CN1181853A - 具有异步传送模式设施的同步数字系列多路复用器 - Google Patents

Abstract

一种同步数字系列多路复用器包括异步传送模式反复用器。此复用器一般与ATM速率适配有关并且可能包含在具有至少一条数据路径的电信系统中,此数据路径的一端连到反复用器,其另一端连到另一反复用器。

Description

具有异步传送模式设施的同步 数字系列多路复用器

本发明涉及与经同步数字系列(SDH)网络的异步传送模式(ATM)信息的传输有关的反复用的使用。首先描述本文中的反复用概念。

1.如图1所示，反复用将串行数据流改编为多个较慢的并行数据流以便传输，并且多路分解器颠倒此过程，也允许路径长度中的可能差异和并行数据流之间的传播延迟。并行路径的数量可由网络管理根据需求而变化。一条备用路径可提供1：n保护。

2.ATM反复用器(AIM)由ATM会议定义并期望会被国际电信联盟(ITU)采纳。与现有的以比特电平动作的专用反复用器相比，对于n×64kb/s与n×2Mb/s，它将任何ATM信元数据流变为多个并行数据流标准化，每个并行数据流装载在1.5或2Mb/s速率的电路上。

3.AIM打算用于ATM网络中，在诸如34/45Mb/s的高速率承载电路是不经济或不可获得的情况下，提供一般经过由一个电话公司租用的线路链接其子网络至另一子网络的经济装置。利用AIM，租用线路的容量分配及其费用可随需要递增地上升，而不是大的跳跃增长。AIM可允许准同步数字系列(PDH)电路支持类似SDH的质量以便至少用于传输，这是因为AIM使用1：n备用并提供有关每个成分的并行数据流性能的管理信息的潜在能力。

在此应用中的网络管理必须理想地能跟踪作为单个组的多个并行数据流。在SDH中，这个概念定义为“虚连接”。

ATM网络能潜在地为某些类型的业务在用户与应用之间提供统计增益不是AIM的特性。而且，任何这样的增益将安排在每个ATM网络中，而AIM提供这样的网络之间的固有的峰值速率限制的承载传输线(pipe)。

AIM期望在ATM交换机中实施，并且建议是它们应可选择地包含在SDH部件中。

用于每秒几兆比特(Mb/s)数据速率的反复用器的现有格式是专用的，并且不符合任何标准。它们作为能符合数据网络的单独盒子(box)存在，一般在数据网络中高达8Mb/s的路由器端口与连到PDH传输网络中的高达4×2.048Mb/s的物理链路之间进行变换。在远端数据网络上，以互补方式使用来自同一销售商的反复用器。在PDH网络中，多个2Mb/s链路一般连续地多路复用至多达8或34Mb/s或140Mb/s。

根据ATM论坛规范的ATM反复用器(“ATM”)功能期望由许多供应者支持，允许ATM网络之间更加灵活的互相协作。具体地，在ATM产品中的其他实施之间，AIM打算嵌入在ATM交换机中(例如参见“电缆电信工程”95年12月，第10页以及下列等等)。这样的交换机一般具有许多端口选择，包括155Mb/s(SDH速率)和34或2Mb/s(PDH速率)。虽然图4原则上可以是任何完整的图，但与图4共同的是：图5表示经过4×2Mb/s物理链路传输的8Mb/s的ATM业务。虽然PDH包括8.448Mb/s速率的定义，但这个速率现在很少被产品供应商支持，部分地因为它不能由SDH进行传输。

根据本发明，提供包括异步传送模式(ATM)反复用器功能的同步数字系列(SDH)多路复用器。

此SDH多路复用器一般与ATM速率配合有关，如图7与8中所示的。

此SDH多路复用器还包括用于在622Mb/s的相邻连接与虚连接之间进行变换。

在数据路径的远端上将需要用于互补处理的相应的反复用器，并且此反复用器能保持在所示的常规位置中。

还提供分配给每个用户网络接口端口并且与多条虚路径有关的参数。

现在将通过示例结合附图来描述本发明，其中：

图1表示反复用器的原理；

图2表示ATM反复用器(AIM)的方块图；

图3表示ATM网络中的AIM的使用；

图3a表示在带宽与费用递增之间的关系；

图4表示常规反复用器应用的方块图；

图5表示ATM交换机中的AIM应用的方块图；

图6表示SDH部件中的AIM应用的方块图；

图7表示在图6中的AIM功能之前和之后的处理的方框图；和

图8表示对应图7所示的处理的在ATM信元上的动作。

ATM反复用器功能应放置在SDH多路复用器内，即不是ATM产品，如图6所示，并且如图7和8中所示的，也在SDH多路复用器中的ATM速率配合有关。在SDH多路复用器内的AIM的这个设置具有操作优点，在图4与5的多个物理接口现在能由ATM交换机与SDH多路复用器之间的单个物理接口代替的一般优点之外，还有稍后论述的特定优点。诸如图6所示的SDH多路复用器的设计一般将使用AIM与通常SDH多路复用器功能之间的内部虚拟并行数据流，即使得例如2Mb/s的那些数据流一般是以单个的多路复用的串行内部数据流形式。

尽管ATM交换机内的AIM功能一般能利用交换机的多个PDH端口以软件实施，但它在SDH多路复用器中的实施一般要求附加的硬件。由于物理端口的减少仍节约整个系统费用。

下面描述组合的SDH多路复用器内的操作方式。在SDH多路复用器内，例如8Mb/s的有效负载将变换为4×2Mb/s，每个2Mb/s又变换为适当大小(VC-12)的SDH虚拟容器(VC)用于向前传输。另外可选择的是，ATM有效负载可直接地和更有效地变换为每个SDHVC-12，允许那个有效负载的一些由用于将每个2Mb/s变换为其VC-12的“开销”或控制字节传送。为了说明，VC-12的正常大小是2.304Mb/s，并用于传送“2Mb/s”或2.048Mb/s。ITU建议定义ATM信元流变换为各种VC-n：例如VC-2、VC-3和VC-4。

当然，其他业务能由SDH多路复用器传送，其中其(Nx)155Mb/s接口的剩余容量给SDH网络的其余部分。AIM的使用允许ATM带宽供应的颗粒，即带宽分配的最小增量保持为与使SDH网络容量适合各种ATM和非ATM需求所需要的颗粒一样小。

SDH已在虚联连接的概念内进行定义，其中许多独立的VC-n仅由存储在SDH网络管理系统中的标记联系起来，例如，这可以在以所述方式用于AIM时，为了它们能获得类似的地理路由选择来确保传播延迟一组VC-n，能有利的管理为虚连接组。那么，根据ITU，一组m×VC-n定义为“VC-n-mc”。

ATM反复用器放置在SDH多路复用器中具有能在ATM交换机与SDH多路复用器之间使用单个物理接口的优点，传送可变的有效负载，为了说明的一致性，有效负载表示为8Mb/s。在用于ATM传输的网络互连的可接受系列中超过2Mb/s的下一层是34Mb/s。单个接口的使用在设备上多个端口的电缆与安装费用方面明显的节省了。它也具有更大的操作灵活性来增加业务级别而无需人工干预，但此安排的主要益处是ATM交换机，现在ATM交换机具有其他应用的更空闲的端口。

这是有意义的，因为ATM交换机的容量最一般地用其端口数量来表示，每个端口假定为155Mb/s。在ATM交换机上的端口数量一般是具有与其速度不成比例地昂贵的低速度端口的严格设计和费用限制。作为说明，每个携带2Mb/s端口的插件板一般将携带8个这样的端口并占据能装备155Mb/s端口即约10倍业务端口的插件板空间。虽然特殊的附加机架设计有时能装备在ATM交换机中。为了使许多低速率端口的业务集中在单个155Mb/s端口中，显著地增加费用和复杂性。

一旦AIM是在SDH多路复用器内，还有一个机会出现了。重新解释图2，在终端用户之间也可选择使用AIM，从而允许管理的SDH传输网络给单个ATM电路或电路组选择路由。同时，这个解决方法能模拟支持灵活的带宽分配的ATM网络的关键特性之一，在这种情况中以1.5/2Mb/s多路复用。这满足许多ATM用户的需要，并且因为它使用现有的SDH基础结构而无需新的ATM基础结构，所以它给ATM租用线路的早期规定提供低风险的解决方法。

由于上面安排的变化，SDH多路复用器加上其有关的AIM能包含在ATM交换机中，使得交换机与SDH网络之间的接口将是在(Nx)155Mb/s速率上。假定在这里使用AIM，则在那个接口中使用的容量是以VC-n诸如VC-12等递增，而不是通常的单个VC-n递增。由此给提出在VC-4情况下具有特定优点的建议提供了机会。当前定义的变换ATM为SDH622 Mb/s的方法是利用ITU1.432中所提出的“相邻”联接，其中多个VC-4(在这种情况中是4个VC-4)经由每个VC-4中(事实上是在每个VC-4的“指针”中)的特定控制字节内容一起相关的。那么4×VC4作为单个有效负载出现，在它们通过SDH设备相互之间具有严格控制的相对延迟，因此不必跨越4×VC-4使用AIM。

这个联接方法具有优点：实际上不设计已知的SDH传输设备来确认特定控制字节和根据它们动作。因此，不能在现有的SDH网络上传送当前的622Mb/s ATM。即使一个SDH销售商支持这种方法，已经安装的SDH网络仍是一个障碍。在美国，黑光纤(dark fibre)相对普通，并且可用于ATM节点的直接互连这点，并不特别关注。但在欧洲黑光纤一般很少可获得。

例如，可在安装在用于622Mb/s的相连联接与实际上能由现有的SDH设备支持的虚拟联接之间的SDH多路复用器内进行变换，因为变换对于DSH网络部件没有加上新的要求。此变换当然将包括跨越是虚拟连接组的4×VC-4的AIM的应用。虽然4的值适用于622Mb/s，但其它值也能同样可用于其他数据速率。

合作业务一般包含恒定比特率(CBR)和可变比特率(VBR)业务的混合。每个业务由已与电话公司签订合同的业务质量(QoS)限制在用户网络接口(UNI)上，所签订的业务质量是在超过商定的QoS分布的信元将冒着一旦电话公司网络上的总负载重，就被电话公司“管治”而被删除的危险。仅用于满足UNI的空闲信元允许被删除，而不查阅任何QoS合同。

为了符合合同，电话公司将期望企业提供输出整形，这可理想地预期电话公司的控制管治并因此可以控制一个以上的脉冲串信元流的参数，但一般通过延迟超过峰值内的任何信元至少可阻止商定的峰值信元速率(PCR)被超出。

常规地，为每个虚拟容器(VC)或可能包含多个VC的每个虚拟路径(VP)定义QoS。此QoS包括许多参数，一些参数潜在地复杂并且控制以验证要满足的QoS在电话公司网络中的硬件和软件上所强加的复杂要求。如果合同的PCR小于UNI承载电路，即传输路径能支持，那么在控制较低容量的承载电路之后，每个企业可用于节约带宽费用，可能通过连接更多企业到接入网络来实现。速率适合较少承载电路包括空闲信元的删除。

几乎任意大小的承载电路能由ATM反复用来综合，将串行信元流穿过许多并行信道或用于形成一个混合承载电路的旁听者。并行信道可以是基本速率(1.5或2 Mb/s)，随后可以变换为SDH或SONET有效负载，或ATM反多路复用可以直接变换为SDH或SONET有效负载。

为了简化ATM接入网络产品的设计，比QoS简单的参数可被定义以便分配给每个UNI端口，此端口可能包含多个VP，并特别地但不是唯一地与ATM反复用为SDH的使用有关。

1.一旦电话公司提供虚拟路径服务，QoS将在VP级上进行管理。通过每个VP，企业能选择穿过许多交换的虚电路到它的其它站址。然后，由企业控制它自己的SVC，使得在传送给电话公司的VP中，没有“贪心的”SVC将发射如此多的信元，以致它阻止容量的公平分享被其他SVC所获得。这个控制功能出现在企业交换机内。如果可能由于设备故障而失败，那么电话公司控制出现在VP级上，这不能在可能破坏其站址之间的一些企业SVC的不同SVC信元之间相区别。

2.在企业交换机中，在输出的业务成形使它的峰值信元速率适应所提供的诸如34或155Mb/s UNI的物理端口速率选择。这个成形一般导致任何过多峰值内的信元超出。为了能保护诸如CBR的延迟敏感业务，能独立地将此成形加到每个VP，其采用的方式是使总的信元速率保持在UNI实际速率内。如果这个成形也许由于设备故障而失败，那么在UNI速率上的固有物理限制可能引起其站址之间的一些企业VP的破坏。

3.输出业务成形还允许定义比端口速率更低的PCR，以便允许更加灵活的支持网络选定尺寸。(通常只在这个应用中才清楚地确认“输出成形”的存在，它也必须存在以便允许支持不同端口速率选择)。这样的成形能独立地应用于每个VP，所用方式是使总的信元速率保持在PCR限制之中。这潜在地允许电话公司通过为每个ATM UNI端口只配置一个输入参数，即它的限制PCR而不是一般地如由ITU中的UNI定义所允许的多达356个UP顶部端口的每一端口配置6-12QoS参数来简化其接入网络管理和规划。

电话公司与企业之间的合同因而将规定：后者必须不超过其端口PCR。如果可能由于设备故障而失败，那么电话公司在每个端口的PCR上的限制可能破坏其站址之间的一些企业VP。后面这个可能性其危害并不比上面(2)中所述的由于可能的设备故障更坏。

这个简化的每个UNI端口的接入参数定义的认可将简化网络操作并减少ATM接入设备的复杂性，而不引起服务质量的任何新的危害。

Claims (6)

1.一种同步数字系列(SDH)多路复用器，包括异步传送模式(ATM)反复用器(AIM)。

2.根据权利要求1所述的SDH多路复用器，采用ATM速率适配。

3.根据权利要求1或2的SDH多路复用器，还包括用于在622Mb/s的相邻连接与虚拟连接之间进行转换的装置。

4.包含根据前面任一个权利要求中的SDH多路复用器的一种电信系统，至少具有一条数据路径，该数据路径的一端连到AIM，另一端连到另一个AIM。

5.根据权利要求4的电信系统，还包括多个ATM用户网络接口(UNI)端口并包括为每个UNI端口提供一个输入参数的装置。

6.根据权利要求5的电信系统，其中每个UNI端口包括一条或多条虚拟路径。

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