DE69534623T2

DE69534623T2 - Integrierte kommunikationsverbindungen für einen verteilten digitalen querverbinder mit merhfachen koppelfeldern

Info

Publication number: DE69534623T2
Application number: DE69534623T
Authority: DE
Inventors: Lawrence E. READ; D. Steven SENSEL; D. Gary HANSEN; Richard Schroder; Edward P. Traupman; Gregory L. Mayhan
Original assignee: Alcatel USA Inc
Current assignee: Alcatel Lucent Holdings Inc
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: DE69534623D1; JP3803974B2; WO1996008902A1; CN1168752A; CN1092437C; JPH10505974A; US5781527A; EP0792545A1; US6061328A; EP0792545B1; CA2199119A1; MX9701843A; EP0792545A4

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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.
ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Multi-Fabric-Crossconnect-Amtsleitung vorgesehen, welche die mit früheren Systemen verbundenen Nachteile beseitigt oder wesentlich reduziert.
Besondere und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt.
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.
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.
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.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird gegebenenfalls auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
1 ein ausführliches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Hardwarearchitektur des integrierten digitalen Multi-Fabric-Crossconnect-Systems zeigt,
die 2a und 2b detailliertere Blockdiagramme einer Ausführungsform der Breitband-Fabric zeigen,
3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Hochgeschwindigkeits-Overheadverbindungen der Abschlußeinheit für die optischen Leitungen zeigt,
4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Hochgeschwindigkeits-Overheadverbindungen der Abschlußeinheit für die elektrischen Leitungen zeigt,
5 eine Tabelle der Bezeichnungen für die SONET-Transport- und Pfad-Oberhead-Bytes zeigt,
6 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines STS-1P-Pfadmonitors zeigt,
7 ein Ablaufdiagramm zur Pfad-Fehlereinkreisung zeigt und
8 ein Diagramm zeigt, das die Logik und das Timing des Aktivierungsbits für den STS-1P-Pfadmonitor veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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

Claims

Crossconnect-System (10), beinhaltend eine Breitbandmatrix (20), mindestens ein mit einem Telekommunikationsnetzwerk gekoppeltes Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät (30, 32), eine integrierte Amtsleitung (34, 36), welche besagte Breitbandmatrix und das Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät miteinander verbindet, wobei über die besagte integrierte Amtsleitung eine Duplexübertragung eines internen Signals mehrerer gemultiplexter proprietärer optischer Signale Netzwerkdatenrate erfolgt, und wobei die besagte Breitbandmatrix und das besagte Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät jeweils eine optische Schnittstellenschaltung beinhalten, die mit der besagten integrierten Amtsleitung gekoppelt ist, um die besagten optischen Signale zu empfangen und zu senden, und um ferner eine Konvertierung zwischen besagten gemultiplexten proprietären optischen Signalen und mehreren demultiplexten proprietären elektrischen Signalen durchzuführen, wobei das besagte interne Signal Nutzlast- und Overheadfelder beinhaltet, welche Steuerungsinformationen und Fehlererfassungsdaten transportieren, wobei die besagten Overheadfelder einen Kanalidentifizierungscode, der jedem der besagten proprietären optischen Signale zugeordnet ist und einen Querverbindungskanal in besagter Breitbandmatrix bezeichnet, sowie einen Paritätscode, der einen Paritätswert für jedes der besagten optischen IOL-N-Signale angibt, beinhalten.
System gemäß Anspruch 1, ferner beinhaltend eine Weitbandmatrix (22) und eine zweite integrierte Amtsleitung (40), welche besagte Weitbandmatrix und besagte Breitbandmatrix miteinander verbindet, und über welche eine Duplexübertragung des besagten internen Signals erfolgt.
System gemäß Anspruch 2, ferner beinhaltend einen untergeordneten Signalprozessor (50), der mit besagter Weitbandmatrix und besagter integrierter Amtsleitung gekoppelt ist, wobei jeder der besagten untergeordneten Signalprozessoren und die besagte Breitbandmatrix eine optische Schnittstellenschaltung beinhaltet, die mit besagter integrierter Amtsleitung gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 3, ferner beinhaltend mindestens eine mit einem Telekommunikationsnetzwerk gekoppelte Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheit (54), eine dritte integrierte Amtsleitung (59), die besagte Weitbandmatrix und besagte Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheit miteinander verbindet, zwischen welchen eine Duplexübertragung der besagten internen Signale stattfindet, und wobei besagte Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußeinheit und besagte Weitbandmatrix jeweils eine besagte optische Schnittstellenschaltung beinhalten, die mit der besagten dritten integrierten Amtsleitung verbunden ist.
System gemäß Anspruch 4, ferner beinhaltend Weitband-Fehlererfassungsendpunkte einschließlich des besagten Niedergeschwindigkeits-Leitungsabschlußgeräts.
System gemäß Anspruch 5, wobei besagte Endpunkte Fehlerüberwachungseinheiten beinhalten, welche den besagten Kanalidentifikationscode und Paritätscode überwachen und zugehörige Fehler erkennen.
System gemäß Anspruch 6, wobei die besagten internen Overheadfelder ferner ein Monitor-Aktivierung beinhalten, welche einen Fehlereinkreisungsprozeß entlang eines Testpfades synchronisieren, wobei besagter Testpfad aktivierte Monitore entlang des besagten Testpfades beinhalten.
System gemäß Anspruch 1, ferner beinhaltend angeschlossene Prozessoren, die mit besagtem Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät (30, 32) gekoppelt sind und Overheadfelder vom Telekommunikationsnetzwerk empfangen und senden, und die ferner mit der besagten optischen Schnittstellenschaltung gekoppelt sind und besagte Overheadfelder zur Verarbeitung empfangen.
System gemäß Anspruch 1, wobei besagte Overheadfelder proprietäre Overheadfelder, Netzwerkoverhead-Transportfelder, Fehlererfassungsfelder und Kommunikationskanalfelder beinhalten.
System gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein besagtes Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgerät (30, 32) Schaltungen zum Empfangen von Netzwerksignalen, zum Extrahieren von Overheadfeldern aus diesen Netzwerksignalen sowie zum Erzeugen proprietärer optischer Signale mit Overheadfeldern zur Übertragung auf der besagten integrierten Amtsleitung zur Breitbandmatrix (2) beinhaltet.
System gemäß Anspruch 1, ferner beinhaltend Fehlererfassungs-Endpunkte einschließlich des besagten Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgeräts.
System gemäß Anspruch 11, wobei besagte Fehlererfassungs-Endpunkte Fehlermonitore (224, 226) beinhalten, welche den besagten Kanalidentifikationscode und Paritätscode überwachen und zugehörige Fehler erkennen.
System gemäß Anspruch 1, ferner beinhaltend Breitband-Fehlererfassungsmonitore einschließlich des besagten Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgeräts und der besagten optischen Schnittstellenschaltung.
System gemäß Anspruch 1, wobei besagte Overheadfelder ferner eine Monitor-Aktivierung beinhalten, welche einen Fehlereinkreisungsprozeß entlang eines Testpfades synchronisieren, wobei besagter Testpfad aktivierte Fehlermonitore entlang des Testpfades beinhaltet.
Verfahren zum Verbinden einer abgesetzt angeordneten Breitband-Crossconnect-Matrix (20) und zugehöriger Hochgeschwindigkeits-Leitungsabschlußgeräte (30, 32), die mit einem Telekommunikationsnetzwerk gekoppelt sind, beinhaltend die Schritte, ein Netzwerksignal einschließlich Netzwerkdaten und Overheadfelder von besagtem Telekommunikationsnetzwerk zu empfangen, besagte Netzwerk-Overheadfelder zu extrahieren, ausgewählte Netzwerk-Overheadfelder zu verarbeiten und abzuschließen, besagtes Netzwerksignal zu mehreren proprietären Signalen zu konvertieren, Overheadfelder einschließlich Steuerungs- und Fehlererfassungsinformationen zu erzeugen und in die besagten mehreren proprietären Signale einzufügen, wobei besagter Schritt zum Erzeugen von Overheadfeldern die Schritte beinhaltet, einen Matrix-Querverbindungspfad für jedes der besagten proprietären Signale zu ermitteln, einen eindeutigen Kanalidentifikationscode zu erzeugen, welcher dem besagten Matrix-Querverbindungspfad zugeordnet ist, und den Kanalidentifikationscode in die besagten Overheadfelder einzufügen, einen Paritätswert für jedes der besagten proprietären Signale zu ermitteln, den besagten Paritätswert in die besagten Overheadfelder einzufügen und die besagten mehreren proprietären Signale in ein internes Signal zu konvertieren und das besagte interne Signal auf einer integrierten Amtsleitung (34, 36) zu besagter Breitband-Crossconnect-Matrix zu übertragen.
Verfahren gemäß Anspruch 15, ferner beinhaltend die Schritte, das besagte interne Signal mit der besagten Breitband-Crossconnect-Matrix zu empfangen und das besagte interne Signal in die besagten mehreren proprietären Signale zu konvertieren, die besagten Overheadfelder aus den besagten mehreren proprietären Signalen zu extrahieren und die besagten extrahierten Overheadfelder zu verarbeiten und die besagten mehreren proprietären Signale querzuverbinden.
Verfahren gemäß Anspruch 15, ferner beinhaltend die Schritte, Fehlererfassungsendpunkte zu definieren, den besagten Kanalidentifizierungscode und Paritätswert in besagten Overheadfeldern an besagten Fehlererfassungsendpunkten zu überwachen und Fehler zu erkennen und zu melden.
Verfahren gemäß Anspruch 17, ferner beinhaltend die Schritte, einen Übertragungspfad eines proprietären Signals zu identifizieren, auf dem ein erkannter Fehler aufgetreten ist, einen Testpfad mit mehreren Fehlermonitoren einzurichten, wobei besagter Testpfad besagtem Übertragungspfad entspricht, den besagten Kanalidentifizierungscode und Paritätswert in besagten Overheadfeldern an mehreren Punkten entlang des Testpfades zu überwachen und anhand des besagten Überwachungsschritts eine Fehlerquelle zu ermitteln.
Verfahren gemäß Anspruch 18, ferner beinhaltend die Schritte, eine Monitor-Aktivierung in die besagten Overheadfelder einzufügen, besagte Monitor-Aktivierung nach besagtem Schritt zur Identifikation des Übertragungspfades zurückzusetzen, einen Timer für die Fehlereinkreisung zu starten und nach dem Schritt zum Einrichten des Testpfades besagte Monitor-Aktivierung zu setzen sowie nach besagtem Schritt zur Ermittlung der Fehlerquelle besagte Monitor-Aktivierung zu setzen.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei besagter Schritt zur Ermittlung der Fehlerquelle den Schritt beinhaltet, jeden Fehlermonitor entlang des Testpfades abzufragen.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei nach jedem Schritt zur Querverbindung des proprietären Signals das Verfahren ferner die Schritte beinhaltet, die besagten mehreren proprietären Signale zu besagtem internen Signal zu konvertieren und das besagte interne Signal auf einer zweiten integrierten Amtsleitung (40) zu einer zweiten abgesetzt angeordneten Crossconnect-Matrix (22) zu übertragen, das besagte interne Signal mit der besagten zweiten abgesetzt angeordneten Crossconnect-Matrix zu empfangen und das besagte interne Signal in die besagten mehreren proprietären Signale zu konvertieren, die besagten Overheadfelder aus den besagten mehreren proprietären Signalen zu extrahieren und die besagten extrahierten Overheadfelder zu verarbeiten und die besagten mehreren proprietären Signale querzuverbinden.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei nach jedem Schritt zur Querverbindung des proprietären Signals das Verfahren ferner die Schritte beinhaltet, die besagten mehreren proprietären Signale zu besagtem internen Signal zu konvertieren und das besagte interne Signal auf der besagten integrierten Amtsleitung zu einem Leitungsabschlußgerät zu übertragen, das besagte interne Signal mit dem besagten Leitungsabschlußgerät und das besagte interne Signal in die besagten mehreren proprietären Signale zu konvertieren, die besagten Overheadfelder aus den besagten mehreren proprietären Signalen zu extrahieren und die besagten extrahierten Overheadfelder zu verarbeiten, Netzwerk-Overheadfelder einzufügen und ein Netzwerksignal zu erzeugen und besagtes Netzwerksignal an besagtes Telekommunikationsnetzwerk zu übertragen.
Verfahren gemäß Anspruch 15, ferner beinhaltend den Schritt, Timinginformationen aus dem besagten und auf der besagten integrierten Amtsleitung übertragenen internen Signal zu extrahieren.
Verfahren gemäß Anspruch 16, ferner beinhaltend den Schritt, besagte extrahierte Netzwerk-Overheadfelder zur Verarbeitung und zum Leitungsabschluß zu einem angeschlossenen Prozessor zu routen.