DE19839129A1 - Verfahren zum Abbilden einer digitalen Schnittstelle auf ATM-Zellen der Adaptionsschicht vom Typ 2 - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Abbilden der Information einer IOM-Rahmenstruktur auf ATM-Zellen der Adaptionsschicht vom Typ 2.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden der Information einer digitalen Schnittstelle auf ATM-Zellen der Adaptionsschicht vom Typ 2.

Im Stand der Technik sind eine Reihe digitaler Schnittstellen mit zwei Nutzkanälen und mindestens einem Signalisierungs­ kanal bekannt. Dazu gehören insbesondere die ISDN-Endgeräte­ schnittstellen S₀, U_k0 und U_P0. Diese Endgeräteschnittstellen weisen jeweils zwei Nutzkanäle B1 und B2 mit einer Über­ tragungskapazität von je 64 Kbit/s und einen Signalisierungs­ kanal D mit einer Übertragungskapazität von 16 Kbit/s auf. Die Anforderungen an diese Schnittstellen sind in Vorschrif­ ten, wie ITU-T G.960 für einen Referenzpunkt V1 festgelegt.

In amerikanischen ISDN-Standards haben Nutzkanäle eine Signa­ lisierungskanal von 56 Kbit/s.

Auf Baugruppen wird zum gesicherten Transport von ISDN Daten über Schnittstellen und zu deren Kontrolle der Industrie­ standard IOM-2 eingesetzt. Er wurde von vier europäischen Te­ lekommunikationsausrüstern, nämlich Alcatel, Italtel, Plessey und Siemens definiert. Die Rahmenstruktur der Endgeräteversi­ on des IOM-2-Busses ist in Fig. 1 oben dargestellt. Innerhalb eines Rahmens werden im Zeitmultiplexverfahren 32 Bit über­ tragen. Die Rahmendauer beträgt 125 µs. über je zwei Leitun­ gen werden Rahmen in upstream (DU) und downstream (DD) Rich­ tung übertragen. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die ersten 8 Bit eines Rahmens für den ersten Nutzkanal B1 reserviert. Die folgenden 8 Bit sind für den zweiten Nutzkanal B2 reserviert. Dann folgen 8 Bit für einen Monitorkanal. Die letzten 8 Bit werden als Steuerkanal oder auch als D-Kanal bezeichnet, ob­ wohl nur zwei dieser Bits für den Signalisierungskanal eines ISDN-Endgeräts verwendet werden. Vier Bits des Steuerkanals werden für sogenannte Command-Indicate-Kanäle (C/I Kanäle) verwendet. Die verbleibenden zwei Bits des Steuerkanals wer­ den als MR und MX Bits bezeichnet und steuern den Datenfluß.

Im Stand der Technik ist ferner der ATM-Standard bekannt. Der ATM-Standard (asynchronous transfer mode) wurde ursprünglich von der International Telecomunication Union (ITU) als Stan­ dard für Breitband-ISDN festgelegt. Im September 1991 kam es zur Gründung des ATM-Forums, das sich ausschließlich mit der Standardisierung von ATM befaßt. Neben der ITU-Empfehlung 1.432 für eine direkte Zellübertragung mit 155 Mbit/s und 622 Mbit/s über Koaxialkabel sowie optische Medien wird für die Übertragung von ATM-Zellen vor allem die Synchrone Digitale Hierarchie (SDH) verwendet. Dazu werden die ATM-Zellen in C4- Container in STM-N-Rahmen (synchronous transport module) ver- bzw. entpackt. N kann die Werte 1, 4, 16 und 64 annehmen. Werden STM-1-Rahmen verwendet, steht eine Bandbreite von 155,52 Mbit/s, davon 149,76 Mbit/s Nutzinformation zur Verfü­ gung.

Eine ATM-Zelle ist in Fig. 2 dargestellt. Sie weist eine fe­ ste Länge von 53 Byte auf. Davon werden 5 Bytes als Header 51 verwendet. Der Header umfaßt vor allem Adreßinformation. 48 Byte stehen für Nutzinformation zur Verfügung.

Im Stand der Technik werden digitale Schnittstellen unter Be­ rücksichtigung der CES-Vorschriften des ATM-Forums Byte-weise in ATM-Zellen der Anpassungsschicht vom Typ 1 verpackt.

In der ITU-T-Empfehlung 1.363.2 wird eine Anpassungsschicht des Typs 2 für ATM definiert (AAL2, ATM adaptation layer type 2). Diese Anpassungsschicht hat vor allem den Zweck, Über­ tragungen mit variabler Bandbreite zu unterstützen. Dazu wird eine Substruktur in die Nutzdatenfelder 52 von ATM-Zellen ge­ legt. Diese Substruktur besteht aus CPS-Paketen (common part sublayer), wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. Der Paketkopf umfaßt die Felder CID (channel identifier, 8 Bit) 53, LI (length indicator, 6 Bit) 54, UUI (user-to-user indication, 5 Bit) 55, HEC (header error controll, 5 Bit) 56 und die Nutzinformation 57. Das Feld LI gibt die Länge des Nutzinfor­ mationsfeldes 57 in Bytes an. Es wurde festgelegt, daß die Länge des Nutzinformationsfeldes zwischen einschließlich 1 und 45 Byte schwanken oder 64 Byte betragen kann. Mittels des CID-Feldes können bis zu 256 Subkanäle in einem ATM-Kanal de­ finiert werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Anwen­ dungsbereich der ATM-Adaptionsschicht vom Typ 2 vorteilhaft zu erweitern.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des unabhängigen Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Vorteilhaft an der Verwendung der ATM-Adaptionsschicht vom Typ 2 für digitale Schnittstellen mit mehreren Nutzkanälen und einem Signalisierungskanal ist, daß Datenströme mit genau der jeweils notwendigen Kapazität übertragen werden. Die Ver­ wendung von der ATM-Adaptionsschicht vom Typ 2 (AAL2) ermög­ licht eine schwankende Übertragungsrate ohne zusätzliche pro­ tokollarische Vereinbarungen. So kann die Übertragungsrate beispielsweise während Gesprächspausen auf einfache Weise ab­ gesenkt werden.

Vorteilhaft ist ferner, daß nicht alle Nutzkanäle übertragen werden, wenn nur ein Teil der zur Verfügung stehenden Nutzka­ näle durch Verbindungen belegt sind. Eng mit diesem Vorteil verknüpft ist eine Absenkung der Signalisierungs­ kanalkapazität. Der Signalisierungskanal wird nämlich vorwie­ gend für den Auf- und Abbau von Verbindungen benutzt. Während eine Verbindung besteht, wird der Signalisierungskanal mei­ stens nicht benutzt und kann so bei Verwendung der ATM- Adaptionsschicht vom Typ 2 die meiste Zeit ausgeblendet blei­ ben.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Abbildung eines IOM-Rahmens auf CPS-Pakete der ATM-Anpassungsschicht vom Typ 2,

Fig. 2 eine ATM-Zelle, und

Fig. 3 ein CPS-Paket gemäß der ATM-Adaptionsschicht vom Typ 2.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens. Das mittlere Band 4 in Fig. 1 zeigt eine Folge von sechs IOM-Rahmen. Das obere Band 2 in Fig. 1 zeigt eine Vergrößerung des dritten Rahmens des mittleren Bandes 4. Das untere Band 6 in Fig. 1 zeigt eine Folge von CPS-Paketen, die in Nutzdatenfeldern 52 von ATM-Zellen 50 übertragen wer­ den. Die Paketköpfe der CPS-Pakete, die den einzelnen Subka­ nälen zugeordnet sind, sind mit CHi, CHi+1, CHi+2 und CHi+3 bezeichnet. Unter dem dritten Band sind die Header der CPS- Pakete vergrößert dargestellt. Dabei beinhalten die CID- Felder die Subkanalnummern i, i+1, i+2 und i+3, je nachdem, welchem Subkanal das entsprechende CPS-Paket zugeordnet ist. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden die beiden Nutzkanäle B1 und B2, der Monitorkanal M und der Steuerkanal D in vier aufeinanderfolgenden Subkanälen eines Kanals (VCC, virtual channel connection) der ATM-Adaptionsschicht übertra­ gen.

Die Zahl der Rahmen der beiden Nutzkanäle, die in einem CPS- Paket zusammengefaßt werden, hängt vor allem von der zulässi­ gen Übertragungsverzögerung ab. Je mehr Rahmen zusammengefaßt werden, desto größer ist die Übertragungsverzögerung. Je mehr Rahmen zusammengefaßt werden, desto günstiger ist anderer­ seits das Verhältnis von Nutzdaten zu Paketkopfdaten. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden Informationen von jeweils vier aufeinanderfolgenden Rahmen in einem CPS- Paket zusammengefaßt. In anderen Ausführungsformen wird eine beliebige andere Zahl von Rahmen in einem CPS-Paket zusammen­ gefaßt.

Für die Zahl der zusammengefaßten Rahmen des Steuerkanals wird ein anderes Kriterium verwendet. Vorzugsweise werden so viele Oktetts in einem CPS-Paket zusammengefaßt, daß die D- Bits in den Steuerkanaloktetts eines CPS-Paktes einen Befehl umfassen. Da in jedem Fall auf den letzten Rahmen mit den letzten D-Bits eines Befehls gewartet werden muß, bevor der Befehl ausgeführt werden kann, führt hier ein Zusammenfassen mehrerer Rahmen nicht zu einer Verzögerung, da die Informati­ on der begrenzten Bandbreite für D-Bits im IOM-Rahmen nicht sofort weitergegeben werden kann. Die in den D-Bits übertra­ gene Signalisierungsinformation kann jedoch mit einer größe­ ren Übertragungsverzögerung übertragen werden als die Infor­ mation in den Nutzkanälen. Falls die Befehle eine unter­ schiedliche Länge aufweisen, folgt aus dem obengenannten Kri­ terium, daß die dem Steuerkanal zugeordneten CPS-Pakete eben­ falls eine unterschiedliche Länge aufweisen. In dem in Fig. 1 vorgestellten Beispiel werden sechs Rahmen des Steuerkanals zu einem CPS-Paket zusammengefaßt.

Der Monitorkanal dient vorzugsweise dazu, Daten zu den Endge­ räten herunterzuladen. Für diesen Zweck erscheint es sinn­ voll, zusammengehörende Daten bzw. Rahmen in einem CPS-Paket zusammenzufassen. Wird der Monitorkanal für die Übertragung von Sprachdaten verwendet, so werden eine konstante Anzahl von Rahmen in einem CPS-Paket zusammengefaßt. Ähnlich wie bei den Nutzkanälen B1 und B2 hängt dabei die Zahl der zusammen­ gefaßten Rahmen von der zulässigen Übertragungsverzögerung ab. Diese kann von der zulässigen Übertragungsverzögerung für die Nutzkanäle B1 und B2 abweichen.

Die in Fig. 1 dargestellte Abbildung einer digitalen Schnitt­ stelle mit mehreren Nutzkanälen und einem Signalisierungs­ kanal ermöglicht es auf einfache Weise für nicht benötigte Nutzkanäle keine CPS-Pakete zu übertragen. In ähnlicher Weise können Nutzkanäle, über die gerade ein Gespräch abgewickelt wird, in Gesprächspausen ausgeblendet werden. Ferner werden für den Steuer- oder D-Kanal keine CPS-Pakete übertragen, wenn dies nicht zur Signalisierung erforderlich ist.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Steuerkanal nicht in einem einzigen Subkanal übertragen. Vielmehr wird für die beiden D-Bits, für die vier C/I-Bits und für die beiden MR- und MX-Bits je ein Subkanal verwendet.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden nicht be­ nachbarte Subkanäle in der ATM-Adaptionsschicht vom Typ 2 verwendet. Als benachbarte Subkanäle werden solche Subkanäle bezeichnet, die sich nur um eins in ihrer Kanal-Nummer unter­ scheiden. Subkanäle werden aus den 256 möglichen Subkanälen durch Elemente einer Pseudozufallsfolge ausgewählt.

Die Erfindung kann auch für amerikanische ISDN-Standards mit einer Nutzkanalübertragungsrate von 56 Kbit/s verwendet wer­ den. In diesem Fall verlängert sich die Rahmendauer geringfü­ gig. Ferner wird eine leicht reduzierte Zahl von CPS-Paketen pro Zeiteinheit in den Subkanälen der AAL2-Schicht übertra­ gen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abbilden der Information einer Schnittstel­ le, die mindestens zwei Nutzkanäle (B1, B2) und einen Steuer­ kanal (D) umfaßt, auf ATM-Zellen einer Adaptionsschicht vom Typ 2, wobei die von der Schnittstelle gelieferten Daten in CPS-Paket verpackt werden und eine Rahmenstruktur der Schnittstelle aus angelieferten CPS-Paketen in ATM-Zellen reassembliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schnittstelle eine IOM-Rahmenstruktur aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes CPS-Paket der Adaptionsschicht vom Typ 2, das einem der beiden Subkanäle für die Nutzkanäle (B1, B2) zugeordnet ist, die Information aus mehreren aufeinander­ folgenden IOM-Rahmen enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitorkanal (M) der IOM- Rahmenstruktur auf einen eigenen Subkanal abgebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein CPS-Paket, das dem Subkanal für den Monitorkanal zugeordnet ist, zusammengehörende Daten enthält, wenn der Monitorkanal zum Herunterladen von Daten zu Endgerä­ ten benutzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten des Steuerkanals einer IOM-Rahmenstruktur über einen vierten Subkanal der Adaptions­ schicht vom Typ 2 übertragen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten des Steuerkanals auf einen vierten, fünften und sechsten Subkanal abgebildet wer­ den, wobei die D-Bits auf den vierten Subkanal, die C/E-Bits auf den fünften Subkanal sowie die MR- und MX-Bits auf den sechsten Subkanal abgebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein dem vierten Subkanal zugeordnetes CPS- Paket so viele Rahmen der IOM-Rahmenstruktur zusammenfaßt, daß die D-Bits in dem CPS-Paket einen Befehl bilden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Subkanäle, die einer IOM- Rahmenstruktur zugeordnet sind, über einen ATM-Kanal übertra­ gen werden und dieser ATM-Kanal keine weiteren Subkanäle ent­ hält.