und Um¬ schalteinrichtung vorgesehen ist, die den Ersatz eines gestör¬ ten Übertragungskanals durch einen Ersatzübertragungskanal ermöglicht, gekennzeichnet durch einen Gemischbetrieb eines
Übertragungssystems der Plesiochronen Digitalhierarchie PDH und eines Übertragungssystems der Synchronen Digitalhierarchie SDH mit für beide Systeme gemeinsamen Ersatzschalteinrichtungen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß SDH- Betriebskanäle in eine PDH-Ersatzschaltung mit wenigstens einem PDH-Ersatzkanal eingebunden sind derart, daß das über den SDH- Kanal zu übertragende PDH-Signal über eine Signalverzweigung zu einem Signalwähler des Ersatzkanals sowie parallel zu einem Digital Radio Terminal DRT geführt wird, in dem das PDH-Signal in einen SDH-Rahmen eingebettet wird unter Entstehung eines genormten Signals (STM-1-Signal) , das mit Hilfe von SDH- Funkeinrichtungen (Mod, Tx, Rx, DEM) übertragen wird, und daß auf der Empfangsseite mit Hilfe eines Digital Radio Terminal DRT aus dem empfangenen STM-1-Signal das eingebettete PDH- Signal entnommen und einem Umschalter zugeführt wird.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Ersatzschaltung aus den PDH- und SDH-Demodulato- ren sowie aus dem Digital Radio Terminal DRT Alarme und Quali¬ tätssignale einer Steuereinheit zugeführt werden, durch die der Umschalter gesteuert wird zur Auswahl zwischen dem Ausgangs¬ signal des SDH-Betriebskanals und dem des PDH-Ersatzkanals.
4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich eventueller Differenzlaufzeiten von PDH- und SDH- Kanälen in den PDH-Kanälen Verzögerungen eingefügt sind.
5. System nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß PDH-
Betriebskanäle in eine SDH-Ersatzschaltung mit wenigstens einem SDH-Ersatzkanal eingebunden sind derart, daß das über den PDH- Kanal zu übertragende Signal hinter einer Signalverzweigung für den gemeinsamen SDH-Ersatzkanal mit Hilfe eines Digital Radio Terminal DRT in ein SDH-Signal eingebettet wird und als genorm¬ tes Signal (STM-l-Signal) einem Leitungswähler des SDH-Ersatz¬ kanals zugeführt wird, und daß das korrespondierende STM-1- Signal am Ausgang eines Leitungsverzweigers auf der Empfangs- seite mittelε eines Digital Radio Terminal DRT in ein PDH- Signal zurückgewandelt und einem Umschalter zugeführt wird.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Ersatzschaltung aus den PDH- und SDH-Demodulato- ren sowie aus dem Digital Radio Terminal DRT Alarme und Quali- tätssignale einer Steuereinrichtung zugeführt werden, durch die der Umschalter gesteuert wird zur Auswahl zwischen dem Aus¬ gangssignal des PDH-Betriebskanals und dem des SDH-Ersatz¬ kanals.
7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Umschalter ein Laufzeitglied zugeordnet ist zum Ausgleich der vollen dynamischen Längendifferenz zwischen dem PDH- Betriebskanal und dem SDH-Ersatzkanal.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im PDH-Kanal ein festes Laufzeitglied angeordnet ist zum Ausgleich der statischen Längendifferenz.
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß alle digitalen Radioterminals DRT der Sendeseite mit demselben Systemtakt aus einer gemeinsamen zentralen Zeiteinrichtung synchronisiert werden.
PCT/DE1996/002000 1995-10-25 1996-10-21 System zur übertragung von informationen durch einen gemischtbetrieb einer pdh und einer sdh mit einem ersatzübertragungskanal WO1997015987A1 (de)

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