DE60124837T2

DE60124837T2 - Verfahren und System für Rahmen- und Zeigerausrichtung von sonet Datenkanälen

Info

Publication number: DE60124837T2
Application number: DE60124837T
Authority: DE
Inventors: David Richardson Sawey; Edmund Plano Cher
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: EP1193901A2; CA2358144A1; EP1193901B1; EP1193901A3; US20020118668A1; US6963560B2; DE60124837D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Telekommunikations-Vermittlungssysteme und spezieller ein System und Verfahren zur fehlerfreien Umschaltung zwischen einem Arbeits-Datenkanal und einem abwechselnden Datenkanal, der über einen anderen Weg in einem SONET-System übertragen wird.
Die Umschaltung von digitalen Signalen von einem Dienst(Arbeits-)-Kanal auf einen abwechselnden (Ersatz-)Kanal und umgekehrt in einem Kommunikationssystem kann eine "Störung" des Verkehrs verursachen. Mit anderen Worten kann bei dieser Umschaltung von einem Arbeitskanal auf den Ersatzkanal die Nutzinformation beschädigt werden. Diese Beschädigung kann auftreten, weil es sein kann, dass die Datenpaket-Rahmen von Ersatzkanal und Arbeitskanal nicht ausgerichtet sind und/oder sie unterschiedliche Nutzinformations-Zeigerwerte haben. Ein Prozessor-Schaltkreis muss die verschiedenen Zeigerwerte erkennen und seinen Zähler ausrichten und/oder die falsch ausgerichteten Rahmen erkennen und die Rahmen ausrichten. Während dieser Zeit kann der Verkehr gestört werden, wenn eine Umschaltung ausgelöst wird, bevor die Rahmen und/oder Zeiger der beiden Signale ausgerichtet sind.
Störungsfreie (d.h. fehlerfreie) Vermittlungssysteme (zum Beispiel für Digitalfunk) sind bekannt. In diesen Systemen werden Signale, die auf einem Arbeitskanal übertragen werden, auf einen Ersatzkanal umgeschaltet, wenn am Empfänger eine vorher festgelegte Anzahl von Fehlern erkannt wird. Diese bisherigen Vermittlungssysteme führen diese Umschaltung durch, indem sie die verschiedenen Übertragungsverzögerungen zwischen Arbeits- und Ersatz-Kanal kompensieren, indem sie in jeden Kanal eine Verzögerungs-Verlängerung aufnehmen, die gleich der maximalen Verzögerungs-Differenz zwischen den beiden Kanälen ist. Weiterhin kann eine zusätzliche variable Verzögerung kontrollierbar zu dem Ersatzkanal hinzugefügt werden. Durch Variation der Länge dieser variablen Verzögerung kann eine Verzögerung zum Ersatzkanal hinzugefügt werden, so dass die Gesamt-Verzögerung des Ersatzkanals gleich der Gesamt-Verzögerung des Arbeitskanals ist. Die Gesamt-Verzögerung des Arbeitskanals ist gleich der inhärenten Verzögerung im Arbeitskanal plus der Verzögerungs-Verlängerung. Wenn eine Verzögerung zwischen den Kanälen angeglichen wurde, kann das Signal störungsfrei vom Arbeitskanal auf den Ersatzkanal umgeschaltet werden und umgekehrt.
Ein solches fehlerfreies Vermittlungssystem kann jedoch nur benutzt werden, wenn der auf dem Ersatzkanal übertragene Bitstrom identisch mit dem auf dem Arbeitskanal übertragenen Bitstrom ist. Ein solches System kann nicht benutzt werden, wenn ein Signalformat (zum Beispiel das SONET-Format) benutzt wird, in dem eine Nutzinformation (d.h. eine vorher festgelegte Dateneinheit) und eine Markierung, welche die Lage der Nutzinformation anzeigt, in jedem Rahmen gleiten kann, und wo es sein kann, dass die beim Empfänger eintreffenden Bitströme der Arbeits- und Ersatzkanäle nicht identisch sind. Weiterhin kann es sein, dass die Kopfinformations-Bytes des auf dem Arbeitskanal übertragenen Signals sich von den Kopfinformations-Bytes des auf dem Ersatzkanal übertragenen Signals unterscheiden, sogar wenn die Startposition der Nutzinformation und entsprechender Rahmen gleich sind. Auf einem SONET-Netzwerk übertragene Signale können zum Beispiel vom Arbeitskanal auf einen abwechselnden Ersatzkanal umgeleitet werden, der einen zwischenliegenden zentralen Ort durchlaufen hat. Um die Nutzinformation synchron zum SONET-Netzwerk zu halten, kann die Nutzinformation im SONET-Rahmen verschoben werden. Die auf der Empfangsseite auf dem Arbeits- und dem Ersatzkanal eintreffenden Signale können somit möglicherweise unterschiedlich sein.
In US-Patent 5,051,979 wird ein Verfahren zur fehlerfreien Umschaltung zwischen SONET-Signalen beansprucht. Bei diesem Verfahren wird jeder STS-1-Rahmen durch einen individuellen Verzögerungs-Puffer ausgerichtet und an einen individuellen Zeiger-Prozessor gesendet. In dem Zeiger-Prozessor werden die Nutzinformations-Daten jedes Signals entnommen und zusammen mit einem neuen Zeiger-Wert in einen neuen Rahmen eingefügt. Am Ausgang jedes Zeiger-Prozessors werden die neuen Zeiger-Werte an einen Zeiger-Ausrichtungs- und Steuerungs-Schaltkreis gesendet. Einer der Zeiger-Prozessoren wird zum Master bestimmt, und der andere zum Slave. Der Zeiger-Ausrichtungs- und Steuerungs-Schaltkreis überwacht den vom Master-Zeiger-Prozessor erzeugten Zeiger-Wert und sendet auf der Grundlage des Master-Zeiger-Wertes Ausrichtungs-Steuerungs-Information an den Slave-Zeiger-Prozessor. Somit stimmen am Ausgang der beiden Zeiger-Prozessoren die Zeiger-Werte überein. Anschließend wird jedes Signal zu einem 2:1-Multiplexer gesendet, der zwischen den beiden STS-1-Kanälen auswählt. Da sowohl die Rahmen als auch die Nutzinformation der Signale ausgerichtet ist, kann eine einfache 2:1-Auswahl eine Umschaltung vom Arbeitskanal zum Ersatzkanal und zurück bewirken.
Obwohl dieses Verfahren eine störungsfreie Umschaltung in Vermittlungssystemen bewirkt, in denen ein Signalformat, wie z.B. das SONET-Format verwendet wird, ist dieses Verfahren kompliziert und teuer, weil die Rahmenausrichtung durch Einfügung einer Verzögerung des gesamten STS-Rahmens des SONET-Signals erreicht wird. Ein bestimmter STS-Rahmen wird somit immer mehr verzögert, wenn er das Telekommunikationssystem durchläuft. Als Folge davon werden, wenn das System erweitert wird, immer größere Puffer benötigt, um die Rahmenunterschiede zu behandeln.
In US 5,155,728 wird eine Zeitmultiplex-Sprachpfad-Vorrichtung offen gelegt, die einen Rahmen-Synchronisations-Detektor, einen Zeiger-Detektor, einen Zeiger-Einfügungs-Schaltkreis, einen Adress-Umwandler, einen Selektor und einen Demultiplexer enthält. Zeiger werden auf Highways gesetzt, so dass ein Zusammenhang zwischen den Zeitschlitzen auf den Highways und den Adressen des Sprachpfad-Speichers, in den die Zeitschlitze geschrieben werden, auf der Grundlage der Rahmen-Phasen und Zeiger-Werte der entsprechenden Highways bestimmt wird. Aus dem Sprachpfad-Steuerungs-Speicher gelesene Daten werden entsprechend diesem Zusammenhang in Adressen umgewandelt und als Lese-Adressen an den Sprachpfad-Speicher angelegt.
In EP-A-0 999 653 wird ein Verfahren und ein System zur Verarbeitung digitaler Signale in einem Telekommunikationssystem offen gelegt, das eine störungsfreie Umschaltung zwischen einem ersten Digitalsignal, in dem eine erste Nutzinformation, eine erste Nutzinformations-Anzeige-Markierung und eine erste Kopfinformation auf einem ersten Kanal übertragen werden, und einem zweiten Digitalsignal, in dem eine zweite, zur ersten identische Nutzinformation, eine zweite Nutzinformations-Anzeige-Markierung und eine zweite Kopfinformation auf einem zweiten Kanal übertragen werden. Das System enthält erste und zweite Zeiger-Folger, erste und zweite elastische Puffer mit Steuerungs-Schaltkreisen und einen Zeiger-Generator. Die ersten und zweiten Steuerungs-Schaltkreise der elastischen Puffer enthalten weiterhin jeder einen Schreib-Zähler, einen Lese-Zähler, einen Phasen-Detektor und einen Leak-Out-Mechanismus zur Neuinitialisierung des Systems nach einer Ersatzumschaltung.
Ausgehend von diesem bisherigen Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Verarbeitung digitaler Signale, insbesondere einen Addierer-Schaltkreis davon, sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Systems zu verbessern, so dass ein Versatz zwischen zwei Zeigern, der von dem Addierer-Schaltkreis erzeugt wurde, in Übereinstimmung zu einem Ziel-Versatz gebracht wird.
Das Ziel wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 erreicht.
Die vorliegende Erfindung liefert ein verbessertes Verfahren und System zur Rahmen- und Zeigerausrichtung von SONET-Datenkanälen für die störungsfreie Umschaltung zwischen Datenkanälen, das die Nachteile und Probleme beseitigt oder verringert, die in Zusammenhang mit bisher entwickelten Systemen und Verfahren zur störungsfreien Umschaltung auftraten, die zur Umschaltung zwischen einem Arbeitskanal und einem abwechselnden Ersatzkanal in einem SONET-Telekommunikationssystem verwendet werden.
Ein wichtiger technischer Vorteil des Verfahrens zur fehlerfreien (störungsfreien) Umschaltung der vorliegenden Erfindung ist, dass es sowohl die Rahmen-, als auch die Zeigerausrichtung von SONET-Datensignalen entlang unterschiedlicher Datenkanäle in einem Telekommunikationssystem bereitstellen kann, ohne dass die Kosten und die Komplexität von zuvor entwickelten Systemen und Verfahren zur störungsfreien Umschaltung auftreten.
Ein weiterer technischer Vorteil des Verfahrens zur störungsfreien Umschaltung dieser Erfindung ist die Fähigkeit, die SONET-Rahmen in den über ein Telekommunikationssystem übertragenen Datensignalen durch Zeiger-Manipulation auszurichten, statt eine Verzögerung hinzuzufügen.
Noch ein weiterer technischer Vorteil des Verfahrens zur Rahmen- und Zeigerausrichtung von SONET-Datenkanälen dieser Erfindung ist die Fähigkeit, die störungsfreie Umschaltung unter Verwendung von weniger RAM zur Pufferung durchzuführen als vorherige Systeme zur Rahmen- und Zeigerausrichtung von Datensignalen.
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Referenznummern gleiche Eigenschaften bezeichnen und worin:
1 ein Blockdiagramm eines Telekommunikationssystems 100 zeigt, in das der Zeiger-Addierer zur Rahmen- und Zeigerausrichtung der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden kann;
2A ein Blockdiagramm einer möglichen Konfiguration des Koppelvielfachs 14 zeigt, die eine Ausführung des Zeiger-Addierers der vorliegenden Erfindung zeigt;
2B einen Signal-Grafen 350 zeigt, der mögliche Signalformen an verschiedenen Punkten des Systems einer Ausführung dieser Erfindung zeigt;
3 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Zeiger-Addierers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Koppelvielfach-Konfiguration und die skalierbare Art des Zeiger-Addierer-Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ein Flussdiagramm einer Ausführung der Funktionsschritte des Verfahrens gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Ausführung des Zeiger-Addierer-Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden in den FIGUREN dargestellt, wobei gleiche Nummern benutzt werden, um gleiche und entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen zu kennzeichnen.
Die vorliegende Erfindung bietet die Fähigkeit einer fehlerfreien Umschaltung zwischen zwei Digitalsignalen. In einer typischen Anwendung, wie der in 1 gezeigten, können eine Sende-Vorrichtung 8 und eine Empfangs-Vorrichtung 11 eine große Entfernung voneinander getrennt sein. Die Sende-Vorrichtung 8 und die Empfangs-Vorrichtung 11 können über diese große Entfernung durch Datenkanäle 7 miteinander verbunden sein. Die Schnittstelle zwischen der Sende-Vorrichtung 8 und der Empfangs-Vorrichtung 11 kann bidirektional sein und daher in jeder Richtung gleich arbeiten.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Telekommunikationssystems 100, in das der Zeiger-Addierer zur Rahmen- und Zeigerausrichtung der vorliegenden Erfindung aufgenommen werden kann. Das Telekommunikationssystem 100 kann ein optisches Telekommunikationssystem sein, das das SONET-Signalformat nutzt. 1 zeigt das Eingangs-STS-1-Signal 15, das von Eingangs-Kanal 2 in der Sende-Vorrichtung 8 stammt, wo es in das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 aufgeteilt und entlang Datenkanal 7, bzw. 9 zu den Sendern 10 weitergeleitet wird. Die Sender 10, die identische Sender sein können, leiten das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 über Datenkanäle 7 zu den Empfängern 12 und 13 der Empfangs-Vorrichtung 11 weiter. Die Pfade der verschiedenen Datenkanäle 7 können unterschiedliche Pfade sein.
Die Empfänger 12 und 13 empfangen jeder eine Kopie der Eingangs-STS-1-Signals 15 (in Form entweder des oberen STS-1U-Signals 200 oder des unteren STS-1L-Signals 210). Die Signale können unterschiedliche Pfade nehmen, um ihren jeweiligen Empfänger 12 oder 13 zu erreichen. Die Empfänger 12 und 13 können identische Empfangs-Vorrichtungen sein. Die Empfänger 12 und 13 leiten ihr entsprechendes Eingangssignal an das Koppelvielfach 14 weiter, in dem die störungsfreie Umschaltung zwischen Arbeits- und Ersatz-Kopien des Eingangs-STS-1-Signals 15 durchgeführt werden kann. Das Koppelvielfach 14 leitet als Ausgangssignal ein wiederhergestelltes Ausgangs-STS-1-Signal 400, das eine zum Eingangs-STS-1-Signal 15 identische Nutzinformation hat, über den Ausgangskanal 300 an den Rest des Telekommunikationssystems 100 weiter.
Das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 treffen am Koppelfeld 14 in 1 mit identischen Nutzinformationen und mit denselben Nutzinformations-Zeiger-Werten ein. Die STS-Rahmen der beiden Signale sind jedoch nicht ausgerichtet. Der Grund dafür ist, dass jedes Signal einen anderen Weg durch das Telekommunikationssystem 100 genommen haben kann, um zum Koppelvielfach 14 zu gelangen. Im Koppelvielfach 14 können das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 jeweils weiter in Arbeits- und Ersatz-Kopien von jedem aufgeteilt werden, und es kann wünschenswert sein, zwischen Arbeits- und Ersatz-Kopien zu wählen, ohne ihre Nutzinformation zu beeinflussen. Eine solche Auswahl zwischen einer Arbeits-Kopie und einer Ersatz-Kopie entweder des oberen STS-1U-Signals 200 oder des unteren STS-1L-Signals 210, welche die entsprechenden Nutzinformationen nicht beschädigt, wird als störungsfreie Umschaltung bezeichnet. Man beachte, dass das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 nur für Beschreibungszwecke als oberes und unteres bezeichnet werden, und dass diese Beschreibung nicht dazu gedacht ist eine feste Orientierung oder einen festen Ursprung der entsprechenden Signale zu bezeichnen.
2A zeigt ein Blockdiagramm einer möglichen Konfiguration des Koppelvielfachs 14, das eine Ausführung des Zeiger-Addierers der vorliegenden Erfindung enthält. Die Empfänger 12 und 13 empfangen das obere STS-1U-Signal 200, bzw. das untere STS-1L-Signal 210 und leiten das Signal an das Koppelvielfach 14 weiter. Das obere STS-1U-Signal 200 wird in zwei identische Kopien aufgeteilt, von denen eine über den oberen Arbeitskanal 322 zum Zeiger-Addierer 302 und die andere über den oberen Ersatzkanal 326 zum Zeiger-Addierer 306 weitergeleitet wird. Auf ähnliche Weise wird das untere STS-1L-Signal 210 in zwei identische Kopien aufgeteilt, von denen eine über den unteren Arbeitskanal 324 zum Zeiger-Addierer 304 und die andere über unteren Ersatzkanal 328 zum Zeiger-Addierer 308 weitergeleitet wird.
Die Rahmen der beiden Kopien des oberen STS-1U-Signals 200 und des unteren STS-1L-Signals 210 sind nicht notwendigerweise ausgerichtet, wenn sie von ihren jeweiligen Zeiger-Addierern empfangen werden. Der Grund dafür ist, dass jede Kopie jedes Signals einen anderen Weg genommen haben kann, um seinen entsprechenden Zeiger-Addierer zu erreichen. In der vorliegenden Erfindung wird jedoch angenommen, dass an einem bestimmten Punkt vor dem Eintreffen an den Empfängern 12 und 13 der Rahmen und die Zeiger des oberen STS-1U-Signals 200 und des unteren STS-1L-Signals 210 ausgerichtet wurden (d.h. dass der Rahmen und die Zeiger jedes Signals, das an einem bestimmten Punkt im Koppelvielfach 14 ausgetauscht werden kann, an einem bestimmten Punkt vor der Verarbeitung durch einen Zeiger-Addierer ausgerichtet wurden).
In einem typischen digitalen Signalverarbeitungs-Netzwerk wird ein Signal, das eine Daten-Nutzinformation überträgt, in redundante Pfade (Kanäle) aufgeteilt, wie oben in Verbindung mit den 1 und 2A beschrieben, um die Fähigkeit bereitzustellen, Signale ununterbrochenen zu übertragen, wenn einer der Kanäle zur Wartung oder wegen eines Ausfalls abgeschaltet ist. Die Fähigkeit, zwischen redundanten Pfaden störungsfrei umzuschalten, wie z.B. zwischen dem oberen Arbeitskanal 322 und dem oberen Ersatzkanal 326, gibt einem Netzwerk-Benutzer die Möglichkeit, ohne Verlust oder Beschädigung von Daten zwischen Kanälen auszuwählen. Die Wartung eines Arbeitskanals oder eines Ersatzkanals wird daher die Fähigkeit des Benutzers, seinen Verkehr ohne Unterbrechung zu übertragen, nicht beeinträchtigen. Weitere Redundanz wird bereitgestellt, indem das ursprüngliche Eingangssignal, wie z.B. das Eingangs-STS-1-Signal 15 in 1, in zwei oder mehr Kopien aufgeteilt wird, die dann in Arbeits- und Ersatz-Kopien aufgeteilt werden. Dies ist das Beispiel, das oben als Teil von 2A beschrieben wird. Weiterhin kann es ein Verfahren und System zur störungsfreien Umschaltung, wie das der vorliegenden Erfindung, erlauben, zwischen einem Arbeits- und einem Ersatz-Kanal auf eine Art und Weise umzuschalten, die transparent für die ist, welche die Information (Nutzinformation) empfangen, die über das Telekommunikationssystem 100 übertragen wird.
In einem Telekommunikationssystem 100, wie z.B. einem SONET-System ist es oft wünschenswert die Ausrichtung der STS-Rahmen an verschiedenen Punkten im System aufrecht zu erhalten, sogar wenn die STS-Rahmen von verschiedenen Teilen des Systems stammen. Diese Rahmenausrichtung vereinfacht die Rahmenbildung und die Kopfinformations-Verarbeitung, die für jede Schnittstelle erforderlich ist, wie die am Ausgang der Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 in 2A. In einem typischen SONET-System wird ein Rahmen-Synchronisations-Signal an alle Schaltkreise verteilt, die ein STS-Signal erzeugen. Somit sind alle STS-Signale an ihrem Ursprung ausgerichtet. Wenn die STS-Signale jedoch das System durchlaufen, können sie über unterschiedliche Pfade an Schnittstellen eintreffen, an denen eine Rahmenausrichtung gewünscht wird. Es wird vorausgesetzt, dass die Phasendifferenz zwischen jedem STS-Signal fest und bekannt ist. Um die STS-Rahmen auszurichten, wird jedes STS-1-Signal, wie die Kopien des obigen Eingangs-STS-1-Signals 15 an einen Zeiger-Addierer-Schaltkreis angelegt.
Wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird, extrahiert am Eingang jedes Zeiger-Addierers, wie z.B. der Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 der 2A, ein Zeiger-Folger-Schaltkreis die eingebettete Nutzinformation aus dem STS-1-Signal-Rahmen und schreibt sie in einen elastischen Puffer. Am Ausgang des elastischen Puffers rekonstruiert ein Zeiger-Generator-Schaltkreis einen neuen STS-1-Rahmen durch Einfügen eines neuen Zeigerwertes, der auf der Lage der Nutzinformation bezogen auf den neuen STS-Rahmen basiert. Über eine Sequenz von Rahmen bewirkt ein Rückkopplungs-Mechanismus, dass der neue Zeigerwert abgeglichen wird, bis der neue Zeigerwert einen festen Versatz vom eintreffenden Zeigerwert hat. Dies ist ein einmaliger Vorgang, und nachfolgende Zeigerbewegungen im Zeiger-Folger werden direkt an den Zeiger-Generator weitergegeben und beeinflussen nicht die Rahmenausrichtung.
Indem ein gemeinsames Rahmensynchronisations-Signal an jeden Zeiger-Addierer gesendet wird, können die STS-Rahmen am Ausgang jedes Zeiger-Addierers ausgerichtet werden. Da die Zeiger-Manipulation im Zeiger-Addierer vorhersagbar ist, erfahren Arbeits- und Ersatz-Kopien des Verkehrs, die gleiche Pfade im Telekommunikationssystem 100 durchlaufen, identische Zeiger-Änderungen. Somit kann die Zeigerausrichtung zwischen Arbeits- und Ersatz-Kopien im System aufrechterhalten werden, so dass eine störungsfreie Ersatzumschaltung möglich ist. Im Vergleich zur Lösung mit der Gesamt-Verzögerung in Systemen nach dem bisherigen Stand der Technik ist der Pufferungs-Aufwand, der für jeden Rahmenausrichtungs-Punkt erforderlich ist, sehr klein und steigt nicht mit der Größe des Telekommunikationssystems 100 an.
Kehrt man nun zu 2A zurück, ist es wünschenswert, dass die Rahmen der Signale, die in jeden der Arbeits- und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 310 und 312 gelangen, zueinander ausgerichtet sind. Die Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 führen eine Rahmenausrichtung ihrer jeweiligen Signale aus, so dass die Rahmen aller Kopien des Eingangs-STS-1-Signals 15 an der Eingangsschnittstelle zu Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310 und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 ausgerichtet sind. Die Arbeits- und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 310 und 312 werden dazu benutzt, auszuwählen welches Arbeitssignal und welches Ersatzsignal an den Rest des Telekommunikationssystems 100 weitergeleitet wird. Die Arbeits- und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 310 und 312 können miteinander synchronisiert werden, so dass die mit einer bestimmten Kopie des Eingangs-STS-1-Signals 15 verbundenen Arbeits- und Ersatz-Signale zusammen als Arbeits-Signal und Ersatz-Signal weitergeleitet werden.
2B zeigt einen Signal-Grafen 350, der die Signalformen für das obere STS-1U-Signal 200, das untere STS-1L-Signal 210, das Ausgangs-STS-1UW-Arbeitssignal 314, das Ausgangs-STS-1LW-Arbeitssignal 316, das Ausgangs-STS-1UP-Ersatzsignal 318 und das Ausgangs-STS-1LP-Ersatzsignal 320. Diese Signale sind jeweils die beiden Kopien des Eingangs-STS-1-Signals 15 und die Ausgangssignale der Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308.
Wie man in 2B sieht, sind die Signalformen des oberen STS-1U-Signals 200 und des unteren STS-1L-Signals 210 (entsprechend bezeichnet) mit nicht ausgerichteten STS-Rahmen 360 gezeigt. Auf ähnliche Weise ist der Beginn ihrer jeweiligen Nutzinformationen, der durch die Pfeile 370 gezeigt wird, ebenfalls nicht ausgerichtet. Der Abstand zwischen dem Beginn jedes STS-Rahmens 360 und dem Beginn jeder Nutzinformation 370 wird gemessen und durch einen SONET-Zeiger angezeigt. Die im Signal-Grafen 350 gezeigten Signalformen sind nur ein Beispiel, und die von einem System, das die vorliegende Erfindung implementiert, tatsächlich erzeugten Signalformen können sich davon unterscheiden.
Wie in 2B gezeigt wird, sind am Ausgang der Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 alle Rahmen des Ausgangs-STS-1UW-Arbeitssignals 314 und des Ausgangs-STS-1LW-Arbeitssignals 316, des Ausgangs-STS-1UP-Ersatzsignals 318 und des Ausgangs-STS-1LP-Ersatzsignals 320 ausgerichtet, wie durch ihre entsprechenden STS-Rahmen 360 gezeigt. Diese Rahmenausrichtung wird in den Zeiger-Addierern 302, 304, 306 und 308 durchgeführt, wobei die Nutzinformation der jeweiligen eintreffenden Signale intakt gehalten wird, aber der SONET-Rahmen 360 verlegt wird, indem der SONET-Zeigerwert geändert wird. In dem in 2B gezeigten Fall wurde der Zeigerwert des oberen STS-1U-Signals 200 verringert, um das Ausgangs-STS-1UW-Arbeitssignal 314 zu erzeugen. Der Zeigerwert des Ausgangssignals von Zeiger-Addierer 302 ist somit kleiner als der des Signals am Eingang von Zeiger-Addierer 302. Man beachte, dass, falls erforderlich, der Zeigerwert stattdessen hätte erhöht werden können, um die gewünschte Rahmenausrichtung zu bewirken.
Die Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 stellen somit sicher, dass die SONET-Rahmen ihren entsprechenden Eingangssignale an ihrem Ausgang und somit am Eingang eines zugehörigen Koppelpunkt-Schalters (z.B. Arbeits-Koppelpuunkt-Schalter 310 oder Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312) ausgerichtet sind. Die Änderung des Zeigerwertes für jedes Signal wird in den Zeiger-Addierern 302, 304, 306 und 308 durchgeführt, indem ein Synchronisationsimpuls 370 als Eingabe für den PG-STS-Zähler 502 jedes Zeiger-Addierers verwendet wird, wie in 3 gezeigt wird. Die PG-STS-Zähler 502 bestimmen die Lage des SONET-Rahmens im Ausgangssignal jedes Zähler-Generators. Der Synchronisationsimpuls 370 stellt sicher, dass jeder PG-STS-Zähler 502 mit jedem anderen PG-STS-Zähler 502 ausgerichtet ist. Dies reicht aus, um sicherzustellen, dass der von jedem Zeiger-Addierer ausgegebene STS-Rahmen mit jedem anderen STS-Rahmen ausgerichtet ist. Der Synchronisationsimpuls 370 kann von einem Synchronisations-Modul 515 erzeugt werden und ist eine System-Referenz, deren Wert beliebig bestimmt und in alle Zeiger-Addierer eingegeben werden kann. Indem Synchronisationsimpuls 370 an die PG-STS-Zähler 502 aller Zeiger-Addierer gesendet wird, werden die Rahmen der Signale, die von jedem Zeiger-Addierer ausgegeben werden, ausgerichtet.
Das Synchronisations-Modul 515 erzeugt die Takte und Synchronisationssignale für das gesamte System. Die Takt- und Synchronisationsimpulse werden an alle Leiterplatten im Übertragungssystem 100 gesendet. Somit werden die Rahmen aller Signale, die von allen Zeiger-Addierern im Übertragungssystem 100 ausgegeben werden, zueinander ausgerichtet, bevor sie an einen Koppelpunkt-Schalter angelegt werden. Koppelpunkt-Schalter, wie z.B. Koppelpunkt-Schalter 310 und 312, wählen weiterzuleitende Arbeits- und Ersatzsignale aus, wie oben erläutert.
Obwohl in der Beschreibung der Ausführung der 1 und 2A das obere STS-1U-Signal 200 und das untere STS-1L-Signal 210 Kopien desselben Eingangs-STS-1-Signals 15 sind, können alternative Ausführungen dieser Erfindung stattdessen unterschiedliche Eingangs-STS-1-Signale der Empfänger 12 und 13 haben. Diese unterschiedlichen Signale können dann vom Koppelvielfach 14 verarbeitet werden und durch Arbeits- und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter unabhängig voneinander entsprechend den Lehren dieser Erfindung durch das Telekommunikationssystem 100 geleitet werden. Auf diese Weise können mehrere STS-1-Signale, die verschiedene Daten übertragen, durch dasselbe Telekommunikationssystem 100 geleitet werden.
Die Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 richten auch die Nutzinformationen ihrer jeweiligen Eingangssignale aus. Die Ausgangssignale der Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 haben somit nicht nur durch den Synchronisationsimpuls 370 ausgerichtete Rahmen, sondern die Arbeits- und Ersatz-Kopien eines bestimmten Eingangssignals haben auch eine ausgerichtete Nutzinformation. Dies erlaubt die störungsfreie Umschaltung zwischen Arbeits- und Ersatz-Signalen, die den Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung bildet. Dies wird in dem Signal-Grafen 350 in 2B gezeigt. Wie man in 2B sehen kann, sind sowohl die Rahmen als auch die Nutzinformationen des Ausgangs-STS-1UW-Arbeitssignals 314 und des Ausgangs-STS-1UP-Ersatzsignals 318 (die Arbeits-, bzw. Ersatz-Kopien des oberen STS-1U-Signals 200) ausgerichtet, wie durch die Nutzinformations-Anzeigen 370 gezeigt.
Der Zeiger-Addierer der vorliegenden Erfindung führt die Nutzinformations-Ausrichtung von Arbeits- und Ersatz-Kopien eines Signals durch, indem er sicherstellt, dass der eintreffende SONET-Zeiger (Nutzinformations-Zeiger) in jedem Zeiger-Addierer dieselbe Ausrichtung sieht. Zum Beispiel erreichen die Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 dies durch Kompensation der verschiedenen Verzögerungen zwischen verschiedenen Kopien eines Signals, wenn sie verschiedene Wege nehmen, um ihren jeweiligen Zeiger-Addierer zu erreichen. Wenn zum Beispiel in 2B der Wert des SONET-Zeigers (die Entfernung zwischen dem Beginn des SONET-Rahmens 360 und der Nutzinformations-Anzeige 370, die eine ganze Zahl ist) für das obere STS-1U-Signal 200 6 ist, verringern die Zeiger-Addierer 302 und 306 den Zeigerwert von 6 auf zum Beispiel 2, um die Nutzinformationen an den Ausgängen der Zeiger-Addierer 302 und 306 (die Arbeits- und Ersatz-Kopien des oberen STS-1-U-Signals 200) auszurichten. Die Zeiger-Addierer 302, 304, 306 und 308 können vorher programmiert werden, um diese Ausrichtung durchzuführen.
Unabhängig von dem Pfad, den jedes Eingangssignal nimmt, kann ein System, das die Zeiger-Addierer dieser Erfindung enthält, so konfiguriert werden, dass es sicherstellt, dass die Zeiger-Änderungen in jedem Zeiger-Addierer, der die Arbeits- und Ersatz-Kopien eines Signals verarbeitet, gleich sind. Dies kann durchgeführt werden, weil in jedem Zeiger-Addierer elastische Puffer 506 verwendet werden. Die Größe (Tiefe) des elastischen Puffers 506 jedes Zeiger-Addierers kann eingestellt werden, um sicherzustellen, dass der Nutzinformations-Zeigerwert die erforderliche Ausrichtung erfährt. Sogar, wenn die eintreffenden und abgehenden SONET-Rahmen nicht exakt dort sind, wo sie vermutet werden, kann jeder Zeiger-Addierer noch so konfiguriert werden, dass der Zeigerwert richtig ausgerichtet wird. Der Grund dafür ist, dass ein neuer Zeigerwert für jedes Signal erzeugt wird, wenn es seinen entsprechenden Zeiger-Addierer verlässt, wie im Folgenden detaillierter erläutert wird.
Der Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310, bzw. der Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 nehmen als Eingang Arbeits- und Ersatz-Kopien von oberen und unteren STS-1U- und STS-1L-Signalen 200 und 210. Der Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310 und der Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 wählen den Satz von Arbeits- und Ersatz-Signalen, die zum 2:1-Multiplexer 352 in 2A weiterzuleiten sind. Typischerweise werden sowohl der Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310, als auch der Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 dasselbe Signal wählen, um es zum 2:1-Multiplexer 352 weiterzuleiten, entweder das obere STS-1U-Signal 200 oder das untere STS-1L-Signal 210. Auf diese Weise empfängt der 2:1-Multiplexer 352 rahmen- und zeigerjustierte Kopien desselben Signals. Wenn eine Wartung an Arbeits- Koppelpunkt-Schalter 310 oder Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 durchgeführt werden muss, führt der 2:1-Multiplexer 352 die aktuelle Auswahl (Umschaltung) zwischen den beiden Signalen durch, die von Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310 und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 ausgewählt wurden. Wenn eine Ersatzumschaltung ausgelöst wurde, schaltet der 2:1-Multiplexer 352 von dem Kanal, in dem er zuvor Nutzinformations-Daten empfangen hat (entweder der Arbeitskanal oder der Ersatzkanal) auf den anderen, zuvor nicht ausgewählten Kanal um. Der 2:1-Multiplexer 352 leitet das ausgewählte Signal an den Rest des Telekommunikationssystems 100 als wiederhergestelltes Ausgangs-STS-1-Signal 400 über Ausgangskanal 300 um.
Zusätzlich dazu kann durch Einführung eines einfachen Rückkopplungs-Mechanismus eine Rahmen- und Zeigerausrichtung zwischen den Zeiger-Addierern 302 und 304 und zwischen den Zeiger-Addierern 306 und 308 erreicht werden. Wenn zwischen den Zeiger-Addierern 302 und 304 eine Rahmen- und Zeigerausrichtung erreicht wurde, führt der Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 310 die aktuelle Auswahl (Umschaltung) zwischen dem oberen STS-1U-Signal 200 und dem unteren STS-1L-Signal 210 durch. Auf die gleiche Weise führt, wenn zwischen den Zeiger-Addierern 306 und 308 eine Rahmen- und Zeigerausrichtung erreicht wurde, der Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 312 die aktuelle Auswahl (Umschaltung) zwischen dem oberen STS-1U-Signal 200 und dem unteren STS-1L-Signal 210 durch. Diese Art der Ersatzumschaltung ist nützlich, wenn an Empfänger 12 oder Empfänger 13 eine Wartung ausgeführt werden muss. 6 ist ein einfaches Blockdiagramm, das zeigt, wie die Zeiger-Addierer 302 und 304 mit einem einfachen Rückkopplungs-Mechanismus verbunden werden können, um die Rahmen- und Zeigerausrichtung zwischen dem oberen STS-1U-Signal 200 und dem unteren STS-1L-Signal 210, deren Zeiger zuvor nicht ausgerichtet waren, zu erreichen.
3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Zeiger-Addierers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Obwohl in 3 der Zeiger-Addierer 302 gezeigt wird, gilt die folgende Beschreibung gleichfalls für jeden Zeiger-Addierer gemäß den Lehren dieser Erfindung. Ein eintreffendes STS-1-Signal (hier das obere STS-1U-Signal 200) wird über den oberen Arbeitskanal 322 an Zeiger-Addierer 302 angelegt. Das obere STS-1U-Signal 200 wird vom Zeiger-Folger 504 empfangen. Der Zeiger-Folger 504 entnimmt die eingebettete Nutzinformation aus dem STS-1-Rahmen und schreibt sie in den elastischen Puffer 506. Am Ausgang des elastischen Puffers 506 rekonstruiert ein Zeiger-Generator 508 das STS-1-Signal entsprechend der Lage des Nutzinformations-Rahmens.
Der Zeiger-Addierer 302 benutzt einen Rückkopplungs-Mechanismus, bei dem die Zeiger 512 und 514 des Zeiger-Folgers ("PF") und des Zeiger-Generators ("PG") im Komparator 516 verglichen werden, um ihren Versatz zu bestimmen. Der resultierende Zeiger-Versatz 518 wird im Komparator 532 mit einem Ziel-Versatz 530 verglichen. Die Differenz zwischen dem Zeiger-Versatz 518 und dem Ziel-Versatz 522 wird dazu benutzt, ein Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal 520 zu erzeugen, das an den elastischen Puffer 506 angelegt wird, um über der Zeit den PG-Zeiger 512 so auszurichten, dass der Zeiger-Versatz 518 in Übereinstimmung mit dem Ziel-Versatz 530 gebracht wird. Der Zeiger-Addierer 302 enthält auch den PG-STS-Zähler 502, der Synchronisationsimpuls 370 empfängt, und PF-STS-Zähler 501, der die Lage des STS-Rahmens des eintreffenden Signals verfolgt.
Der Zeiger-Folger 504 extrahiert und interpretiert den STS-Zeiger, der sich im oberen STS-1U-Signal 200 befindet. Unter Verwendung der Zeiger-Information kann die Nutzinformation aus dem STS-Rahmen entnommen und in das RAM des elastischen Puffers 506 geschrieben werden. Am Ausgang des elastischen Puffers 506 rekonstruiert der Zeiger-Generator einen neuen STS-Rahmen mit einem Zeiger, der durch die Verzögerung durch das RAM und den relativen Versatz zwischen PF-STS-Zähler 501 und PG-STS-Zähler 502 bestimmt wird. Der neue Zeigerwert kann durch die Modulo-Gleichung bestimmt werden: PG_PNTR = PF_PNTR + STS_OFFSET + TIEFE (GLEICHUNG 1)
PG_PNTR ist der PG-Zeigerwert, PF_PNTR ist der PF-Zeigerwert, STS_OFFSET ist die Differenz zwischen den Werten der PF- und PG-STS-Zähler 501 und 502 und die Tiefe ist die vom elastischen Puffer 506 eingefügte Verzögerung. STS_OFFSET, wie durch die Differenz zwischen den Werten der PF- und PG-STS-Zähler 501 und 502 gemessen, muss justiert werden, bevor er in GLEICHUNG 1 (und in den hier angegebenen nachfolgenden Gleichungen) verwendet werden kann. Der Grund ist, dass wegen des Vorhandenseins von Kopfinformations-Bytes im SONET-Rahmen der Bereich für STS_OFFSET sich vom Bereich für PG_PNTR und PF_PNTR unterscheidet. Da STS_OFFSET im Bereich von 0 bis 809 liegen kann, und PG_PNTR und PF_PNTR im Bereich von 0 bis 782 liegen können, muss der gemessene STS_OFFSET normiert werden, bevor er in Gleichung 1 benutzt werden kann. Die Vorgehensweise zur Normierung des gemessenen STS_OFFSET ist, den gemessenen Wert mit 783/810 zu multiplizieren und dann auf die nächste ganze Zahl zu runden.
Auf der Seite des Zeiger-Generators 508 wird der PG-STS-Zähler 502 durch Synchronisationsimpuls 370 synchronisiert und bestimmt die Rahmenausrichtung für die abgehenden Daten. Indem derselbe Synchronisationsimpuls 370 an alle Zeiger-Addierer im Telekommunikationssystem 100 gesendet wird, können alle STS-Rahmen im System ausgerichtet werden, unabhängig von der Rahmen-Orientierung der SONET-Signale, die in jeden Zeiger-Addierer gelangen.
Im Telekommunikationssystem 100 ist der exakte Zusammenhang zwischen dem PF-STS-Zähler 501 und dem PG-STS-Zähler 502 im Voraus nicht bekannt, da er von der exakten Kabellänge, der Länge der Leiterbahnen gedruckter Schaltungen und von Prozess- und Temperatur-Punkten in einer speziellen Installation abhängt. Durch Vorgabe geringer Einschränkungen auf Faktoren, wie Kabellängen, kann der Bereich des erwarteten Versatzes jedoch bestimmt werden. Unter Verwendung dieser Information kann der Zeiger-Addierer 302 (oder 304 oder 306 oder 308) programmiert werden, einen festen Versatz zwischen dem PF-Zeiger 514 und dem PG-Zeiger 512 zu liefern, unabhängig von der exakten Art des STS-Zähler-Versatzes. Dieser Versatz ist durch die Gleichung PNTR_OFFSET = PG_PNTR – PF_PNTR gegeben. Der STS-Zähler-Versatz wird an STS-Versatz-Zähler 490 gemessen. Setzt man in die oben angegebene Gleichung 1 ein, erhält man folgende Gleichung: PNTR_OFFSET = STS_OFFSET + TIEFE (GLEICHUNG 2)
Indem man die Tiefe des elastischen Puffers als Reaktion auf Änderungen im STS-Versatz einstellt, ist der Zeiger-Addierer 302 in der Lage, einen festen Zeiger-Versatz aufrecht zu erhalten, der gleich dem Ziel-Versatz 530 ist. Der Vorteil eines festen Zeiger-Versatzes ist, dass für ein STS-1-Signal, das auf Arbeits- und Ersatz-Pfad dupliziert wurde, sichergestellt werden kann, dass es entlang jedes Pfades denselben Zeiger-Transformationen unterzogen wird. Somit ist am Signal-Ziel eine störungsfreie Umschaltung zwischen Arbeits- und Ersatzpfad möglich.
Um das Überlaufen von Daten aus dem RAM des elastischen Puffers 506 zu vermeiden, muss für jede spezielle Anwendung zuvor ein sinnvoller Zeiger-Versatz-Bereich bestimmt werden. Der zulässige Zeiger-Versatz hängt von dem Bereich des STS-Versatzes ab, der für die Anwendung erwartet wird, sowie vom akzeptierbaren Bereich der Tiefe des elastischen Puffers 506, die der Funktion des Zeiger-Addierers 302 zugeordnet werden kann. Um einen sicheren Stand im elastischen Puffer 506 aufrecht zu erhalten, muss der Zeiger-Versatz so gewählt werden, dass die folgenden Gleichungen 3 und 4 erfüllt werden: PNTR_OFFSET – STS_OFFSETMAX > TIEFEMIN (GLEICHUNG 3) PNTR_OFFSET – STS_OFFSETmin < TIEFEMAX (GLEICHUNG 4)
Der STS-Versatz (der gleich der Differenz zwischen PG-STS-Zähler 502 und PF-STS-Zähler 501 ist) ist eine Zahl, die die Größe der Differenz zwischen den beiden STS-Zählern anzeigt. Der Ziel-Versatz 530 kann aus den Werten für STS-Versatz und Tiefe des elastischen Puffers 506 bestimmt werden. Abhängig davon, wo im Telekommunikationssystem 100 das Signal ist, muss jeder Zeiger-Addierer um zu funktionieren in der Lage sein, einen bestimmten Bereich des STS-Versatzes aufzunehmen. Dieser Bereich wird durch die Systemanforderungen bestimmt und in das System programmiert, so dass der STS-Versatz unter allen Bedingungen innerhalb des programmierten Bereichs liegt. Zum Beispiel könnte der Bereich auf Werte zwischen 5 und 10 eingestellt werden. Solange die Differenz zwischen PF-STS-Zähler 501 und PG-STS-Zähler 502 im zulässigen Bereich liegt, können die Zeiger-Addierer der vorliegenden Erfindung ihre Funktion ausführen. PG-STS-Zähler 502 und PF-STS-Zähler 501 verfolgen die Lage des STS-Rahmens in den SONET-Signalen.
Der Ausdruck TIEFE in den Gleichungen 1–4 ist die RAM-Größe des elastischen Puffers 506. Zum Beispiel kann die RAM-Größe einen Wert von 20 haben (welche Einheit für den Speicher auch immer benutzt wird), und die Anwendung, welche die vorliegende Erfindung enthält, kann es erfordern, dass die Tiefe zu allen Zeiten auf der Grundlage der RAM-Größe von 20 zwischen den Werten von 3 und 16 gehalten wird. Benutzt man die Gleichungen 1–4 mit diesen Werten, kann der zulässige Versatz-Bereich mit den folgenden Gleichungen 5 und 6 bestimmt werden: PNTR_OFFSETMIN > TIEFEMIN + STS_OFFSETMAX (GLEICHUNG 5) PNTR_OFFSETMAX < TIEFEMAX + STS_OFFSETMIN (GLEICHUNG 6)
Für dieses Beispiel ist der minimale Zeiger-Versatz-Wert somit größer als 13, und der maximale Zeiger-Versatz ist kleiner als 21. Der Zeiger-Versatz-Bereich liegt für dieses Beispiel somit zwischen 13 und 21. Die RAM-Tiefe muss somit so gewählt werden, dass sie größer als jeder STS-Versatz ist, der auftreten kann. Der Zeiger-Addierer 302 (und jeder andere Zeiger-Addierer im Telekommunikationssystem 100) kann dann mit einem geeigneten Ziel-Versatz 530 programmiert werden. Die Funktion des Ziel-Versatzes 530 ist es, einen Schutz bereitzustellen, so dass der elastische Puffer 506 nicht überläuft. Weil sowohl der Arbeits-, als auch der Ersatzkanal denselben Ziel-Versatz 530 benutzen, erfahren die PG-Zeiger 512 jeweils dieselben Zeiger-Manipulationen.
Wenn zwei Zeiger-Addierer verglichen werden, zum Beispiel Zeiger-Addierer 302 und Zeiger-Addierer 306 (die die Arbeits-, bzw. Ersatz-Kopie des oberen STS-1U-Signals 200 übertragen), kann es sein, dass die Arbeits- und Ersatz-Kopien jeweils unterschiedliche Routen durchlaufen haben, bevor sie ihren entsprechenden Zeiger-Addierer erreichen. Ein Signal, das eine längere Route genommen hat, kann wegen der zusätzlichen durchlaufenen Strecke eine Verzögerung erfahren. Dies kann zur Änderung der Lage des STS-Rahmens im SONET-Signal führen, das bezogen auf das andere Signal den längeren Pfad durchlaufen hat. Dies kann auftreten, will die Arbeits- und Ersatz-Kopien des Signals zu unterschiedlichen Zeiten an ihrem jeweiligen Zeiger-Folger 504 eintreffen. Die PF-Zeigerwerte 514 jedes Signals werden jedoch durch die verschiedenen, im Telekommunikationssystem 100 durchlaufenen Entfernungen nicht beeinflusst.
Die an zwei verschiedenen Zeiger-Addierern eintreffenden Signale können somit wegen der verschiedenen durchlaufenen Entfernungen verschiedene STS-Rahmen-Positionen haben. Die Lage des STS-Rahmens wird von den PF-STS-Zählern 501 verfolgt. Bei dem Verfahren und System der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die Rahmen und die Zeiger der Arbeits- und Ersatz-Kopien von Signalen, die das Telekommunikationssystem 100 durchlaufen, an einem Punkt ausgerichtet wurden, bevor sie an den Zeiger-Addierern 302, 304, 306 oder 308 oder jedem anderen Zeiger-Addierer eintreffen. Bei den an den beiden unterschiedlichen Zeiger-Addierern eintreffenden Signalen wurde die Nutzinformation vom entsprechenden Zeiger-Folger 504 entnommen, wie oben erläutert, und ihre Nutzinformation wurde an den elastischen Puffer 506 gesendet. Die Nutzinformationen der beiden Signale werden dann um geeignete Werte verzögert, so dass die beiden Nutzinformationen ausgerichtet sind, wenn die Nutzinformationen an ihren entsprechenden Zeiger-Generator 508 gesendet werden. Die Lage des STS-Rahmens auf der Seite des Zeiger-Generators 508 von Zeiger-Addierer 302 bleibt fest auf dem Wert, der durch Synchronisationsimpuls 370 bestimmt wird. Der Wert des PG-Zeigers 512 an Zeiger-Generator 508 hat jedoch einen Anfangswert, der durch den Beginn des STS-Rahmens an Zeiger-Generator 508 bezogen auf den Beginn des Nutzinformations-Rahmens am Ausgang des elastischen Puffers 506 bestimmt wird.
Der Anfangswert des PG-Zeigers 512 an Zeiger-Generator 508 wird bestimmt durch (ist gleich dem) PF-Zeigerwert 514 plus STS-Versatz, plus Verzögerung durch den elastischen Puffer 506. Der PG-Zeigerwert 512 und der PF-Zeigerwert 514 unterscheiden sich somit etwas. Wenn sie im Komparator 516 verglichen werden, wird diese Differenz berechnet und als Zeiger-Versatz 518 ausgegeben. Der Zeiger-Versatz 518 wird dann im Komparator 522 mit dem Ziel-Versatz 530 verglichen. Eine von Null verschiedene Differenz zwischen dem Ziel-Versatz 530 und dem Zeiger-Versatz 518 erzeugt ein Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal 520, das dann an den elastischen Puffer 506 weitergeleitet wird, um bezogen auf den STS-SONET-Rahmen ein Fortschreiten oder eine Verzögerung des Nutzinformations-Rahmens um eine Position zu bewirken. Dies bedeutet, dass der PG-Zeigerwert 512 abhängig von der Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderung 520 um einen Schritt aufwärts oder abwärts bewegt wird. Dieser Rückkopplungs-Mechanismus dauert an, bis die Differenz zwischen aktuellem Zeiger-Versatz 518 und Ziel-Versatz 530 Null ist (Zeiger-Versatz 518 ist gleich Ziel-Versatz 530). Der STS-Rahmen auf der Seite des Zeigergenerators 508 ist durch den Synchronisationsimpuls 370 festgelegt, was dazu führt, dass mit dem Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal 520 der Nutzinformations-Beginn bezogen auf den STS-Rahmen bewegt wird. Der Effekt ist ein entsprechender Anstieg oder eine Verringerung des Wertes des PG-Zeigers 512.
Da der PG-Zeiger 514 für alle Signale der gleiche ist, führt die Einfügung eines identischen Ziel-Versatzes 530 in allen Zeiger-Addierern dazu, dass alle PG-Zeigerwerte 512 in allen Zeiger-Addierern im Telekommunikationssystem 100 gleich (ausgerichtet) sind. Dies gilt, wenn die Zeiger und die Rahmen aller Signale, die das Koppelvielfach 14 durchlaufen, an einem Punkt vor ihrer Verarbeitung durch die Zeiger-Addierer dieser Erfindung ausgerichtet wurden. Wenn der Beginn des STS-Rahmens am Eingang des Zeiger-Addierers 302 und am Ausgang des Zeiger-Addierers 302 ausgerichtet bliebe, wäre der zur Durchführung der Zeiger-Ausrichtung erforderliche Ziel-Versatz Null (wobei eine Verzögerung von Null im elastischen Puffer 506 angenommen wird), weil der PG-Zeigerwert 512 gleich dem PF-Zeigerwert 514 plus dem Versatz wäre, der gleich Null ist. Durch Unterschiede in den Positionen des STS-Rahmens der verschiedenen Kopien eines Signals, die durch Pfad-Unterschiede verursacht werden, ist typischerweise ein Ziel-Versatz 530 ungleich Null erforderlich.
Das Modulo-System der Nummerierung für Signale im SONET-Format erfordert, dass ein Zeigerwert nur zwischen Null und 782 liegen kann (d.h. der Versatz zwischen dem STS-Rahmen und dem Beginn der Signal-Nutzinformation kann nur einen Wert zwischen Null und 782 haben). Jenseits von 782 beginnt das Nummerierungs-System wieder mit 0. Ein Zeigerwert von 782 kann somit entweder als 782 oder –1 aufgefasst werden. Wie man aus der oben angegebenen Beschreibung sehen kann, führt die Einfügung eines eingestellten Ziel-Versatzes 530 in jedem Zeiger-Addierer im Telekommunikationssystem 100 dazu, dass der Wert des PG-Zeigerwertes 512 sich an jedem nachfolgenden Zeiger-Addierer erhöht. Wenn das Telekommunikationssystem 100 wächst, wird der Wert des PG-Zeigers 512 größer und größer, wenn ein Signal das System durchläuft. Durch das Modulo-System wird der Wert des PG-Zeigers 512 jedoch nicht größer als 783, und dann beginnt die Nummerierung neu.
Das Verfahren und System dieser Erfindung führt zu einer Vermeidung oder beträchtlichen Verringerung der Nachteile von Systemen und Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik, bei denen der oben beschriebene Rückkopplungs-Mechanismus nicht benutzt wird. Bei Systemen nach dem bisherigen Stand der Technik wird eine Gesamt-Verzögerung eingeführt, wozu ähnliche Puffer wie der elastische Puffer 506 verwendet werden, in denen an jeder Schnittstelle des Übertragungssystems 100 sowohl die Nutzinformation, als auch die STS-Rahmen und Kopfinformationen des SONET-Signals gepuffert werden. Die Gesamt-Verzögerungen summieren sich auf, was zu einem ständigen Anstieg der Pufferspeicher-Anforderungen führt, wenn das Übertragungssystem 100 wächst. Für ein sehr großes Übertragungssystem werden die Anforderungen an die elastischen Puffer schließlich prohibitiv. Die Zeiger-Addierer des Verfahrens und Systems dieser Erfindung erfordern keine Verbindung (d.h. Kommunikation zwischen den Zeiger-Addierern), um die Zeiger- und Rahmenausrichtung aufrecht zu erhalten. Dies ist ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch erforderlich, dass durch Übertragungssystem 100 verarbeitete, aufeinander abgestimmte Signale eine gleiche Anzahl von Zeiger-Addierern durchlaufen, um die Zeiger- und Rahmen-Ausrichtung am Ziel aufrecht zu erhalten.
Die Tiefe des elastischen Puffers 506 kann auf der Grundlage des Inkrementierungs-/Dekremententierungs-Anforderungs-Signals 520 geändert werden. Die Änderung der Tiefe des Puffers 506 bewirkt, dass sich die Werte der PG-Zeiger 512 ändern (d.h. der Versatz zwischen dem STS-Rahmen und der Position des Beginns der Nutzinformation ändert sich), weil die Position des Beginns des STS-Rahmens auf der Seite des Zeiger-Generators 508 fest bleibt, während die Nutzinformation im elastischen Puffer 506 verzögert wird. Der Anfangswert des PG-Zeigers 512 wird aus der Position des Beginns des PG-STS-Rahmens (eingestellt durch den Synchronisationsimpuls 370) und dem Beginn der Nutzinformation, wie sie im elastischen Puffer 506 vorliegt, bestimmt.
4 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Koppelvielfach-Konfiguration, Koppelvielfach 400, und zeigt die skalierbare Art des Zeiger-Addierer-Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung. Koppelvielfach 400 enthält drei Empfänger 402, von denen jeder ein Signal 407 ausgibt, das in Arbeits- und Ersatzpfad 401 und 405 aufgeteilt ist. Die Arbeits- und Ersatz-Kopien jedes Signals 407 werden für jedes solche Signal 407 in Zeiger-Addierer 404, bzw. 406 eingegeben. Die Arbeits- und Ersatz-Kopien jedes Signals 407 werden dann, nachdem sie von ihrem jeweiligen Zeiger-Addierer verarbeitet wurden, an einen Arbeits-Koppelpunkt-Schalter 408, bzw. einen Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 410 gesendet. Wie oben beschrieben, wählen Arbeits- und Ersatz-Koppelpunkt-Schalter 408 und 410 ein Arbeits- oder Ersatz-Signal zur Weitergabe im restlichen Übertragungssystem 100.
Schließlich werden die gewählten Arbeits- und Ersatz-Kopien eines der Signale 407 zum 2:1-Multiplexer 420 weitergeleitet, wo eine störungsfreie Umschaltung durchgeführt werden und ein gewähltes Signal als STS-1-Ausgangssignal 430 ausgegeben werden kann. 4 zeigt, wie die Skalierbarkeit der vorliegenden Erfindung es erlaubt, sie in größeren und komplexeren Übertragungssystemen 100 einzusetzen, wie erforderlich. Das Koppelvielfach 400 in 4 kann abhängig von der speziellen Anwendung viel mehr Empfänger 402 und entsprechende Zeiger-Addierer 404, 406 und Koppelpunkt-Schalter 408 und 410 enthalten.
5 ist ein Flussdiagramm des gesamten Betriebs einer Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. In Schritt 710 beginnt das Verfahren mit dem Aufbau der Koppelfeld-Konfiguration. In Schritt 720 bestimmt ein System-Architekt den minimalen und den maximalen STS-Versatz, der von den Arbeits- und Ersatz-Zeiger-Addierern von zum Beispiel Koppelvielfach 14 des Übertragungssystems 100 gesehen werden kann. Die Software, welche den Betrieb des Koppelvielfachs 14 steuert, wird geeignet programmiert. In Schritt 730 wählt die Software des Verfahrens einen geeigneten Zeiger-Versatz für die Arbeits- und Ersatz-Pfade, so dass die oben angegebenen Gleichungen 3 und 4 sowohl für die Arbeits- als auch die Ersatzkanäle erfüllt sind. In Schritt 740 programmiert die Software denselben Zeiger-Versatz sowohl in den Arbeits-, als auch den Ersatz-Zeiger-Addierer. In Schritt 750 wird durch einen Rückkopplungs-Mechanismus in dem Zeiger-Addierer sichergestellt, dass der programmierte Zeiger-Versatz eingehalten wird. In Schritt 760 wird eine Rahmenausrichtung entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung im System erzielt, während die Zeigerausrichtung aufrechterhalten wird. In Schritt 770 endet das Verfahren.
6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Ausführung des Zeiger-Addierer-Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung. Die in 6 gezeigte Ausführung zeigt, wie der Zeiger-Addierer der vorliegenden Erfindung konfiguriert werden kann, um eine Zeigerausrichtung zwischen einem Paar von STS-1-Signalen durchzuführen, deren Zeiger zuvor nicht ausgerichtet waren. Die Ausführung aus 6 vergleicht die beiden STS-1-Signale miteinander und fügt eine geeignete Verzögerung ein, um eine Zeigerausrichtung bereitzustellen.
Das in 6 gezeigte System enthält zwei Zeiger-Addierer gemäß den Lehren dieser Erfindung, die oben in Verbindung mit 3 beschrieben wurden. Die Funktion jedes einzelnen Zeiger-Addierers ist im Wesentlichen dieselbe und die Beschreibung der Zeiger-Addierer in 6 ist ebenfalls im Wesentlichen dieselbe wie für 3. In der Ausführung von 6 empfangen zwei Zeiger-Addierer 850 und 860 jeweils ein STS-1-Signal, zum Beispiel Arbeits- und Ersatz-Kopien des oberen STS-1U-Signals 200. Das Ziel der Ausführung von 6 ist es, die Nutzinformation jedes STS-1-Signals zu puffern, so dass am Ausgang jedes Zeiger-Addierers die Zeiger und Rahmen beider STS-1-Signale ausgerichtet sind. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die PF-Zeiger 514 jedes Zeiger-Addierers verglichen, um erstens zu bestimmen, welche STS-1-Nutzinformation voreilt und welche nacheilt, und zweitens um wie viel.
Die FF-Zeiger 514 von jedem Zeiger-Addierer werden im Komparator 830 verglichen, und die Zeiger-Differenz 840 wird an den Komparator 820 weitergeleitet. Die Zeiger-Differenz 840 wird zum Ziel-Versatz 530 des Zeiger-Addierers hinzuaddiert, dessen STS-1-Signal voreilt, um einen kombinierten Versatz 810 zu erzeugen. Der kombinierte Versatz 810 wird dazu benutzt, die Wartezeit der voreilenden Nutzinformation im entsprechenden elastischen Puffer 506 zu erhöhen.
Der kombinierte Versatz 810 wird an den Komparator 522 des Zeiger-Addierers weitergeleitet, dessen STS-1-Signal voreilt, wo es mit dem Zeiger-Versatz 518 des Zeiger-Addierers verglichen. wird, um ein Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal 520 zu erzeugen, wie oben erläutert. Der kombinierte Versatz 810 kann entweder zu Zeiger-Addierer 850 oder 860 weitergeleitet werden, wie in dem Vergleich der entsprechenden PF-Zeiger 514 bestimmt. Die erhöhte Wartezeit für das voreilende Signal reicht gerade aus, den Versatz zwischen den voreilenden und nacheilenden Nutzinformationen auszugleichen, so dass die Nutzinformationen der beiden Signale am Ausgang ihrer entsprechenden elastischen Puffer 506 ausgerichtet sind. Mit anderen Worten reicht die Zeiger-Differenz 840, die zum Ziel-Versatz 530 für den voreilenden Zeiger-Addierer hinzuaddiert wurde gerade aus, die beiden PG-Zeiger 512 auszurichten.
6 zeigt den Fall, in dem die an den Zeiger-Addierer 850 angelegte STS-1-Nutzinformation voreilt. Wenn stattdessen die STS-1-Nutinformation von Zeiger-Addierer 860 voreilt, empfängt der elastische Puffer 506 des Zeiger-Addierers 850 den Ziel-Versatz, und der elastische Puffer 506 des Zeiger-Addierers 860 empfängt den kombinierten Versatz 810. In der in 6 gezeigten Konfiguration hat der elastische Puffer 506 weiterhin eine Verzögerung bereitzustellen, die gleich dem maximal möglichen Versatz zwischen den Nutzinformations-Positionen in jedem der beiden STS-1-Signale ist. Der RAM-Speicher im elastischen Puffer 506 muss so dimensioniert werden, dass er diesen maximalen Versatz aufnehmen kann. Die Funktion des Schaltkreises ist ansonsten wie für 3 beschrieben.
Obwohl die vorliegende Erfindung vom Standpunkt aufeinander abgestimmter Paare von Arbeits- und Ersatzkanälen beschrieben wurde, versteht sich von selbst, dass die Kanäle austauschbar sind. Auf ähnliche Weise wurden Arbeits- und Ersatz-Signale bezüglich eines einzigen STS-(SONET)-Rahmens beschrieben, auf den die Zeiger-Addierer der vorliegenden Erfindung wirken. Jedes solche Signal kann jedoch aus einer Reihe von Rahmen und einer entsprechenden Reihe von Nutzinformationen und Nutzinformations-Kennungen (Zeiger-Kennungen) bestehen, die auf einem gegebenen Kanal übertragen werden. Die vorliegende Erfindung wurde bezüglich des SONET-Signalformates beschrieben, die vorliegende Erfindung ist aber auch auf andere Signalformate anwendbar, die ähnliche Charakteristiken in Telefonsystemen haben, bei denen eine fehlerfrei Umschaltung zwischen abwechselnden Kanälen erforderlich ist. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung bei jedem Signalformat verwendet werden, bei dem eine Nutzinformation bezogen auf den Signalrahmen gleitet.
Zusammenfassend kann man sagen, dass die vorliegende Erfindung ein Verfahren und System zur Rahmen- und Zeigerausrichtung von SONET-Datenkanälen bereitstellt, das eine störungsfreie Umschaltung zwischen einem ersten Digitalsignal, in dem eine erste Nutzinformation, eine Nutzinformations-Kennung und eine erste Kopfinformation auf dem ersten Kanal übertragen werden, und einem zweiten Digitalsignal, in dem eine zweite Nutzinformation, die zur ersten Nutzinformation identisch ist, eine zweite Nutzinformations-Kennung und eine zweite Kopfinformation auf einem zweiten Kanal übertragen werden, erlaubt. Das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung führt zu einer Vermeidung oder beträchtlichen Verringerung der Nachteile und Probleme von zuvor entwickelten Verfahren und Systemen zur störungsfreien Umschaltung zwischen zwei Kanälen in einem Telekommunikationssystem. Fig. 1
2A
2B
Fig. 3
4
Fig. 5
Fig. 6

Claims

Ein System zur Verarbeitung digitaler Signale, wobei das System folgendes umfasst: – ein Synchronisationsmodul (515) zur Erzeugung eines Synchronisationsimpulses (370) entsprechend einem vorher festgelegten Ablaufplan und – einen ersten Addierer-Schaltkreis (404; 302, 306; 860), der folgendes enthält: – Einen Zeiger-Folger (504) zum Empfang eines ersten digitalen Signals, das einen ersten Signal-Rahmen, eine erste eingebettete Nutzinformation und einen Zeigerfolger-Zeiger (514), der im Folgenden als "PF" bezeichnet wird, hat, um die erste eingebettete Nutzinformation aus dem ersten digitalen Signal zu entnehmen und die erste eingebettete Nutzinformation weiterzuleiten; – Einen elastischen Puffer (506), der elektrisch mit dem Zeiger-Folger (504) verbunden ist und in der Lage ist, die erste eingebettete Nutzinformation zu empfangen, zu verzögern und weiterzuleiten; und – Einen Zeiger-Generator (508) zum Empfang der ersten eingebetteten Nutzinformation und des Synchronisationsimpulses (370) und zum Aufbau eines neuen digitalen Signals, das die erste eingebettete Nutzinformation, einen neuen Signal-Rahmen und einen Zeigergenerator-Zeiger (512), der im Folgenden als "PG" bezeichnet wird, enthält, wobei die Lage des neuen Signal-Rahmens in dem neuen digitalen Signal entsprechend dem Synchronisationsimpuls (370) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das System weiterhin einen zweiten Addierer-Schaltkreis (406; 304, 308; 860) enthält, wobei einer der Addierer-Schaltkreise (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) für einen Arbeitspfad (401) und ein anderer der Addierer-Schaltkreise (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) für einen Ersatzpfad (405) ist; – wobei der erste Addierer-Schaltkreis (404, 304, 308; 860) weiterhin folgendes enthält: – Einen ersten Komparator (516), der in der Lage ist, den Wert des PF-Zeigers (514) und den Wert des PG-Zeigers (512) zu vergleichen und ein Zeiger-Versatz-Signal (518) zu erzeugen; und – Einen zweiten Komparator (522), der in der Lage ist, das Zeiger-Versatz-Signal (518) mit einem Ziel-Versatz (530) zu vergleichen, um auf der Grundlage des zweiten Vergleichs ein Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal (520) für den elastischen Puffer (506) zu erzeugen; – wobei der elastische Puffer (506) die eingebettete Nutzinformation entsprechend dem Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Signal verzögert; und – der identische Ziel-Versatz (530) in allen Addierer-Schaltkreisen (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) eingefügt wird.
Das System nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfasst: – Einen PG-Zähler (502), der entsprechend dem Synchronisationsimpuls synchronisiert wird; – Einen PF-Zähler (501) zur Verfolgung der Position des Signal-Rahmens des ersten digitalen Signals; und – Einen dritten Komparator (490) zur Messung des Versatzes zwischen dem PG-Zähler und dem PF-Zähler.
Das System nach Anspruch 2, wobei der Wert des PG-Zeigers (512) durch den Versatz zwischen dem PG-Zähler (502) und dem PF-Zähler (501), den Wert des PF-Zeigers (514) und die durch den elastischen Puffer (506) eingeführte Verzögerung bestimmt wird.
Das System nach Anspruch 1, wobei das erste digitale Signal ein SONET-Signalformat hat.
Das System nach Anspruch 1, wobei das erste digitale Signal ein auf Paketen basierendes Signal ist.
Das System nach Anspruch 1, wobei der zweite Addierer-Schaltkreis (406; 304, 308; 860) folgendes enthält: – Einen zweiten Zeiger-Folger (504) zum Empfang eines zweiten digitalen Signals, das einen zweiten Signal-Rahmen, eine zweite eingebettete Nutzinformation und einen zweiten Zeigerfolger-Zeiger PF (514) hat, um die zweite eingebettete Nutzinformation aus dem zweiten digitalen Signal zu entnehmen und die zweite eingebettete Nutzinformation weiterzuleiten; – Einen zweiten elastischen Puffer (506), der elektrisch mit dem zweiten Zeiger-Folger (504) verbunden ist und in der Lage ist, die zweite eingebettete Nutzinformation zu empfangen, zu verzögern und weiterzuleiten; und – Einen zweiten Zeiger-Generator (508) zum Empfang der zweiten eingebetteten Nutzinformation und zum Aufbau eines zweiten neuen digitalen Signals, das die zweite eingebettete Nutzinformation, einen zweiten neuen Signal-Rahmen und einen zweiten PG-Zeiger (512) enthält, wobei die Lage des zweiten neuen Signal-Rahmens in dem zweiten neuen digitalen Signal durch den Synchronisationsimpuls (370) bestimmt wird, und wobei der zweite neue Signal-Rahmen mit dem ersten neuen Signal-Rahmen ausgerichtet ist.
Das System nach Anspruch 6, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal eine Arbeitskopie, bzw. eine Ersatzkopie desselben digitalen Signals sind.
Das System nach Anspruch 7, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal ein auf Paketen basierendes Format haben.
Das System nach Anspruch 6, wobei der zweite Addierer-Schaltkreis (406, 304, 308; 860) weiterhin folgendes enthält: – Einen zweiten Zeiger-Komparator (516), um den Wert des zweiten PG-Zeigers (512) mit dem Wert des zweiten PF-Zeigers (514) zu vergleichen und auf der Grundlage des Vergleichs ein zweites Zeiger-Versatz-Signal (518) zu erzeugen; – Einen zweiten Versatz-Komparator (522), um das zweite Zeiger-Versatz-Signal (518) mit einem zweiten Ziel-Versatz-Signal (530) zu vergleichen, ein zweites Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal (520) zu erzeugen und das zweite Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal (520) an den zweiten elastischen Puffer (506) zu senden, wobei der zweite elastische Puffer (506) in der Lage ist, die zweite eingebettete Nutzinformation auf der Grundlage des zweiten Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Signals (520) zu verzögern; und – wobei der erste elastische Puffer (506) des ersten Addierer-Schaltkreises (850) und der zweite elastische Puffer (506) des zweiten Addierer-Schaltkreises (860) die erste eingebettete Nutzinformation, bzw. die zweite eingebettete Nutzinformation mit Nutzinformations-Ausrichtung weiterleitet.
Das System nach Anspruch 9, wobei der zweite Addierer-Schaltkreis (406, 304, 308; 860) weiterhin folgendes enthält: – Einen zweiten PG-Zähler (502), der entsprechend dem Synchronisationsimpuls (370) synchronisiert ist; – Einen zweiten PF-Zähler (501), um die Position des zweiten Signal-Rahmens des zweiten digitalen Signals zu verfolgen; – Einen zweiten Zähler-Komparator (490), um den Versatz zwischen dem zweiten PG-Zähler (502) und dem zweiten PF-Zähler (501) zu messen.
Das System nach Anspruch 1, wobei der Wert des zweiten PG-Zeigers (514) durch den Wert des zweiten PF-Zeigers (512), den Versatz zwischen dem zweiten PG-Zeiger-Zähler und dem zweiten PF-Zeiger-Zähler und die durch den zweiten elastischen Puffer (506) eingeführte Verzögerung bestimmt wird.
Das System nach Anspruch 9, wobei der Wert des ersten PG-Zeigers und der Wert des zweiten PG-Zeigers gleich sind.
Das System nach Anspruch 9, wobei die Rahmen und die Nutzinformation des ersten neuen digitalen Signals und des zweiten neuen digitalen Signals ausgerichtet sind.
Das System nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes enthält: – Einen PF-Komparator (830), der in der Lage ist, den ersten PF-Zeiger mit dem zweiten PF-Zeiger zu vergleichen und ein PF-Differenzsignal (840) zu erzeugen; – Einen Addierer (820), der in der Lage ist, das PF-Differenzsignal (840) zu einem Basis-Ziel-Versatz-Signal (530) zu addieren, um das erste Ziel-Versatz-Signal abzuleiten; und – wobei der erste Versatz-Komparator (522) in der Lage ist, das erste Versatz-Signal mit dem ersten Zeiger-Versatz-Signal zu vergleichen, um das erste Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal abzuleiten.
Ein Verfahren zur Verarbeitung digitaler Signale, das für ein System geeignet ist, welches ein Synchronisationsmodul (515) zur Erzeugung eines Synchronisationsimpulses (370) entsprechend einem vorher festgelegten Ablaufplan und einen ersten Addierer-Schaltkreis (404; 302, 306; 860) enthält, wobei das Verfahren folgendes umfasst: – In einem ersten Zeiger-Folger (504), im Folgenden als "PF" bezeichnet, des ersten Addierer-Schaltkreises Empfang eines ersten digitalen Signals, das einen ersten Signal-Rahmen, eine erste eingebettete Nutzinformation und einen ersten PF-Zeiger hat; – Entnahme der ersten eingebetteten Nutzinformation aus dem ersten digitalen Signal; – Weiterleiten der ersten eingebetteten Nutzinformation; – In einem ersten elastischen Puffer (506) des ersten Addierer-Schaltkreises Empfangen der ersten eingebetteten Nutzinformation; – Verzögern der ersten eingebetteten Nutzinformation; und – Weiterleiten der ersten eingebetteten Nutzinformation an einen ersten Zeiger-Generator (508); und – Am ersten Zeiger-Generator (508) des ersten Addierer-Schaltkreises Empfangen der ersten eingebetteten Nutzinformation und des Synchronisationsimpulses (370); – Aufbau eines neuen digitalen Signals, das die erste eingebettete Nutzinformation, einen neuen Signal-Rahmen und einen ersten Zeigergenerator-Zeiger (512), der im Folgenden als "PG" bezeichnet wird, enthält, wobei die Lage des neuen Signal-Rahmens in dem neuen digitalen Signal entsprechend dem Synchronisationsimpuls (370) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das System weiterhin einen zweiten Addierer-Schaltkreis (406; 304, 308; 860) enthält, wobei einer der Addierer-Schaltkreise (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) für einen Arbeitspfad (401) und der andere der Addierer- Schaltkreise (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) für einen Ersatzpfad (405) ist, und durch folgende Schritte: – An einem ersten Komparator (516) des ersten Addierer-Schaltkreises (404; 304, 308; 860) Vergleichen des Wertes des ersten PG-Zeigers (512) mit dem Wert eines ersten PF-Zeigers (514) und Erzeugen eines ersten Zeiger-Versatz-Signals (518); – An einem zweiten Komparator (522) Vergleichen des Zeiger-Versatz-Signals (518) mit einem Ziel-Versatz-Signal (530); – Auf der Grundlage des Vergleichs an dem zweiten Komparator Erzeugen eines Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signals (520); – Senden des Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signals (520) an den elastischen Puffer (506); – An dem elastischen Puffer (506) Verzögern der ersten eingebetteten Nutzinformation entsprechend dem Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal (520); und – In allen Addierer-Schaltkreisen (404, 406; 302, 304, 306, 308; 850, 860) Einfügen des identischen Ziel-Versatzes (530).
Das Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin folgendes umfasst: – An einem zweiten Zeiger-Folger Empfangen eines zweiten digitalen Signals, das einen zweiten Signal-Rahmen, eine zweite eingebettete Nutzinformation und einen zweiten PF-Zeiger hat; – Entnehmen der zweiten eingebetteten Nutzinformation aus dem zweiten digitalen Signal; und – Weiterleiten der zweiten eingebettete Nutzinformation; – In einem zweiten elastischen Puffer (506) Verzögern der zweiten eingebetteten Nutzinformation und Weiterleiten der zweiten eingebetteten Nutzinformation zu einem zweiten Zeiger-Generator; – In dem zweiten Zeiger-Generator Aufbau eines zweiten neuen digitalen Signals, das die zweite eingebettete Nutzinformation, einen zweiten neuen Signal-Rahmen und einen zweiten PG-Zeiger enthält, wobei die Lage des zweiten neuen Signal-Rahmens entsprechend dem Synchronisationsimpuls bestimmt wird; – Erzeugen des Synchronisationsimpulses entsprechend einem vorher festgelegten Ablaufplan und Senden des Synchronisationsimpulses an den ersten Zeiger-Generator und den zweiten Zeiger-Generator; – An einem zweiten Zeiger-Komparator Vergleich des Wertes des zweiten PG-Zeigers mit dem Wert des zweiten PF-Zeigers; und – Auf der Grundlage des Vergleichs Erzeugen eines zweiten Zeiger-Versatz-Signals; – An einem zweiten Versatz-Komparator Vergleich des zweiten Zeiger-Versatz-Signals mit einem zweiten Ziel-Versatz-Signal; – Erzeugen eines zweiten Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signals; und – Senden des Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signals an den zweiten elastischen Puffer, wobei der zweite elastische Puffer in der Lage ist, die zweite eingebettete Nutzinformation auf der Grundlage des zweiten Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signals zu verzögern; und – Weiterleiten der ersten eingebetteten Nutzinformation und der zweiten eingebetteten Nutzinformation mit Nutzinformations-Ausrichtung.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal eine Arbeitskopie, bzw. eine Ersatzkopie eines ursprünglichen Signals sind.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal ein auf Paketen basierendes Format haben.
Das Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin folgendes umfasst: – An einem ersten Zähler-Komparator Bestimmung eines ersten Zeiger-Versatzes zwischen einem ersten PG-Zähler und einem ersten PF-Zähler; und – An einem zweiten Zähler-Komparator Bestimmung eines zweiten Zeiger-Versatzes zwischen einem zweiten PG-Zähler und einem zweiten PF-Zähler.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei: – Der Wert des ersten PG-Zeigers durch den Wert des ersten PF-Zeigers, den Versatz zwischen dem ersten PG-Zeiger-Zähler und dem ersten PF-Zeiger-Zähler und die durch den ersten elastischen Puffer eingeführte Verzögerung bestimmt wird; und – Der Wert des zweiten PG-Zeigers durch den Wert des zweiten PF-Zeigers, den Versatz zwischen dem zweiten PG-Zeiger-Zähler und dem zweiten PF-Zeiger-Zähler und die durch den zweiten elastischen Puffer eingeführte Verzögerung bestimmt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Wert des ersten PG-Zeigers und der Wert des zweiten PG-Zeigers gleich sind.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Rahmen und die Nutzinformation des ersten neuen digitalen Signals und des zweiten neuen digitalen Signals ausgerichtet sind.
Das Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin folgendes umfasst: – Vergleich des ersten PF-Zeigers mit dem zweiten PF-Zeiger; – Erzeugen eines PF-Differenzsignals; – Addieren des PF-Differenzsignals zu einem Basis-Ziel-Versatz-Signal, um das erste Ziel-Versatz-Signal zu bilden; und – Vergleich des ersten Ziel-Versatz-Signals mit dem ersten Zeiger-Versatz-Signal, um das erste Inkrementierungs-/Dekrementierungs-Anforderungs-Signal abzuleiten.
Das Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin folgendes umfasst: – Senden des ersten neuen digitalen Signals und des zweiten neuen digitalen Signals an einen Schalter; und – Störungsfreie Umschaltung zwischen dem ersten neuen digitalen Signal und dem zweiten neuen digitalen Signal.