DE19604244A1 - Übertragungssystem zur Übertragung von Digitalsignalen - Google Patents

Übertragungssystem zur Übertragung von Digitalsignalen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem zur Übertragung von zeitmultiplexkanalförmigen Digitalsignalen zwischen einer Vermittlungsabschlußeinrichtung (Exchange Termination) und einem Leitungsabschluß (Line Termination).
Nach der Terminologie des Standards ITU-T G.960 (03/93), "access digital section for ISDN basic rate access", insbe­ sondere Seiten 2 und 3 betrifft die Erfindung also eine Da­ tenübertragung am V-Referenzpunkt. Die Datenübertragung am V-Referenzpunkt erfolgt gemäß ITU-T Recommadation G.960, ins­ besondere Seite 2, Fig. 1/G.960 und Seite 3, Fig. 2/G.960 mit zugehöriger Beschreibung und sowie Fig. 5/G.960 und 6/G.960 auf Seite 9 mit zugehöriger Beschreibung über Funk­ tionselemente zwischen Zustandsautomaten. In der praktischen Anwendung erfolgt die Übertragung gemäß einem von mehreren Halbleiterherstellern verwendeten industriellen Standard, der als Abkürzung des Ausdrucks "ISDN Oriented Modular Interface" mit IOM®-2 bezeichnet wird. Wie der Firmenschrift des Halb­ leiterherstellers Siemens "ICs for Communications, IOM®-2 Interface Reference Guide", insbesondere dem Kapitel 2, Glo­ bal Picture, Seiten 6 bis 12 sowie Fig. 2 auf Seite 8 zu entnehmen ist, werden hierbei Zeitmultiplexrahmen von 125 µm Länge übertragen. Ein solcher Rahmen ist in Sub-Rahmen, soge­ nannte Channels CH0, CH1 . . . aufgeteilt, die jeweils einer Verbindung zugeordnet sind und somit einen Verbindungs-Rahmen bilden. Ein solcher Verbindungsrahmen enthält in dem be­ schriebenen IOM®-2 Interface-Standard wiederum in Zeitmulti­ plex-Form vier Zeitmultiplexkanäle, nämlich zwei Nutzkanäle B1 und B2, einen Monitorkanal sowie einen Steuerinforma­ tionskanal. Im IOM®-2-Standard sind diese Kanäle innerhalb des Verbindungsrahmens zeitlich derart angeordnet, daß der Steuerinformationskanal zuletzt übertragen wird. Die genan­ nten Zeitmultiplexkanäle enthalten jeweils ein 8 Bit-Wort.
Folglich werden quasi gleichzeitig, nämlich innerhalb eines Verbindungsrahmenzyklus vier 8-Bit-Wörter übertragen.
Ein Übertragungssystem zur Übertragung von Digitalsignalen zwischen einer Vermittlungsabschlußeinrichtung und einem Lei­ tungsabschluß ist üblicherweise Teil einer Kommunikationsan­ lage mit Vermittlungseinrichtung und mit Teilnehmeran­ schlußeinrichtung, wobei die Vermittlungseinrichtung über eine Vermittlungsabschlußeinrichtung und einen Leitungsab­ schluß an die Teilnehmeranschlußeinrichtung angekoppelt ist. Eine solche Kommunikationsanlage dient dazu, schmalbandige Kommunikationsverbindungen zwischen Teilnehmeranschlußein­ richtungen auf- bzw. abzubauen und eine schmalbandige Kommu­ nikation (Sprach-, Audio-, Schmalbandvideo-, Text-, Faksi­ mile- und/oder Datenkommunikation) zu ermöglichen. Moderne Kommunikationsanlagen bedienen sich hierbei einer digitalen Übertragungstechnik, beispielsweise ISDN. Bei solchen Kommu­ nikationsanlagen ist es erforderlich, die Teilnehmeran­ schlußeinheiten über Leitungen mit der Vermittlungseinrich­ tung zu verbinden. Dies erfolgt üblicherweise über metalli­ sche Leitungspaare. Bei einer Kommunikationsanlage mit vielen Teilnehmeranschlußeinheiten ist hierbei ein weitverzweigtes Leitungsnetz erforderlich.
Soll der einer Teilnehmeranschlußeinheit von einer Kommunika­ tionsanlage bereitgestellte Dienst von einem Ort innerhalb der Kommunikationsanlage an einen anderen Ort verlagert wer­ den, so ist üblicherweise ein Umrangieren der metallischen Verbindungsleitungen zwischen Vermittlungseinrichtung und Teilnehmeranschlußeinheit erforderlich.
In vielen Bereichen wird heute neben einer Schmalband-Kommu­ nikationsanlage auch eine Breitband-Kommunikationsanlage, beispielsweise ein lokales Datennetz LAN, installiert. Ein solches lokaltes Datennetz kann beispielsweise auch in Form eines emulierten LAN auf der Grundlage eines ATM-Netzes auf­ gebaut sein. Unabhängig vom Aufbau einzelner lokaler Daten­ netze ist jedoch häufig ein ATM-Netz installiert, um mehrere lokale Datennetze zu verbinden.
ATM steht hierbei für asynchroner Übertragungsmodus (asyn­ chron transfer mode). ATM-Netze sind u. a. in dem Buch ATM Networks, Rainer Händl, Manfred N. Huber, Stefan Schröder, Edison Wessley Publishing Company, 2. Edition, 1994, insbe­ sondere im Kapitel 4 auf den Seiten 21 bis 54 beschrieben. Innerhalb eines ATM-Netzes werden Daten in ATM-Zellen einge­ packt in einem kontinuierlichen in ATM-Zellenstrom über vir­ tuelle Kanäle virtueller Pfade übertragen. Die Übertragung erfolgt verbindungsorientiert. Teilnehmer sind über Benutzer­ schnittstellen, sogenannte UNI (user-network interface), an­ schließbar, die durch eine Kennung des virtuellen Pfades VPI (Virtual Path Identifier) und durch eine Kennung VCI des vir­ tuellen Kanals (Virtual Channel Identifier) eindeutig be­ stimmt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungs­ system anzugeben, das mit einem ATM-Netz die Realisierung eines einfach installierbaren und einfach konfigurierbaren Schmalband-Kommunikationssystems ermöglicht.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Übertragungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Günstige Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Übertragungssystem zur Übertragung von in Form von Zeitmultiplexkanälen vorliegenden Digital­ signalen zwischen einer Vermittlungsabschlußeinrichtung und einem Leitungsabschluß angegeben, bei dem sowohl für die Ver­ mittlungsabschlußeinrichtung als auch für den Leitungsab­ schluß jeweils eine Vorrichtung zum Anschließen an eine Be­ nutzerschnittstelle eines ATM-Netzes vorgesehen ist, die dem Umsetzen der Zeitmultiplexdaten in ATM-Zellen bzw. dem Umset­ zen der ATM-Zellen in Zeitmultiplexdaten dient. Ein solches Übertragungssystem trägt zur Lösung der obengenannten Aufgabe dadurch bei, daß jedem Zeitmultiplexkanal ein virtueller ATM-Kanal zugeordnet wird.
Dadurch wird ermöglicht, daß die Zeitmultiplexdaten der ein­ zelnen Zeitmultiplexkanäle in einen ATM-Zellenstrom einfügbar sind und daß der Zellenstrom durch administrative Maßnahmen - nämlich durch eindeutiges Zuordnen einer VPI-/VCI-Adresse des ATM-Netzes zu einem Zeitmultiplexkanal - innerhalb des ATM-Netzes verteilt werden kann. Änderungen der Verteilung inner­ halb des ATM-Netzes sind dadurch sehr einfach möglich, weil beispielsweise bei Umzug eines Teilnehmers aus dem Bereich einer Benutzerschnittstelle des ATM-Netzes in den Bereich einer anderen Benutzerschnittstelle des ATM-Netzes nur die Zuordnung der VPI-/VCI-Adresse geändert werden muß. Außerdem wird durch ein beschriebenes Übertragungssystem innerhalb ei­ ner Kommunikationsanlage das Problem physikalisch bedingter Reichweitenbeschränkung zwischen einer Vermittlungseinrich­ tung und einem Endgerät beseitigt, da die Benutzerschnitt­ stelle bedarfsweise nahe an eine Teilnehmeranschlußeinheit bzw. an eine Vermittlungseinrichtung herangeführt werden kann.
Wenn in einem Bereich, in dem eine Schmalband-Kommunikations­ anlage zu installieren ist, bereits ein ATM-Netz vorhanden ist, kann die großräumige Verteilung der Information der Schmalbandkommunikation über das ATM-Netz erfolgen und die Entfernung zwischen dem Netzwerkabschluß (network termina­ tion) und dem Leitungsabschluß kann jeweils sehr klein sein. Bietet das ATM-Netz beispielsweise eine Verbindungsmöglich­ keit zwischen voneinander weit entfernt angeordneten Benut­ zerschnittstellen, so können auch entsprechend voneinander entfernte Teilnehmeranschlußeinrichtungen an eine Schmalband-Vermittlungs­ einrichtung angeschlossen werden. Beispielsweise können in weitverzweigten Firmennetzen kommende Rufe bedarfs­ weise - beispielsweise tageszeitabhängig - durch Ändern der Adreß-Zuordnungen im ATM-Netz zu unterschiedlichen Endgeräten oder Sammelanschlüssen an voneinander entfernten Orten gelei­ tet werden.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Übertragungssystems bildet eine Kommunikationsanlage mit einer Vermittlungsein­ richtung für Zeitmultiplex-Digitalsignale und mit mehreren Vermittlungsabschlußeinheiten. Hierbei sind vorzugsweise meh­ rere Vermittlungsabschlußeinrichtungen an eine einzige Benut­ zerschnittstelle eines ATM-Netzes angeschlossen. Abhängig von der Anzahl der Vermittlungsabschlußeinrichtungen und der von der Benutzerschnittstelle bereitgestellten Bandbreite können günstigenfalls alle Vermittlungsabschlußeinrichtungen der Vermittlungseinrichtung an eine einzige Benutzerschnittstelle des ATM-Netzes angeschlossen sein.
Eine Vorrichtung zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zellen enthält vorzugsweise einen Kanalmultiplexer/De­ multiplexer zum Verteilen der Digitalsignale der einzelnen Zeitmultiplexkanäle auf die jeweils zugeordneten ATM-Zellen bzw. zum Zurückgewinnen der Digitalsignale aus den ATM-Zellen und zum Verteilen in die zugeordneten Zeitmultiplexkanäle. Außerdem sieht eine solche Vorrichtung einen ATM-Umsetzer vor zum Einpacken von vom Kanalmultiplexer/Demultiplexer erhal­ tenen Digitalinformationen in ATM-Zellen bzw. zum Auspacken von ATM-Zellen und Abgeben der darin enthaltenen Digitalin­ formation an den Kanalmultiplexer/Demultiplexer sowie zum Einfügen von ATM-Zellen in einen Zellenstrom des ATM-Netzes bzw. zum Entnehmen von ATM-Zellen aus diesem Zellenstrom. Darüber hinaus enthält eine entsprechende Umsetzvorrichtung vorzugsweise eine Schnittstelle, beispielsweise ein STM1-In­ terface, um eine Synchronisationsinformation der Zeitmulti­ plexsignale an das ATM-Netz zu übergeben bzw. vom ATM-Netz zu empfangen, auszuwerten und an den ATM-Konverter sowie den Kanalmultiplexer/Demultiplexer zu übergeben.
Ein vorstehend beschriebenes Übertragungssystem stellt sicher, daß Informationen über den Leitungszustand zwischen einem Leitungsabschluß und dem zugeordneten Netzanschluß ei­ ner Teilnehmeranschlußeinrichtung im Rahmen der üblichen Zeitmultiplexsignalisierung über den V-Referenzpunkt zur Ver­ mittlungsabschlußeinrichtung übertragen werden. Außerdem wird durch die beschriebene Ausgestaltung der Umsetzvorrichtungen sichergestellt, daß die Zeitmultiplexsignale im Bereich der Teilnehmeranschlußeinheit und im Bereich der Vermittlungsein­ richtung synchronisiert sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausgestaltungsfor­ men unter Bezugnahme auf die Fig. näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 anhand eines Blockschaltbildes eine Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems;
Fig. 2 anhand eines Blockschaltbildes eine Kommunikationsan­ lage als Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems; und
Fig. 3 eine Übertragungsstrecke zwischen Teilnehmeranschluß­ einrichtung und Vermittlungsabschlußeinrichtung gemäß ITU-T G.960 unter Einbeziehung eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems im Bereich des V₁ Referenzpunktes.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems mit einer Vermittlungsabschlußeinrichtung ET und einem Leitungsabschluß LT, die jeweils über eine Vorrichtung IWF zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zellen-Daten an je eine Benutzerschnittstelle UNI eines ATM-Netzes ATMN angeschlossen sind. Die dargestellte Vermitt­ lungsabschlußeinrichtung ET enthält eine Leitungstreiber­ schaltung (Line Card) LINE-C, die beispielsweise zum Lei­ tungsabschluß hin eine IOM®-2-Schnittstelle bereitstellt. Der Leitungsabschluß LT enthält eine ISDN-Schnittstelle ISDN-IF, die zur Vermittlungsabschlußeinrichtung ET hin eine entspre­ chende IOM®-2-Schnittstelle bereitstellt. Die beiden darge­ stellten Umsetzeinrichtungen IWF dienen jeweils zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten in ATM-Zellendaten sowie von ATM-Zel­ lendaten in Zeitmultiplexdaten und enthalten jeweils einen Kanalmultiplexer/Demultiplexer C-M/DM, um die Digitalsignale der einzelnen Zeitmultiplexkanäle auf die jeweils zugeordne­ ten ATM-Zellen zu verteilen bzw. aus den ATM-Zellen zurückzu­ gewinnen und in die zugeordneten Zeitmultiplexkanäle zu ver­ teilen. Außerdem enthalten diese Vorrichtungen IWF jeweils einen ATM-Umsetzer (ATM-Converter) ATMC zum Einpacken von vom Kanalmultiplexer/Demultiplexer C-M/DM erhaltenen Digital­ informationen in ATM-Zellen bzw. zum Auspacken von ATM-Zellen Information und Abgeben an den Kanalmultiplexer/Demultiplexer C-M/DM, sowie zum Einfügen von ATM-Zellen in einen Zellen­ strom des ATM-Netzes ATMN über die jeweilige Benutzerschnitt­ stelle UNI und zum Entnehmen von ATM-Zellen aus einem Zellen­ strom des ATM-Netzes ATMN. Darüberhinaus ist in den Vorrich­ tungen IWF jeweils eine Schnittstelle IF-STM1 enthalten, um eine Synchronisationsinformation der Zeitmultiplexsignale an das ATM-Netz ATMN zu übergeben bzw. vom ATM-Netz ATMN zu emp­ fangen, auszuwerten und an den ATM-Konverter ATMC sowie dem Kanalmultiplexer/Demultiplexer C-M-DM zu übergeben.
Der Aufbau des ATM-Netzes für die Erfindung unwesentlich, so daß dieser hier nicht näher erläutert wird.
Die Vorrichtung IFW zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zellen kann sowohl als eigenständige Vorrichtung zwischen dem Leitungsabschluß LT und der zugeordneten Benutzerschnitt­ stelle UNI des ATM-Netzes ATMN realisiert sein, als auch als Eingangsanordnung der Benutzerschnittstelle UNI oder als Aus­ gangsanordnung des Leitungsabschlusses LT. Entsprechend kann sie auch als Ausgangsanordnung einer Vermittlungsabschlußein­ richtung ET realisiert sein oder als zwischengeschaltete An­ ordnung.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem mit ei­ ner Vermittlungseinrichtung PBX zum Auf- und Abbau von Schmalband-Verbindungen zwischen (nicht dargestellten) Kommu­ nikationsendgeräten, die im dargestellten Ausführungsbeispiel über Teilnehmerendeinrichtungen S₀ anschließbar sind. Die Vermittlungseinrichtung PBX enthält mindestens eine Vermitt­ lungsabschlußeinrichtung ET, die über eine Vorrichtung IWF zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zellen-Daten an eine Benutzerschnittstelle UNI eines ebenfalls dargestellten ATM-Netzes ATMN angeschlossen ist. Das ATM-Netz ATMN enthält u. a. einen Vermittlungsknoten ATM-hub und mehrere ATM-Add/ Drop-Multiplexer ATM-DMX, an denen Benutzerschnittstellen UNI sowie andere Netze wie z. B. lokale Datennetze LAN oder öffentliche Schmalbandkommunikationsnetze ISTN anschließbar sind, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn in dem in Fig. 2 gezeigten ATM-Netz ATMN Benutzerschnittstellen UNI unmittelbar an den Vermittlungsknoten ATM-hub bzw. an die ATM-Add/Drop-Multiple­ xer ATM-DMX anschließend dargestellt sind, hat dies keinerlei Auswirkung auf die tatsächliche Realisierungsform des ATM-Netzes, sondern gibt lediglich die Anordnung der einzel­ nen Elemente bezogen auf einen Informationsfluß wieder.
Die in Fig. 2 gezeigten Teilnehmeranschlußeinrichtungen S₀ sind jeweils über einen Leitungsabschluß LT und eine Vorrich­ tung IWF zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zel­ lendaten an die Benutzerschnittstellen UNI angekoppelt.
Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ermöglicht ein erfindungsge­ mäßes Übertragungssystem eine einfache Realisierung einer Schmalband-Kommunikationsanlage, bei der die Installation von Anschlußleitungen nur zwischen Benutzerschnittstellen UNI des ATM-Netzes ATMN und Teilnehmeranschlußeinheiten S₀ erforder­ lich ist bzw. zwischen der Vermittlungseinrichtung PBX und einer Benutzerschnittstelle UNI des ATM-Netzes ATMN.
In Fig. 2 ist in der Vermittlungseinrichtung PBX nur eine Vermittlungsabschlußeinrichtung ET dargestellt, die mit einer Benutzerschnittstelle UNI des ATM-Netzes ATMN verbunden ist. Selbstverständlich ist für jeden anzuschließenden Leitungsab­ schluß LT sowie für Trunk-Verbindungen zu globalen Kommunika­ tionsnetzen ISTN jeweils eine Vermittlungsabschlußeinrichtung ET vorsehbar, die über eine eigene Benutzerschnittstelle UNI, oder die gemeinsam mit anderen Vermittlungsabschlußeinrich­ tungen ET an eine Benutzerschnittstelle UNI des ATM-Netzes ATMN angeschlossen ist.
Wie der Struktur der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Zuord­ nung einzelner Vermittlungsabschlußeinrichtungen ET und Lei­ tungsabschlüsse LT durch das ATM-Netz ATMN festlegbar, so daß durch einfache administrative Maßnahmen ein Umrangieren ein­ zelner Leitungsabschlüsse LT möglich ist.
Fig. 3 zeigt eine Variante der im oben erwähnten Standard ITU-T G.960 mit Fig. 1/G.960 bezeichneten Darstellung, die eine Teilnehmeranschlußeinrichtung TE (terminal equipment) über einen Referenzpunkt T an einen Netzabschluß NT1 (network termination) anschließt, diesen Netzabschluß NT1 über eine nicht näher bezeichnete digitale Übertragungsstrecke an einen Leitungsabschluß LT (line termination) ankoppelt und diesen Leitungsabschluß LT über einen Referenzpunkt V₁ an eine Ver­ mittlungsabschlußeinrichtung ET anschließt. In Fig. 3 ist zu­ sätzlich zu der in der ITU-T G.960 gezeigten Figur eine er­ findungsgemäße Realisierung des Referenzpunktes V₁ mit einem ATM-Netz ATMN mit Benutzerschnittstellen UNI dargestellt, sowie mit Vorrichtungen IWF zum Anschließen des Leitungsab­ schlusses LT und der Vermittlungsabschlußeinrichtung ET an das ATM-Netz ATMN, um die Zeitmultiplexdaten und die ATM-Zellen-Daten umzusetzen.

Claims (4)

1. Übertragungssystem zur Übertragung von in Form von Zeit­ multiplexkanälen vorliegenden Digitalsignalen zwischen einer Vermittlungsabschlußeinrichtung (ET) und einem Leitungsab­ schluß (LT), dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Vermitt­ lungsabschlußeinrichtung (ET) als auch der Leitungsabschluß (LT) jeweils eine Vorrichtung (IWF) zum Anschließen an eine Benutzerschnittstelle (UNI) eines ATM-Netzes (ATMN) hat, um die Zeitmultiplexdaten in ATM-Zellen umzusetzen bzw. die ATM-Zellen in Zeitmultiplexdaten umzusetzen, wobei jedem Zeitmultiplexkanal ein virtueller ATM-Kanal zugeordnet wird.
2. Übertragungssystem nach Anspruch 1 mit einer Vermittlungs­ einrichtung (PBX) für Zeitmultiplex-Digitalsignale und mit mehreren Vermittlungsabschlußeinrichtungen (ET), dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vermittlungsabschlußeinrichtungen (ET) der Vermittlungseinrichtung an eine einzige Benutzer­ schnittstelle (UNI) eines ATM-Netzes (ATMN) angeschlossen sind.
3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß alle Vermittlungsabschlußeinrichtungen (ET) der Ver­ mittlungseinrichtung an eine einzige Benutzerschnittstelle (UNI) eines ATM-Netzes (ATMN) angeschlossen sind.
4. Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (IWF) zum Umsetzen von Zeitmultiplexdaten und ATM-Zellen einen Kanal­ multiplexer/Demultiplexer (C-M/DM) enthält, um die Digital­ signale der einzelnen Zeitmultiplex-Kanäle auf die jeweils zugeordneten ATM-Zellen zu verteilen bzw. aus den ATM-Zellen zurückzugewinnen und in die zugeordneten Zeitmultiplex-Kanäle zu verteilen, einen ATM-Konverter (ATMC) zum Einpacken von vom Kanalmultiplexer/Demultiplexer (C-M/DM) erhaltenen Digi­ talinformationen in ATM-Zellen bzw. zum Auspacken von ATM-Zellen und abgeben der darin enthaltenen Digitalinformation an den Kanalmultiplexer/Demultiplexer (C-M/DM) sowie zum Ein­ fügen von ATM-Zellen in einen Zellenstrom des ATM-Netze (ATMN) bzw. zum Entnehmen von ATM-Zellen aus diesem Zellen­ strom enthält, und eine Schnittstelle (IF-STM1) enthält, um eine Synchronisationsinformation der Zeitmultiplexsignale an das ATM-Netz (ATMN) zu übergeben bzw. vom ATM-Netz (ATMN) zu empfangen, auszuwerten und an den ATM-Konverter (ATMC) sowie den Kanalmultiplexer/Demultiplexer (C-M/DM) zu übergeben.
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