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TECHNISCHES GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
Telekommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine integrierte Amtsleitung, welche mehrere Matrix-Subsysteme
zum Transportieren von Netzwerkverkehr untereinander verbindet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Digitale
Crossconnect-Systeme bilden einen integralen Bestandteil von Telekommunikations-Transportnetzen.
Sie kommen zunehmend bei allen Dienstanbietern zur Anwendung, also
auch bei Betreibern von lokalen Vermittlungsstellen, Betreibern
von Fernvermittlungsstellen und neuen Zugangsanbietern. Bestehende
digitale Crossconnect-Systemarchitekturen basierten bisher im allgemeinen
auf einem Single-Core-Konzept, bei dem alle Querverbindungen über einen
einzigen Vermittlungsknoten oder ein einziges Vermittlungsnetz (Fabric) hergestellt
werden. Um die in Ebenen organisierten Signalstrukturen handhaben
zu können,
die in heutigen Transportnetzen zur Anwendung kommen, wurden diese
einzelnen Vermittlungsknoten bislang in Serie geschaltet.
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Da
neue Daten-, Sprach- und Bildverarbeitungsanwendungen derzeit einen
grundlegenden Wandel der Art des Informationsverkehrs im Netz hervorrufen,
muß sich
die Netzarchitektur weiterentwickeln, um diesen Wandel zu bewältigen.
Das Netz wird nicht mehr, wie in der Vergangenheit üblich, überwiegend
Sprachsignale übermitteln,
sondern zunehmend Daten in Form von Bursts mit hoher Geschwindigkeit
zu transportieren haben. Benutzeranwendungen und neue Netzwerktechnologien
wie zum Beispiel Frame Relay, vermittelte Multi-Megabit-Datendienste
und der Asynchrone Transfermodus (ATM) bewirken derzeit einen Übergang
vom Transportnetz zum synchronen optischen Netzwerk (Synchronous
Optical NETwork, SONST). SONST ist ein neues Transportmedium und
zur Überbrückung mittlerer
Distanzen zwischen Vermittlungssystemen ausgelegt. Darin sind optische
Signale und eine synchrone Framestruktur für Multiplex-Datenverkehr sowie für Betriebs- und Wartungsverfahren
definiert.
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SONST
bringt einen mehrdimensionalen Anstieg der Netzwerkkomplexitäten mit
sich. In neue Breitband- und Weitband-SPEs (Synchronous Payload
Envelopes, synchrone Nutzlast-Umschläge) sind Signale höchst unterschiedlicher
Formate integriert. In Nordamerika bestimmen DS1-Signale die primäre Transportrate.
DS1-Frames können
bis zu 24 DS0-Kanäle
mit Sprachsignalen oder Daten bei 64 kbit/s Datenrate transportieren.
DS1-Signale lassen sich in die neuen SONET-SPEs STS-1 (Synchronous Transport Signal
Level 1) auf vielfältige
Weise einordnen. 1) Die DS1-Signale können über M1/3-Multiplexer in DS3-Frames
gemultiplext werden, und die DS3-Signale können im STS1-SPE eingeordnet
werden. 2) Die DS1-Signale
lassen sich synchron oder asynchron in gleitende VT1.5-Nutzdatenkanäle (mit
VT für "Virtual Tributary" _ virtueller SONET-Kanal,
der nur einen zugewiesenen Datentyp transportieren kann) einordnen,
und die UT1.5-Signale können
in den STS1-SPE gemultiplext werden. Allerdings entstehen mit diesen
Konzepten drei inkompatible Weitbandstrukturen, die einzeln vorbereitet,
gemultiplext und vermittelt werden müssen, damit die Integrität des Signals über den
gesamten Signalweg gewährleistet
ist, was beispielsweise im Artikel "NK 2000 Network Node – The Central
Processing Element for Future Transmission Networks" in der Philips Telecommunications
Review, Ausgabe März
1992, beschrieben wird. In dieser Analyse zeigt sich, daß Netzwerke
Datenverkehr nicht länger
transparent übertragen
können.
Da die Netzwerke in der Lage sein müssen, unterschiedliche Nutzlasten
zu erkennen, um den Verkehr unversehrt zwischen den Teilnehmern
zu übertragen,
muß das
digitale Crossconnect-System alle drei Formate gleich gut verarbeiten
können.
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Dementsprechend
hat man die Vorzüge
eines digitalen Crossconnect-Systems erkannt, das Schmalband-, Weitband-
und Breitbandsysteme zum Routen und Manipulieren sowohl von leitungsgebundenem
als auch von zellbasiertem Verkehr integriert. Um diese Aufgabe
zu bewältigen,
ist eine einzelne Verbindung zum Verknüpfen von nicht am selben Standort
befindlichen Crossconnect-Matrizen und Geräten für den Transport von Daten,
Steuersignalen, Timing-Informationen und ausgewählten Netzverwaltungsinformationen
vorgesehen. Darüber
hinaus sind Maßnahmen
zur Pfadabsicherung vorgesehen, um die Integrität des Signals über den
gesamten Signalweg zu gewährleisten.
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In
EP-A-0,746,957 wird ein integriertes Crossconnect-System mit mehreren
Datenraten beschrieben, das ein Breitband-Subsystem für die Verarbeitung optischer
und elektrischer Signale des Telekommunikationsnetzwerks enthält. Ebenfalls
vorhanden sind ein Weitband- und ein Breitband-Subsystem. Ein Administrations-Subsystem
sorgt ferner für
die zentralisierte Steuerung und die Synchronisation mit dem Breitband-Subsystem,
dem Weitband-Subsystem und dem Schmalband-Subsystem. Das Weitband-Subsystem
ist mit dem Breitband-Subsystem und dem Schmalband-Subsystem über interne Übertragungsverbindungen
gekoppelt, um eine Fernverteilung der einzelnen Subsysteme zu ermöglichen,
und jedes Subsystem arbeitet mit seiner eigenen Timing-Insel, die
mit einem Timing-Referenzsignal synchronisiert ist, um die Verteilung
der Komponenten zu erleichtern.
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ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine integrierte Multi-Fabric-Crossconnect-Amtsleitung vorgesehen,
welche die mit früheren
Systemen verbundenen Nachteile beseitigt oder wesentlich reduziert.
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Besondere
und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet ein integriertes Multi-Fabric-Crossconnect-System
eine Breitbandmatrix, mindestens ein mit einem Telekommunikationsnetzwerk
gekoppeltes Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät und eine
integrierte Amtsleitung, welche die Breitbandmatrix und das Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät miteinander
verbindet, wobei über
die integrierte Amtsleitung eine Duplexübertragung eines optischen
IOL-N-Signals von N gemultiplexten STS-1P-Signalen mit einer OC-N-Datenrate
erfolgt. Die Breitbandmatrix und das Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät beinhalten
jeweils eine optische Schnittstellenschaltung, die mit der integrierten
Amtsleitung gekoppelt ist, welche die optischen IOL-N-Signale empfängt und
ferner eine Konvertierung zwischen den N gemultiplexten optischen STS-1P-Signalen
und N demultiplexten elektrischen STS-1P-Signalen durchführt. Das über die
integrierte Amtsleitung übertragene
IOL-N-Signal enthält
Nutzlast- und Overheadfelder, welche Steuerungsinformationen und
Fehlererfassungsdaten transportieren. Die besagten Overheadfelder
enthalten einen Kanalidentifizierungscode, der jedem der besagten
optischen IOL-N-Signale zugeordnet ist und einen Querverbindungskanal
in besagter Breitbandmatrix angibt, sowie einen Paritätscode,
der einen Paritätswert für jedes
der besagten optischen IOL-N-Signale
angibt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein integriertes Multi-Fabric-Crossconnect-System
mit abgesetzt angeordneten Komponenten vorgesehen, die über eine
integrierte Amtsleitung miteinander verbunden sind. Das System enthält eine
Breitbandmatrix, mindestens ein mit einem Telekommunikationsnetzwerk
gekoppeltes und abgesetzt angeordnetes Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät sowie
eine integrierte Amtsleitung, welche die Breitbandmatrix und das
Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät miteinander verbindet, wobei über die
integrierte Amtsleitung die Duplexübertragung eines optischen
IOL-N-Signals von N gemultiplexten optischen STS-1P-Signalen bei einer
OC-N-Datenrate erfolgt.
Die Breitbandmatrix und das Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät beinhalten
jeweils eine mit der integrierten Amtsleitung gekoppelte optische
Schnittstellenschaltung, welche die optischen IOL-N-Signale empfängt und sendet
und ferner zwischen den N gemultiplexten optischen STS-1P-Signalen
und N demultiplexten elektrischen STS1P-Signalen konvertiert. Das
auf der integrierten Amtsleitung übertragene IOL-N-Signal enthält Nutzlast-
und Overheadfelder, welche Steuerungsinformationen und Fehlererfassungsdaten transportieren.
Die besagten Overheadfelder enthalten einen Kanalidentifizierungscode,
der jedem der besagten optischen STS-1P-Signale zugeordnet ist und
einen Querverbindungskanal in besagter Breitbandmatrix angibt, sowie
einen Paritätscode,
der einen Paritätswert
für jedes
der besagten optischen IOL-N-Signale angibt. Ebenfalls enthalten
sind eine abgesetzt angeordnete Weitbandmatrix, eine zweite integrierte
Amtsleitung, welche die Breitbandmatrix und die abgesetzt angeordnete
Weitbandmatrix über eine
TSP-Einheit verbindet, sowie optional eine oder mehrere abgesetzt
angeordnete Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheiten,
die mit einem Telekommunikationsnetz gekoppelt sind, wobei die Weitbandmatrix
und die Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheit über eine
dritte integrierte Amtsleitung miteinander verbunden sind. Fehlererfassungsdaten
einschließlich
eines Querverbindungskanal-Kanalidentifizierungscodes
und eines Paritätswertes
befinden sich unter den IOL-Overheadfeldern. Die Fehlererfassungsdaten
in den IOL-Overheadfeldern werden an ausgewählten Punkten entlang eines Übertragungspfades überwacht.
Wird ein Fehler festgestellt, so werden alle Monitore auf dem Übertragungspfad
für die Überwachung
der IOL-Overhead-Fehlererfassungsdaten aktiviert, um den Ausgangspunkt
des festgestellten Fehlers einzukreisen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden abgesetzt angeordneter
Crossconnect-Matrizen
mit zugehörigen Leitungsabschlußgeräten vorgesehen,
die mit einem Telekommunikationsnetzwerk gekoppelt sind. Das Verfahren
beinhaltet die Schritte, ein Netzwerksignal einschließlich Netzwerkdaten
und Overheadfeldern vom Telekommunikationsnetzwerk zu empfangen und
die Netzwerk-Overheadfelder
zu extrahieren. Die extrahierten Netzwerk-Overheadfelder werden abgeschlossen
und verarbeitet oder zu angeschlossenen Prozessoren geroutet, wo
der Overhead verarbeitet oder zum MI zum Einfügen in das IOL-N-Signal oder
zu einem zentralisierten und am Standort der Breitbandmatrix angeordneten
Prozessor geroutet werden kann. Der STS-SPE wird in ein STS-1P-Signal
konvertiert, indem ein Overheadfeld hinzugefügt wird, das Fehlererfassungsdaten
enthält. Ein
Schritt zum Erzeugen des Overheadfeldes beinhaltet folgende Schritte:
Ermitteln eines Matrix-Querverbindungspfades für jedes der besagten STS-1-Signale;
Erzeugen eines eindeutigen Kanalidentifikationscodes, welcher dem
besagten Matrix-Querverbindungspfad
zugeordnet ist, und Einfügen
des besagten Kanalidentifikationscodes in die besagten Overheadfelder;
Ermitteln eines Paritätswertes
für jedes der
besagten STS-1-Signale;
Einfügen
des besagten Paritätswertes
in die besagten Overheadfelder und Konvertieren der besagten mehreren
STS-1-Signale in
ein IOL-Signal sowie Übertragen
des besagten IOL-Signals
auf einer integrierten Amtsleitung (34, 36) zu
einer abgesetzt angeordneten Crossconnect-Matrix.
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Die
STS-1P-Signale werden mit IOL-COM-Daten von den Einheitencontrollern, OHT-Daten
von den Anwendungsprozessoren und IOL-Fehlererfassungsdaten gemultiplext,
so daß das optische
IOL-N-Signal entsteht. Das Signal wird auf einer integrierten Amtsleitung
zu einer abgesetzt angeordneten Crossconnect-Matrix übertragen,
wo die IOL-Fehlererfassungsdaten
abgeschlossen und die IOL-COM-Daten extrahiert und zum TCC-Subsystem geroutet
werden, und wo die OHT-Daten extrahiert und zu einem zentralisierten
Prozessor geroutet werden und das STS-1P-Signal demultiplext und
querverbunden wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird gegebenenfalls auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, in welchen:
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1 ein
ausführliches
Blockdiagramm einer Ausführungsform
der Hardwarearchitektur des integrierten digitalen Multi-Fabric-Crossconnect-Systems
zeigt,
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die 2a und 2b detailliertere
Blockdiagramme einer Ausführungsform
der Breitband-Fabric zeigen,
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3 ein
Blockdiagramm einer Ausführungsform
der Hochgeschwindigkeits-Overheadverbindungen der Abschlußeinheit
für die
optischen Leitungen zeigt,
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4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
der Hochgeschwindigkeits-Overheadverbindungen der Abschlußeinheit
für die
elektrischen Leitungen zeigt,
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5 eine
Tabelle der Bezeichnungen für die
SONET-Transport-
und Pfad-Oberhead-Bytes zeigt,
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6 ein
vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines STS-1P-Pfadmonitors zeigt,
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7 ein
Ablaufdiagramm zur Pfad-Fehlereinkreisung zeigt und
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8 ein
Diagramm zeigt, das die Logik und das Timing des Aktivierungsbits
für den STS-1P-Pfadmonitor
veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und ihre Vorzüge werden am besten verständlich,
indem auf die 1–8 der Zeichnungen
Bezug genommen wird, wobei für
gleiche und einander entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen
gleiche Ziffern verwendet werden.
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In 1 ist
ein ausführliches
Blockdiagramm einer Ausführungsform
der Hardwarearchitektur des integrierten digitalen Multi-Fabric-Crossconnect-Systems 10 dargestellt.
Das integrierte digitale Multi-Fabric-Crossconnect-System 10 beinhaltet ein
Administrations- und Steuerungs-Subsystem 12, das für die Alarmverarbeitung
und -erzeugung, den Anlagenzugang sowie die Timing- und Kommunikationssteuerung
sorgt und weitere administrative Funktionen für das System 10 erfüllt. Das
Administrations- und Steuerungs-Subsystem 12 beinhaltet
separate und voneinander unabhängige
Timing- Subsysteme für die Crossconnect-Matrizen 20–24,
sofern sie nicht unmittelbar benachbart sind. Befinden sie sich
nicht am selben Standort, so ist für jedes Breitband-Subsystem 14,
Weitband-Subsystem 16 und Schmalband-Subsystem 18 eine
unabhängige
Zeitbasis vorgesehen.
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Das
Administrations- und Steuerungs-Subsystem 12 beinhaltet
ein Timing- und Kommunikationssteuerungs-Subsystem 25,
das seinerseits drei Einheiten beinhaltet, nämlich die Steuerung 26,
die Synchronisation 27 und die Kommunikation 28. Wenn
sich die Crossconnect-Subsysteme 14–18 am selben Standort
befinden, beispielsweise in einem kleinen System, in dem die Subsysteme
in geringer Entfernung voneinander angeordnet sind, kann ein gemeinsames
Timing- und Kommunikationssteuerungs-Subsystem 25 verwendet werden.
Befinden sich die Crossconnect-Subsysteme 14–18 nicht
am selben Standort, so wird ein separates Timing- und Kommunikationssteuerungs-Subsystem 25 verwendet,
das die einzelnen Subsysteme 14–18 mit separaten
und voneinander unabhängigen
Timing-Referenzsignalen versorgt. Durch diese Timing-Organisation
entsteht eine Timing-Gesamtarchitektur,
bei der innerhalb eines einzigen integrierten Systems 10 drei Zeitbasen
zur Anwendung kommen. Auf diese Weise werden die Frequenzeinstellung
und der Phasenabgleich an den Zeitbasisgrenzen und anderen Punkten
im System berücksichtigt.
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Das
Administrations- und Steuerungs-Subsystem 12 ist mit den
Breitband-, Weitband- und Schmalband-Subsystemen 14–18 über Standard-Kommunikationsschnittstellen
oder optische Verbindungen zur Überbrückung größerer Distanzen gekoppelt.
Die optischen Verbindungen im System 10 wurden mit dem
Begriff "integrierte
optische Verbindungen" oder
IOLs (für
engl.: "Integrated
Optical Links")
versehen, der im folgenden zur Kennzeichnung dieser Verbindungen
verwendet wird. Die IOLs arbeiten mit einer Datenrate von OC-N und
transportieren Nutzlastdaten, Timinginformationen, Steuerungsinformationen,
Fehlererfassungsdaten und Overheaddaten, die aus Netzwerk-Schnittstellenkarten
in den IOL-Overheadfeldern extrahiert werden. Jedes der Breitband-,
Weitband- und Schmalband-Subsysteme 14–18 beinhaltet
eine separate Matrix 20–24 für die Signalquerverbindung
auf den einzelnen Ebenen. Die Breitbandmatrix 20 kann eine nichtblockierende,
dreistufige Raumarchitektur aufweisen und Signale vorzugsweise mit
der STS-1-Datenrate schalten. Die Weitbandmatrix 22 kann
ebenfalls eine dreistufige Raumarchitektur aufweisen und Signale
mit der VT1.5- oder VT2-Datenrate schalten. Überdies können beide Matrizen 20 und 22 mehrere Matrixkanäle verwenden,
um Signale mit höherer
Datenrate und verkettete Signale zu schalten. Dazu gehören unter
anderem STS-3C-, STS-12C-, VT3-, VT6- und VT6Nc-Signale. Die Schmalbandmatrix 24 stellt
redundante, nichtblockierende Doppelzeitslot-Vermittlungsmatrixebenen
zum Querverbinden von Signalen mit niedrigeren Datenraten wie z.B. DS0
zur Verfügung.
Es werden sowohl die nordamerikanischen als auch die europäischen Datenraten und
-formate unterstützt.
Daher unterstützt
das System 10 asynchrone Abschlüsse bei den Datenraten DS1
und DS3 sowie synchrone SONET-Abschlüsse bei den Datenraten STS-1
und OC-N einschließlich OC-3
und OC-12.
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Die
Breitbandmatrix 20 ist mit zugehörigen. Einheitengestellen 30 und 32 für schnelle
optische Signale (HSO-Signale, mit HSO für engl. "high-speed optical" und schnelle elektrische Signale (HSE-Signale,
mit HSE für
engl. "high-speed
electrical") gekoppelt,
welche die optischen IOLs 34 beziehungsweise 36 nutzen.
Die auf IOLs transportieren Signale können im Frame-Standardformat
OC-12 vorliegen, wobei die Overheadfelder modifiziert genutzt werden.
Jede IOL transportiert 12 Nutzlasten in STS-1-Form (STS-1P)
und eine Reihe nicht standardgemäßer Overheadfelder,
in denen Signale enthalten sind, die zur internen Fehlererkennung
verwendet werden, ferner Kommunikationskanäle, ein Superframe-Indikatorsignal sowie
Informationen im Zusammenhang mit Netzwerkabschlüssen. Auf diese Overheadfelder
und ihre Funktionen wird weiter unten ausführlicher eingegangen.
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Wenn
die IOLs zum Verbinden der Crossconnect-Fabrics genutzt werden,
transportieren sie Netzwerkverkehr, Timinginformationen und Fehlererfassungssignale.
Die IOLs 34 und 35 werden außerdem verwendet, um die Hochgeschwindigkeitseinheiten 30 und 32 mit
der Breitbandmatrix 20 und die Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheiten 54 mit
der Weitbandmatrix 22 zu verbinden. Wenn sie zum Verbinden
von Einheitengestellen genutzt werden, transportieren die IOLS zusätzlich zum
Netzwerkverkehr auch Wartungs- und Steuerungssignale und Overheadsignale,
die den Netzwerkabschlüssen zugeordnet
sind. Jede IOL kann im System 10 für eine maximale Länge von
zwei Kilometern definiert sein. Die Langstreckenfähigkeit
der IOLs sorgt für Flexibilität bei der
physischen Anordnung der Einschubträger, so daß sich die unterschiedlichsten Stellflächenaufteilungen
realisieren und die Installationskosten auf ein Minimum begrenzen
lassen.
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Wie
die Abbildung zeigt, sind die OC-N-Signale einschließlich der
OC-3- und OC-12-Signale in den optischen Hochgeschwindigkeitseinheiten 30, die über IOL 34 mit
der Breitbandmatrix 20 gekoppelt sind, mit Leitungsabschlüssen versehen.
An der elektrischen Hochgeschwindigkeitseinheit 32 ist
ein vollständiger
Abschluß der
elektrischen STS-1- und DS3-Leitungen vorgesehen. Die Netzwerksignale sind über die
Breitbandmatrix 20 mit der STS-1-Datenrate querverbunden.
STS-1-SPEs (mit
SPEs für engl. "Synchronous Payload
Envelopes", synchrone Nutzlast-Umschläge), die
OC-N- oder elektrischen STS-1-Signalen zugeordnet sind, werden in STS-1P-Frames
querverbunden, die starr an die Breitband-Zeitbasis gekoppelt sind.
Die DS3-Querverbindung wird bewerkstelligt, indem die DS3-Signale
gemäß dem SONET-Standard
asynchron in STS-1-SPE-Signale
eingeordnet werden, die anschließend in STS-1P-Frames eingeordnet
werden.
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Die
Breitbandmatrix 20 ist ferner über IOL 40 mit dem
Breitband-Subsystem 16 gekoppelt. Das Breitband-Subsystem 16 ist über eine
weitere IOL 42 mit dem Weitband-Subsystem 18 gekoppelt.
Wie oben erläutert,
können
die IOLs 34, 36, 40 und 42 eine
Länge von
bis zu zwei Kilometern haben und zum Transportieren von zwölf STS-1P-Nutzlasten und
Overheadfeldern geeignet sein. Die in den Overheadfeldern von den
IOLs transportierten Informationen sind keine standardgemäßen Informationen
und werden zur Wartung, Steuerung, und Fehlererfassung sowie zum
Transport von Overhead verwendet, der von Netzwerk-Schnittstellenkarten
an einen zentralisierten Overhead-Prozessor extrahiert wird. Bidirektionaler
Verkehr auf den optischen Verbindungen (IOLs) 34, 36, 40 und 42 wird
mit der SONET-Standarddatenrate OC-12 übertragen.
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Die
Breitbandmatrix 20 ist über
eine Schnittstelleneinheit oder über
TSPs (Tributary Signal Processorss, untergeordnete Signalprozessoren) 50.
mit der Weitbandmatrix 22 gekoppelt. Die untergeordneten
Signalprozessoren 52 dienen zugleich als Schnittstellen
zwischen der Weitbandmatrix 22 und dem Schmalband-Subsystem 18 sowie
zwischen der Weitbandmatrix 22 und den Niedergeschwindigkeitseinheiten
(LS-Einheiten, mit LS für
engl. "Low Speed") 54. Die
TSPs 50–54 spielen
eine wichtige Rolle in der Timing-Architektur des integrierten digitalen
Multi-Fabric-Crossconnect-Systems 10, von dem Details im
folgenden beschrieben werden.
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Das
Weitband-Subsystem 16 unterstützt Leitungsabschlüsse einschließlich DS1-
oder E1-Signalen. Netzwerksignale mit höheren Datenraten wie DS3 und
STS-1 können über das
Breitband-Subsystem 14 auf das Weitband-Subsystem 16 zugreifen. Der
DS1-Abschluß erfolgt
an den abgesetzt angeordneten und/oder lokalen Subsystemen der Niedergeschwindigkeitseinheiten 54 und 56,
wobei die abgesetzte Niedergeschwindigkeitseinheit 54 über eine IOL 58 und
einen weiteren untergeordneten Signalprozessor 60 mit der
Weitbandmatrix gekoppelt ist. Weitbandsignale werden in modifizierten
Synchronkanälen
querverbunden, die einen nicht standardgemäßen Nutzlastumschlag enthalten,
der ein VT2-Signal transportieren kann. Asynchrone Signale wie DS1-,
E1- und VT-Signale
werden zum nicht standardgemäßen Transportieren
und Querverbinden in die modifizierten Weitbandkanäle eingeordnet. E1-,
DS1C- und DS2-Gateways sowie asynchrone Querverbindungen werden
gebildet, indem die Signale unter Anwendung der Einordnungsspezifikationen
des SONET-Standards in VT2-, VT3- beziehungsweise
VT6-Nutzlastumschläge
eingeordnet werden. Die Matrix-Transportformat-Signale (MTF-Signale)
enthalten 28 Kanäle,
von denen jeder einzelne eine VT2-Nutzlast transportieren kann.
Wie in 1 dargestellt, wird der Signalverkehr zwischen
der Breitbandmatrix 20 und den untergeordneten Signalprozessoren 50, 52 und 60 und
den Niedergeschwindigkeitseinheiten 56 und der Konvertierungseinheit 59 vollständig im
Matrix-Transportformat abgewickelt. Eine ausführlichere Beschreibung des
Matrix-Transportformats
ist im relevanten und allgemein erteilten US-Patent Nr. 5,436,890 mit dem Titel "Integrated Multi-Rate
Cross-Connect System" zu finden,
veröffentlicht
am 25. Juli 1995.
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Die
Schmalbandmatrix 24 ist über eine Schmalband-Schnittstelleneinheit 62 mit
dem Weitband-Subsystem 16 gekoppelt. Die mit der Schmalbandmatrix 24 gekoppelten
Crossconnect-Schnittstelleneinheiten 54 bewerkstelligen
den elektrischen Abschluß von
Signalen mit Datenraten, zu denen unter anderem auch die DS1- und
DS3-Bandbreiten gehören.
Das Schmalband-Subsystem 18 ist allgemein für den Zugriff
auf Netzwerkverkehr über
Weitband-Subsystem 16 ausgelegt. Signale mit niedrigeren
Datenraten einschließlich
DS0 sind über
die Schmalbandmatrix 24 querverbunden. Eine ausführlichere
Beschreibung der Hardwarearchitektur des integrierten digitalen
Multi-Fabric-Crossconnect-Systems ist ebenfalls im relevanten US-Patent
Nr. 4,436,890 mit dem Titel "Integrated
Multi-Rate Cross-Connect System" zu
finden.
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In 2 ist die Breitband-Fabric 14 detaillierter
dargestellt. Die Breitbandmatrix 20 ist in A- und B-Kopien
oder Ebenen 70 und 72 dupliziert, wobei die zugehörigen MI-Einheiten (mit MI
für engl. "Matrix Interface" = Matrixschnittstelle) 80–94 als
Schnittstelle zu den IOLs dienen und in erster Linie die Multiplex-
und Demultiplex-Funktionen
zwischen den STS-1P- und IOL-Signalen bewerkstelligen. Über die IOLs 104–110 mit
der Breitbandmatrix 20 gekoppelt sind Einheiten oder Gestelle 100 und 102 für schnelle optische
Signale (HSO-Signale), wobei diese Einheiten in erster Linie als
Schnittstelle zur Breitbandmatrix 20 und zum optischen
Bereich dienen. Die HSO-Einheiten 100 und 102 schließen, wie
in der Abbildung dargestellt, die SONET-OC-N-Signale einschließlich der OC-12- und OC-3-Signale
ab. Die OC-12-HSO-Einheit 100 beinhaltet
die Matrix-Schnittstelleneinheiten 112 und 114 zum
Multiplexen und Demultiplexen der A- und B-Kopien der IOL-Signale,
die über
die IOLs 104 beziehungsweise 106 transportiert
werden. Die Matrix-Schnittstelleneinheiten 112 und 114 sind
mit A- und B-Kopien
der Signalvorbereitungseinheiten (Signal Groomers, SGs) 116 und 118 gekoppelt,
die STS-1P-Signale vorbereiten oder schalten, die von den Matrix-Schnittstelleneinheiten 112 und 114 oder
von den optischen Abschlüssen
(Optical Terminators, OTs) 120 empfangen werden. Die Signalvorbereitungseinheiten 116 und 118 können mit
Einheitencontrollern gekoppelt sein, die in 3 dargestellt
sind. In ähnlicher
Weise beinhaltet das HSO-Gestell 102 Signalvorbereitungseinheiten 130 und 132 sowie
optische Abschlüsse 138.
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Für die Verbindung
mit dem Weitbandmatrix-Subsystem sind untergeordnete Signalprozessoreinheiten 50 vorgesehen.
Die untergeordneten Signalprozessoreinheiten 50 beinhalten
die redundanten Signalprozessoreinheiten 177 und die Matrix-Schnittstelleneinheiten 178.
Die Matrix-Schnittstelleneinheiten 178 bewerkstelligen
die Konvertierung zwischen den optischen IOL-Signalen und den STS-1P-Signalen,
und die Signalprozessoreinheiten 177 schließen die
STS-1P-Signale ab,
um die DS3-, DS1- oder VT-Signale zu extrahieren und sie zur Übertragung
an die Weitbandmatrix in Matrix-Transportformatsignale
einzuordnen.
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Ebenfalls
in 3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm enthalten,
welches das Routing und die Verarbeitung der Overheadfeld-Informationen
in den HSO-Einheiten 30 veranschaulicht.
Die ankommenden Daten werden, aus dem optischen Bereich kommend,
am Empfangseingang der optischen Abschlüsse 120 und 138 im
OC-N-Format empfangen. Das optische Signal wird in ein elektrisches
NRZ-Signal (mit NRZ für "Non-Return to Zero") konvertiert, aus
welchem Taktsignale und Frames zurückgewonnen werden, und es wird
die Qualität
des STS-1N-Signals kontrolliert. Anschließend können die Daten entschlüsselt und
zu STS1-Signalen demultiplext werden.
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Zu
diesem Zeitpunkt werden die Sektions- und Leitungs-Overheadbytes extrahiert
und verarbeitet. Diese Overheadbytes, die Netzwerksignalen zugeordnet
sind, welche in den optischen Abschlüssen 120 und 138 nicht
verarbeitet werden, werden zu den A- und B-Kopien der angeschlossenen
Prozessoren 140 und 142 geroutet, wo sie verarbeitet
und abgeschlossen werden. Alternativ dazu können die Overheadinformationen
durch die angeschlossenen Prozessoren zu den MIs geroutet und dort
in das IOL-N-Signal eingefügt
werden. Der Overhead wird an der abgehenden Matrix extrahiert und
kann zum Verarbeiten und Abschließen an einen zentralisierten Prozessor
geroutet werden. Nach Extrahieren und Verarbeiten der Overheadinformationen
werden die STS-1-Signale gemäß der Spezifikation
des SONET-Standards über
Zeiger verarbeitet, und der STS-SPE (mit SPE für engl. "Synchronous Payload Envelope") wird extrahiert
und in das System getaktet. Nicht standardgemäße STS-1P-Overheaddaten werden
in die Leitungs-Overheaddaten
eingefügt, und
die resultierenden STS-1P-Signale werden geroutet und an die redundanten
Vorbereitungseinheiten 116, 134, 118 und 136 übertragen,
wo die Signale geschaltet und nach Anweisung der Einheitencontroller 144 und 146 abgesichert
werden.
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Die
ausgegebenen STS-1P-Signale werden anschließend an die redundanten Matrix-Schnittstelleneinheiten 112, 130, 114 und 132 geroutet.
An den Matrix-Schnittstelleneinheiten 112, 130, 114 und 132 wird
die Qualität
jedes einzelnen STS-1P-Signals kontrolliert. Die Matrix-Schnittstelleneinheiten 112, 130, 114 und 132 multiplexen
ferner zwölf STS-1P-Signale
in das IOL-Signal.
Es sei darauf hingewiesen, daß diese
Ausführungsform
der IOL mit der OC-12-Datenrate arbeitet, obwohl auch andere Datenraten
implementiert werden können.
Bestimmte nicht standardgemäße Overheadfelder
einschließlich
der extrahierten Netzwerk-Overheaddaten und einiger Fehlererfassungsfelder
werden in den angeschlossenen Prozessoren 140 und 142 erzeugt
und für
den Transport zum zentralisierten Prozessorkomplex in die Overhead-Transportfelder
(OHT-Felder) der IOL-Overheaddaten
eingeordnet. Die Einheitencontroller 144 und 146 erzeugen überdies
Steuerungsinformationen (IOL-COM), die über die Breitbandmatrix an
das TCC-Subsystem 25 zu übermitteln sind. Zwei IOL-COM-Kanäle (A- und
B-Kopien) werden zu diesem Zweck verwendet, und die IOL-COM-Informationen
werden in die entsprechenden Felder im Overhead eingefügt, während die IOL-Fehlererfassungsfelder
vom MI eingefügt
werden.
-
Abgehende
Daten werden von der redundanten Breitbandmatrix 20 am
optischen Eingang der Matrix-Schnittstelleneinheiten 112, 130, 114 und 132 empfangen.
Das optische IOL-Signal wird in ein elektrisches STS-12P-NRZ-Signal
konvertiert, aus welchem das Taktsignal zurückgewonnen wird. Außerdem wird
der Frame zurückgewonnen,
und es wird die Qualität
des STS-12P-Signals
kontrolliert. Anschließend
werden die Daten entschlüsselt
und zu zwölf
STS-1P-Signalen demultiplext. Die IOL-COM-Overheadbytes werden aus
den IOL-Overheadfeldern extrahiert und an die Einheitencontroller 144 und 146 weitergeleitet,
wo die Informationen interpretiert und geeignete Maßnahmen
getroffen werden. Die Overhead-Transportfelder
werden außerdem über die
angeschlossenen Prozessoren 140 und 142 an die
optischen Abschlüsse 120 und 138 geroutet.
Diese Felder können
zum Einfügen
in den abgehenden Netzwerksignal-Overhead ausgewählt werden. Die STS-1P-Signale werden
wiederaufbereitet und an die Vorbereitungseinheiten 116, 134, 118 und 136 geroutet,
die die STS-1P-Signale schalten und absichern. Die ausgegebenen
STS-1P-Signale werden
an die optischen Abschlüsse 120 und 138 übertragen,
welche die Qualität
jedes einzelnen Signals kontrollieren, die Overheadbytes einfügen und die
STS-1-Signale in
entsprechende STS-N-Signale multiplexen sowie die STS-N-Signale
zur Übertragung
an das Netzwerk in entsprechende optische OC-N-Signale konvertieren.
-
Ebenfalls
mit der Breitbandmatrix 20 gekoppelt ist eine elektrische
Hochgeschwindigkeitseinheit (HSE-Einheit, mit HSE für engt. "high-speed electrical") oder ein HSE-Gestell 32.
Die elektrische Hochgeschwindigkeitseinheit 32 beinhaltet
die Matrix-Schnittstelleneinheiten 150–156 für die redundanten
A- und B-Ebenen,
die mit zwei Gruppen von 24 Netzwerkpaket-Einheiten (NP-Einheiten, mit NP für engl. "Network Pack") 160 und 162 sowie
mit zwei Reserveeinheiten 164 und 166 gekoppelt
sind. Bei den Netzwerkpaket-Einheiten 160–166 handelt
es sich um Leitungsabschlußgeräte entweder
für einen DS3-
oder einen STS-1-Abschluß.
In jeder Gruppe ist ein Reserve-Netzwerkpaket eigens für die STS-1-Absicherung
vorgesehen. Ein Redundanzschalter RS (für engl. "Redundancy Switch") 170 und 172 ist
für die
Umschaltung auf eine der beiden Reserveeinheiten für jede Gruppe
von Netzwerkpaketeinheiten vorgesehen, falls eine primäre Netzwerkpaketeinheit ausfällt.
-
Schnittstellen
zu Netzwerkkabeln, auf denen Verkehr mit DS3- oder STS-1-Datenraten
transportiert werden, sind durch die Kundenschnittstellenkonsolen
(Customer Interface Panels, CIPs) 174 und 176.
gegeben. Wie aus 2 klar ersichtlich
ist, besitzt die elektrische Hochgeschwindigkeitseinheit 32 die
Fähigkeit,
48 DS3- und/oder STS-1-Netzwerksignale mit Geräteabsicherung für DS3- und
STS-1-Signale abzuschließen.
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In 4 sind das Routing und die Verarbeitung
von Overheaddaten in den Hochgeschwindigkeitseinheiten 32 dargestellt.
Bestimmte Sektions- und Leitungs-Overheadbytes werden in den Kundenschnittstellenkonsolen
(CIPs) 174 und 176 verarbeitet und abgeschlossen,
während
andere Overheadbytes, die dort nicht verarbeitet werden, zwecks
Verarbeitung zu den angeschlossenen Prozessoren 180 und 182 oder
einem zentralisierten Prozessorkomplex geroutet werden. Die angeschlossenen
Prozessoren 180 und 182 erzeugen Overhead-Transportfelder,
die zum Einfügen
in die IOL-Signale zu den Matrix-Schnittstelleneinheiten 150–156 geroutet
werden. Ebenfalls vorgesehen sind redundante Einheitencontroller 184 und 186,
welche die Funktionen der elektrischen Hochgeschwindigkeitseinheit 32 steuern und
außerdem über IOL-Overheadfelder mit
dem Timing- und Kommunikationssteuerungs-Subsystem 25 kommunizieren.
-
5 zeigt
ein Diagramm, das die Bezeichnungen der Transport- und Pfad-Overheadbytes
gemäß SONET
veranschaulicht. Format und Funktionen dieser Overheadfelder sind
durch den SONET-Standard wohldefiniert und im Detail den Bellcore-Publikationen Synchronous
Optical Network (SONET) Transport Systems: Common Generic Criteria, Technisches
Referenzdokument TR-NWT-000253, und der Technischen Anleitung TA-NWT-000253
zu entnehmen. Andere relevante Bellcore-Publikationen können hierfür ebenfalls
herangezogen werden. Die Overheadfelder sind ferner in den TABELLEN
1 und 2 zusammengefaßt.
- A1–A2
- Rahmenbildung (Framing)
- C1
- STS-1-Identifikation
- B1
- Sektions-BIP (Bit
Interleaved Parity) -8
- E1
- Dienstkanal (Orderwire)
- F1
- Sektions-Teilnehmerkanal
- D1–D3
- Sektions-Datenkommunikationskanal
-
TABELLE 1: STS-1-SEKTIONS-OVERHEAD
-
-
- H1–H2
- Zeiger
- H3
- Zeiger-Aktionsbyte
- B2
- Leitungs-BIP (Bit
Interleaved Parity) -8
- K1–K2
- Automatischer Absicherungs-Umschaltungskanal
- D4–D12
- Leitungs-Datenkommunikationskanal
- Z1–Z2
- Growth-Byte (für spätere Ausbaustufen reserviert)
- E2
- Dienstkanal (Orderwire)
-
TABELLE 2: STS-1-LEITUNGS-OVERHEAD
-
Wie
oben beschrieben, werden bestimmte Overheadbytes in den Netzwerk-Schnittstelleneinheiten
(OT und CIP) der optischen und elektrischen Hochgeschwindigkeitseinheiten
verarbeitet und abgeschlossen, während
bestimmte andere Overheadbytes zwecks Verarbeitung zu den angeschlossenen Prozessoren
geroutet werden. Die angeschlossenen Prozessoren erzeugen und empfangen
nicht standardgemäße Netzwerk-Overheadtransportinformationen
(OHT-Informationen), und ferner erzeugen und empfangen die Einheitencontroller
nicht standardgemäße IOL-Kommunikationskanal-Informationen (IOL-COM)
zum Einfügen
in den IOL-Overhead. Daher beinhalten die IOL-Overheadfelder sämtliche SONET-Sektions- und
Leitungs-Overheadfelder
mit einer Neudefinition ausgewählter
Overheadfelder. Die IOL-Overheadfelder lassen sich in vier Gruppen einteilen,
die in TABELLE 3 zusammengefaßt
sind.
- STS-1P OH
- STS-1P-Overheadfelder
- OHT
- Netzwerk-Overheadtransport
- B1
- IOL-Fehlererfassung
BIP-8
- IOL-COM
- IOL-Kommunikationskanal
-
TABELLE 3: IOL-OVERHEADGRUPPEN
-
Insbesondere
stellen bestimmte STS-1P-Overheadfelder Informationen und Steuerungsfunktionen
für die
Fehlererkennung und -einkreisung bereit. Der STS-1P-Overhead ist
in TABELLE 4 zusammengefaßt:
- EC-BIP
- Umschlagkapazität BIP-8
- BCID
- Breitbandkanal-Identifikation
- SME
- STS-1P-Monitor-Aktivierung
- SFI
- Superframe-Indikator
- DSAI
- DS3-Alarmindikator
- STAI
- STS-1-Alarmindikator
-
TABELLE 4: STS-1P-OVERHEAD
-
Kurz
erklärt,
ist EC-BIP das gerade Umschlagkapazitäts-Bit mit versetzter Parität 8, das
zum Erkennen von Paritätsfehlern
bei der Übertragung verwendet
wird. BCID ist ein eindeutiger Kanalidentifikationscode, der jedem
Abschlußpunkt
in der Crossconnect-Matrix zugeordnet ist und zum Erkennen von End-to-End-Fehlern verwendet
wird. SME ist ein Bit zur Synchronisation des Fehlereinkreisungsprozesses.
SFI wird zum Definieren einer Superframe-Struktur aus 48 Frames
verwendet, die im Weitband-Subsystem 18 verwendet wird.
DSAI wird verwendet, um gegenüber
Downstream-Geräten
zu signalisieren, daß ein
DS3-Alarmanzeigesignal (Alarm Indication Signal, AIS) erzeugt wird
oder ein Netzwerk-Betriebszustand, der die AIS-Auslösung
verursacht hat, an der DS3-Schnittstelle erkannt und gemeldet wurde.
STAI wird verwendet, um zu signalisieren, daß ein STS-Pfad-Alarmanzeigesignal
(Alarm Indication Signal, AIS) erzeugt wird oder ein Netzwerk-Betriebszustand,
der dessen Auslösung
verursacht hat, für
ein vom Netzwerk empfangenes STS-1-Signal erkannt wurde.
-
In 6 ist
ein STS-1P-Pfadüberwachungsteil 216 der
Schaltung 210 aus 5 dargestellt.
Die STS-1P-Pfadüberwachungsschaltung 216 beinhaltet
einen Frontend-Multiplexer 218,
der aus zwei STS-1P- und Taktsignal-Datenströmen sowie aus zwei intern erzeugten
STS-1P- und Taktsignal-Datenströmen
auswählt.
Die intern erzeugten Bitströme
können
zu Systemdiagnose- oder Testzwecken ausgewählt werden. Die ausgewählten STS-1P-Datenströme werden
von den Framern 220 empfangen, die das Framingmuster in
den Bytes A1 und A2 des STS-1P-Overheads erkennen (5). Nach
Erkennung der A1- und A2-Framingmuster wird ein Frameimpuls von
einem Byte Breite erzeugt, der das unmittelbar auf A1 und A2 folgende
C1-Byte identifiziert. Jeder Framer 220 konvertiert den
Datenstrom und gibt parallele Daten von einem Byte Breite aus. Ein
Out-of-Frame-Signal (OOF-Signal) wird erzeugt, wenn eine zuvor festgelegte
Anzahl aufeinanderfolgender fehlerbehafteter Frames empfangen wird.
Das Out-of-Frame-Signal oder -Bit wird zurückgesetzt, nachdem zwei aufeinanderfolgende
fehlerfreie Frames empfangen wurden. Die ein Byte breiten Daten
werden anschließend
an eine Entschlüsselungseinheit 222 weitergegeben,
die angewiesen werden kann, andere Frame-Bytes als die Bytes A1, A2
und C1 zu entschlüsseln.
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Die
von der Entschlüsselungseinheit 222 ausgegebenen
Daten werden danach an eine Reihe von Fehlerüberwachungsschaltungen übergeben, unter
anderem an einen Monitor 224 für die Umschlagkapazitäts-Bitversatzparität 8 (EC-BIP),
die EC-BIP- Berechnungseinheit 225 und
eine Überwachungseinheit 226 für die Kanalidentifikation
(Channel Identification, CID). Die gerade Parität BIP-8 wird über die
Leitungs-Umschlagkapazität
eines STS-1P-Frames überwacht.
In Übereinstimmung
mit den SONET-Definitionen transportiert jeder STS-1P-Frame das
EC-BIP des vorangegangenen STS-1P-Frames. Daher empfängt die
EC-BIP-Berechnungseinheit
die aktuellen ein Byte breiten STS-1P-Signale von der Entschlüsselungseinheit 222 und
berechnet die gerade Parität
BIP-8 gemäß der SONET-Definition.
Das berechnete EC-BIP wird anschließend an den Monitor 224 übergeben,
der das berechnete EC-BIP mit den aus dem nachfolgenden STS-1P-Frame
extrahierten EC-BIP vergleicht. Wenn die beiden Werte voneinander
verschieden sind, liegt ein Paritätsfehler vor. Zum Aufsummieren der
auftretenden Fehler kann ein (hier nicht abgebildeter) Zähler verwendet
werden. Der Fehlerzähler und
die BIP-Werte können
per Prozessorsteuerung zugänglich
sein. Es sei darauf hingewiesen, daß das EC-BIP-Byte im SONET-Leitungsoverhead
definiert ist und die Position des B2-Bytes belegen kann.
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Das
BCID-Feld im STS-1P-Overhead wird zum Transportieren eines eindeutigen
Codes verwendet, der den einzelnen der Breitbandmatrix 20 zugeordneten
STS-1P-Signalen zugewiesen ist. Das BCID-Feld ist die sequentielle
Adresse des Abschlußpunktes
an der Matrix und wird verwendet, um festzustellen, ob in der Matrix
ordnungsgemäße End-to-End-Verbindungen aufrechterhalten
werden. Ein Leitungsabschlußgerät ermittelt
den Wert des BCID-Feldes für
jedes STS-1P-Signal zum Zeitpunkt der Querverbindung und speichert
den Code am Abschlußpunkt
der Matrix. Der Kanalidentifikations-Monitor 226 am Abschlußpunkt empfängt ein
byteparalles und byteweise ausgerichteten STS-1P-Signal und extrahiert
das BCID-Feld aus dem STS-1P-Overhead. Der extrahierte Wert wird
anschließend
mit dem gespeicherten BCID verglichen. Eine Nichtübereinstimmung
zwischen dem extrahierten BCID und dem gespeicherten Code signalisiert einen
Fehler in der Querverbindung in der Breitbandmatrix. Es sei darauf
hingewiesen, daß die
Länge des BCID-Feldes
ein Byte überschreiten
und das BCID in aufeinanderfolgenden STS-1P-Frames transportiert werden kann.
-
Die
EC-BIP- und BCID-Codes im STS-1P-Overhead werden zur Fehlererkennung
und zur Auswahl der redundanten Ebene an den Endpunkten des Breitband-Fehlererfassungsbereichs kontinuierlich
erzeugt und überwacht.
Frame-Fehler und Out-of-Frame-Bedingungen
werden ebenfalls an den Endpunkten überwacht. Die Endpunkte des Breitband-Fehlererfassungsbereichs
beinhalten die optischen und elektrischen Hochgeschwindigkeitseinheiten
und die untergeordneten Signalprozessoren im Weitbandmatrix-Subsystem 16.
Konkret erzeugen und kontrollieren in einer Ausführungsform die Netzwerkpakete 160–166 der
Hochgeschwindigkeitseinheiten 32 den EC-BIP-Wert sowohl
in ankommender als auch in abgehender Verkehrsrichtung. Die Netzwerkpakete 160–166 erzeugen
und überwachen
außerdem
das BCID-Feld, um festzustellen, ob ordnungsgemäße Matrixverbindungen hergestellt wurden.
In den Hochgeschwindigkeitseinheiten 30 erzeugen und extrahieren
die optischen Abschlüsse 120 und 138 Sektions-
und Leitungsoverheads einschließlich
der EC-BIP- und BCID-Felder. Bestimmte andere Sektions- und Leitungsoverheadfelder
werden an den angeschlossenen Prozessoren 140 und 142 erzeugt
und abgeschlossen.
-
Sobald
ein Fehler erkannt wurde, wird festgestellt, welches Gerät ihn verursacht
hat. Um die Position zu lokalisieren, an welcher der Fehler aufgetreten
ist, wird ein Pfad-Fehlereinkreisungsprozeß ausgelöst. Im Normalbetrieb ist das
SME-Bit gesetzt, so daß Fehlereinkreisungs-Fehlerbedingungen
ständig überwacht
und nur an den Endpunkten gemeldet werden können. Wird allerdings ein Fehler
gemeldet, so werden Überwachungsschaltungen
in den Matrix-Schnittstelleneinheiten
und in der Matrix auf dem fehlerbehafteten Pfad aktiviert, die das
defekte Gerät lokalisieren
sollen. Um einen Fehler unter sporadischen Ausfallbedingungen einkreisen
zu können, müssen alle Überwachungsschaltungen
auf dem fehlerbehafteten Pfad dasselbe Datensegment überwachen.
Wenn der Überwachungszeitraum
an jedem Überwachungspunkt
von einer zentralen Steuerungsstruktur synchronisiert wird, starten
und beenden die Überwachungsschaltungen
den Überwachungsvorgang
nicht zum selben Zeitpunkt, was auf die durch die Steuerungsstruktur
bedingte Befehlsverzögerung
zurückzuführen ist.
Daher wird das SME-Bit zum Synchronisieren des Fehlereinkreisungsprozesses
verwendet, um zu gewährleisten, daß alle Überwachungsschaltungen
auf dem Datenpfad dasselbe Datensegment überprüfen.
-
7 zeigt
ein Ablaufdiagramm 230 des Fehlereinkreisungsprozesses.
Wenn an einem Endpunkt der Fehlererfassung ein Fehler erkannt wird, wird
der Fehler gemeldet und der vom Signal durchlaufene Pfad identifiziert,
wie in Block 232 dargestellt. In Block 234 wird
die STS-1P-Monitor-Aktivierung (SME)
deaktiviert, indem das zugehörige
Bit im STS-1P-Overhead am Ausgangspunkt des Datenpfades zurückgesetzt
wird. Nach Empfang des zurückgesetzten
SME-Bits im STS-1P-Overhead stoppen Downstream-Überwachungsschaltungen im Test-Datenpfad
sofort die Überwachungsaktivität und werden
initialisiert, wie in Block 236 dargestellt. Überwachungsschaltungen
außerhalb
des Test-Datenpfades sind betroffen und setzen die Fehlerüberwachung
und -meldung unverändert
fort. In den Blocks 238 und 240 wird ein mit einer
zuvor festgelegten Testdauer initialisierter Timer gestartet, wenn
das SME-Bit im STS-1P-Overhead gesetzt wird. Nach Empfang des SME-Bits
werden die Überwachungsschaltungen
im Test-Datenpfad
aktiviert und beginnen damit, für
die eingestellte Testdauer ihre Überwachungsfunktion
auszuführen
und Fehler zu melden. Bei Ablauf des Timers wird das SME-Bit wieder
zurückgesetzt,
wie in Block 242 dargestellt. Alle Überwachungsschaltungen im Test-Datenpfad
werden anschließend
abgefragt, um die Herkunft des Fehlers auf eine bestimmte Komponente
oder ein bestimmtes Gerät
einzukreisen, wie in Block 244 dargestellt. Anschließend können Wiederherstellungverfahren eingeleitet
werden, um das fehlerbehaftete Gerät zu entfernen oder zu umgehen.
Nach Setzen des SME-Bits wird, wie in Block 246 dargestellt,
wieder der Normalbetrieb aufgenommen. Das Fehlereinkreisungsverfahren
endet in Block 248. Die durch das SME-Bit synchronisierte
Abfolge der Schritte zur Fehlereinkreisung ist in 8 zusammengefaßt.
-
Obwohl
hier nicht ausführlich
beschrieben, arbeiten die IOL-Struktur und die Fehlererfassung und
-einkreisung im Weitband-Subsystem 16 im wesentlichen auf ähnliche
Weise. Insbesondere werden asynchrone Signale, die vom Weitband-Subsystem 16 transportiert
werden, in MPC-Nutzlasten (mit MPC für engl. "Matrix Payload Capacity") transportiert. MPC-Signale nutzen das
synchrone Frame-Format des zugehörigen
untergeordneten Signals, jedoch mit modifizierter Definition und
Nutzung der Overheadfelder, die den STS-1P-Overheadfeldern ähnlich sind.
Die VT- und MPC-Signale werden zum Transport durch die Weitbandmatrix 22 in
MPE-Signale (mit MPE für
engt. "Matrix Payload
Envelope") eingeordnet.
Ein COH-Byte (mit COH für
engl. "Channel Overhead") transportiert für jeden
MPEoder MPC-Kanal ein Paritätsfeld,
und ein VT-Paritätsbyte (VTP-Byte) transportiert
für das
gesamte VT- oder MPC-Sidgnal ein Paritätsfeld. Das VTP wird in erster Linie
definiert, um eine End-to-End-Abdeckung für Nutzlasten zu schaffen, die
für den
Transport mehr als einen MPE-Kanal benötigen. Der COH wird über einen
24-Frame-Superframe und die VTP über
einen Vier-Frame-Superframe
definiert. Der COH transportiert einen Weitband-Kanalidentifikationscode
(Wideband Channel Identification Code, WCID), der dem oben beschriebenen
BCID ähnlich
ist. Daneben transportiert der COH ein BIP-2-Feld, das über die Nutzlast
eines MPE- oder MPC-anals definiert wird, sowie ein CME-Bit (mit
CME für
engl. "Channel Monitor
Enable"), das dem
oben beschrieben SME-Bit ähnlich
ist.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben
wurden, sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß an
dieser auch verschiedene Änderungen,
Ersetzungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne
den Geltungsbereich der Erfindung gemäß den Definitionen in den beigefügten Patentansprüchen zu
verlassen.
-
{Legende 1 bis 6}
-
1
- ADMIN
- ADMIN-SUBSYSTEM
- TIMING/COMMUNICATION...
- TIMING-
UND KOMMUNIKATIONSSTEUERUNG
- CONTROL
- STEUERUNG
- SYNCHRONISATION
- SYNCHRONISATION
- COMMUNICATION
- KOMMUNICATION
- BROADBAND
- BREITBAND
- WIDEBAND
- WEITBAND
- NARROWBAND
- SCHMALBAND
- BROADBAND
MATRIX
- BREITBANDMATRIX
- TSP
- TSP
- WIDEBAND
MATRIX
- WEITBANDMATRIX
- MTF
- MTF
- IOL
- IOL
- NB
INTERFACE
- SB-SCHNITTSTELLE
- NARROWBAND
MATRIX
- SCHMALBANDMATRIX
- LS
UNITS
- NIEDERGESCHWINDIGKEITS-EINHEITEN
- INTERFACE
UNITS
- SCHNITTSTELLENEINHEITEN
- HSO
UNITS
- HSO-EINHEITEN
- HSE
UNITS
- HSE-EINHEITEN
-
2A
- TO
FIG. 2B
- NACH
ABB. 2B
- NP
PRIMARY
- NP-PRIMÄREINHEIT
- NP
SPARE
- NP-RESERVEEINHEIT
- CIP
- CIP
- RS
- RS
- MI
A
- MI-EINHEIT
A
- MI
B
- MI-EINHEIT
B
-
2B
- FROM
FIG. 2A
- VON
ABB. 2B
- BROADBAND
MATRIX SUB...
- BREITBANDMATRIX-SUBSYSTEM
- MATRIX
- MATRIX
- STS-1P
- STS-1P
- TO
WB MATRIX
- ZUR
WEITBAND-MATRIX
-
3 + 4
- GROOMER
- SIGNALVORBEREITUNGSEINHEIT
- OVERHEAD
- OVERHEAD
- AP
- ANGESCHLOSSENER
PROZESSOR
- UC
- EINHEITENCONTROLLER
-
5
- TRANSPORT
OVERHEAD
- TRANSPORT-OVERHEAD
- PATH
OVERHEAD
- PFAD-OVERHEAD
- FRAMING
- RAHMENBILDUNG
- STS-1
ID
- STS-1-IDENTIFIKATION
- TRACE
- TRACE
- SECTION
OVERHEAD
- SEKTIONS-OVERHEAD
- DATA
COM
- DATENKOMMUNIKATION
- SIGNAL
LABELSIGNAL-LABEL
-
- POINTER
- ZEIGER
- POINTER
ACTION
- ZEIGERAKTION
- PATH
STATUS
- PFADSTATUS
- BIP-8
- BIP-8
(Bit Interleaved Parity 8, Bit-
-
- Interleave-Parität 8)
- APS
- APS
(Automatic Protection Switch,
-
- Automatischer
Absicherungs-
-
- Umschaltungskanal)
- USER
CHANNEL
- BENUTZERKANAL
- INDIKATOR
- INDICATOR
- LINE
OVERHEAD
- LEITUNGS-OVERHEAD
- GROWTH/DQDB
- GROWTH-BYTE/DQDB
- GROWTH
- GROWTH-BYTE
- GROWTH/FEBE
- GROWTH-BYTE/FEBE
- ORDERWIRE
- DIENSTKANAL
-
6
- MPU
BUS
- MPU-BUS
- STATUS/CONTROL
- STATUS/STEUERUNG
- PARALLEL
- PARALLEL
- EC-BIP
ERROR
- EC-BIP-FEHLER
- EC-BIP
EXTRACTION/...
- EC-BIP-EXTRAKTION/MONITOR
- EC-BIPS
- EC-BIPS
- (INTERNAL
PATTERN)
- (INTERNES
MUSTER)
- FRAMER
- FRAMER
- DESCRAMBLER
- ENTSCHLÜSSELUNGSEINHEIT
- EC-BIP
CALCULATION
- EC-BIP-BERECHNUNG
- CID
EXTRACTION/...
- CID-EXTRAKTION/MONITOR
- CID
ERROR
- CID-FEHLER
-
7
- DEFECT
ISOLATION
- FEHLEREINKREISUNG
- IDENTIFY
PATH
- PFAD
IDENTIFIZIEREN
- DEACTIVATE
SME
- SME
DEAKTIVIEREN
- SET
UP TEST PATH
- TESTPFAD
EINRICHTEN
- START
FAIL-SAFE TIMER
- FAILSAFE-TIMER STARTEN
- ACTIVATE
SME
- SME
AKTIVIEREN
- DEACTIVATE
SME AT...
- SME
BEI ABLAUF DES TIMERS DEAKTIVIEREN
- QUERY
MONITOR...
- ÜBERWACHUNGSSCHALTUNGEN
IM TESTPFAD
-
- ABFRAGEN
- STOP
- STOP
-
8
- SET
- SETZEN
- CLR
- ZURÜCKSETZEN
- NORMAL
OPERATION
- NORMALBETRIEB
- INITIALIZE
MONITOR...
- ÜBERWACHUNGSSCHALTUNGEN
INITIALISIEREN
- ACTIVATE
MONITOR...
- ÜBERWACHUNGSSCHALTUNGEN
AKTIVIEREN
- INTERROGATE...
- ÜBERWACHUNGSSCHALTUNGEN
ABFRAGEN