DE69727047T2 - Entpaketierer und rahmenausgleicher damit - Google Patents

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Description

  • Ausrichter werden verwendet, wenn ein synchroner Multiplexstrom, beispielsweise eine Rahmen aufweisende 2048 kbit/s-Verbindung, an einer funktionalen Einheit abgeschlossen wird, wenn nicht angenommen werden kann, dass der Takt der funktionalen Einheit und der Takt des synchronen Multiplexstroms die gleiche Frequenz und Phase aufweisen.
  • Die Verwendung von Ausrichtern impliziert einen synchronen Dienst, der einen gewissen Schlupf (wenn auch ungern) toleriert. Das Gestaltungsmerkmal eines Ausrichters besteht darin, dass, wenn die Grenze seiner Puffermöglichkeit erreicht ist, ein kontrollierter Schlupf erfolgt. Für einen Rahmen aufweisenden Multiplexstrom ist der Schlupf üblicherweise gleich einem Datenrahmen, in welchem Fall der Ausrichter oft als Rahmenausrichter bezeichnet wird. Ausrichter müssen nicht nur in der Lage sein, jede beliebige Phase des eingehenden Stroms zu akzeptieren, sondern sie müssen auch eine ausreichende Hysterese aufweisen, um mit Laufzeitschwankungen, die durch das Netz eingebracht werden, zurechtzukommen.
  • Die Verwendung von Rahmenausrichtern kann auch erweitert werden auf den Abschluss eines Rahmen aufweisenden Multiplexstroms, der durch einen SDH-Multiplex (Synchrone Digitale Hierarchie) in einem virtuellen Container übertragen wird, oder auf den Abschluss eines Rahmen aufweisenden Multiplexstroms, der durch einen ATM-Multiplex (asynchroner Transfermodus) in einem zellenbasierten virtuellen Kanal übertragen wird, sodass Verkehr mit einer nominell konstanten Bitrate von solchen Multiplexströmen auf funktionale Einheiten übertragen werden kann, die Verkehr mit der gleichen nominellen konstanten Bitrate erwarten. Eine solche funktionale Einheit könnte eine synchrone Vermittlungsstelle oder ein Digital-zu-Analog-Dekodierer oder, im Falle von ATM, eine Asynchron-zu-Synchron-Adaptationsfunktion sein.
  • SDH-Verkehr ist dadurch charakterisiert, dass er in Spalten gepackt ist, und zwar mit einem gewissen Prozentsatz an Stopfung. Asynchroner Verkehr ist dadurch charakterisiert, dass er in Paketen, Rahmen oder Zellen übertragen wird, wobei 'Zellen' der Begriff ist, der üblicherweise für ATM-Verkehr verwendet wird. ATM-Zellen weisen eine konstante Größe auf und können eine feststehende Menge von Verkehrsdaten mit konstanter Bitrate (CBR) übertragen.
  • Wenn ein Ausrichter schlupft, muss er eine feststehende Menge an Daten auslassen, wenn der Verkehr zu schnell ankommt. Wenn der Verkehr zu langsam ankommt, wird entweder eine feststehende Menge an Daten wiederholt oder es wird ein feststehender Substitutionsdatensatz eingefügt.
  • Ein Beispiel eines Rahmenausrichtungsdetektors wurde in dem Patent GB 2262417B, das US 5,377,209 entspricht, offenbart.
  • Beispiele für Rahmenausrichter wurden in den Patenten GB 2063624A und GB 2151437A, die den US 4,368,531 bzw. US 4,617,659 entsprechen, offenbart. Der Ausrichter für die vorliegende Anmeldung wird ähnliche allgemeine Funktionsmerkmale erfordern, sein Hysteresebereich wird jedoch wesentlich größer sein müssen, möglicherweise größer als eine Millisekunde. Bei dem Ausrichter wird auch eine Schlupf grenze angepasst werden müssen, wenn eine gewisse Zeit lang keine Zellen empfangen wurden, und er wird dann Füllzellen zurückweisen müssen, bis der Rahmengleichlauf wieder hergestellt ist.
  • In "Protokolle für schnelle Netzwerke II" – Tagungsberichte der IFIG, WG 6.1, WG 6.4, 2. Internationaler Workshop – 29. November 1990, Palo Alto, USA, Seiten 353–367 "A Proposed Segmentation and Re-Assembly (SAR) Protocol für Use with Asynchronous Transfer Mode (ATM)" ist beschrieben, wo die Segmentierung und Vereinigung von Protokolldateneinheiten in Zellen mit fester Größe und aus diesen in einem ATM-Netz durch die Anpassungsschicht des Netzes unter Verwendung von Segmentierungs- und Vereinigungsprotokollen ausgeführt wird. Ein experimentelles Segmentierungs- und Vereinigungsprotokoll ist für die Verwendung mit allen gewünschten ATM-Diensten entwickelt worden. Die Verwendung eines einzigen Protokolls für alle Dienste vereinfacht die Implementierung und Kompatibilität. Eines seiner Hauptmerkmale besteht darin, dass das Protokoll eine zellenbasierte Fehlerkorrektur und -erkennung, ein Zellensequenznummermodulo 1024, um Zellensequenzintegrität zu liefern, sowie die Möglichkeit für Anwendungen, Kontrollzellen in den ATM-Zellenstrom einzufügen, bietet.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird für den Fall, dass ein im asynchronen Transfermodus (ATM) gemultiplexter Datenstrom an einer funktionalen Einheit abgeschlossen wird, wobei die virtuellen Kanaldaten in Zellen in dem Datenstrom übertragen werden, ein Entpaketierer zur Verfügung gestellt, umfassend: mehrere Zellenpuffer, wobei jeder Puffer die in einer einzigen Zelle enthaltenen Nutzdaten speichert, wobei die Puffer entsprechend einer Nachrichten-Sequenznummer, die von der jeweiligen Zelle getragen wird, beladen werden und entsprechend einem Entpaketierer-Algorithmus geleert werden, sodass ein nichtkontinuierlicher Datenstrom gebildet wird; einen Füllzellenformatgenerator, welcher bei ausfallender Ankunft einer gültigen Zelle den Ersatz der fehlenden Zelle durch eine Füllzelle in dem nichtkontinuierlichen Datenstrom bewirkt; einen Auszeitfunktionsgenerator, der gestartet wird, nachdem jede Zelle entpackt worden ist, und außerdem, nachdem Füll-Ersatzzellen erzeugt worden sind, außer wenn die Zellenpuffer mindestens zwei volle Zellen aufweisen und mindestens zwei Füllzellen nacheinander erzeugt worden sind.
  • Außerdem wird ein Zellenrahmenausrichter zur Verfügung gestellt, der einen Entpaketierer wie vorstehend umfasst, und der ferner einen Rahmenausrichtungssignal-Detektor umfasst, welcher ein Rahmenausrichtungssignal, auch als Rahmenkennungssignal bezeichnet, in dem nichtkontinuierlichen Datenstrom erkennt und ein zugehöriges Rahmenstartsignal sowie gegebenenfalls ein Rahmensynchronisationsverlust-Signal erzeugt; sowie einen Rahmenausrichter, der den nichtkontinuierlichen Datenstrom und das zugehörige Rahmenstartsignal annimmt, außer wenn ein Rahmensynchronisationsverlust-Signal vorliegt, und der den nichtkontinuierlichen Datenstrom mit dem Takt- und dem Rahmenstartsignal der funktionalen Einheit ausrichtet.
  • Der Algorithmus, der nach der Entpackung der Zelle (n) oder nach der Erzeugung einer Füllzelle zum Ersatz einer fehlenden Zelle (n) verwendet wird, um zu bestimmen, wann der nächste Zellenpuffer zu entpacken ist oder eine Füllzelle zu liefern ist, kann folgendermaßen lauten: die Zelle (n + 1) wird entpackt und die Auszeit gelöscht und neu gestartet: – wenn die Zellenpuffer (n + 1) und (n + 2) voll sind, – oder wenn die Zelle (n + 1) voll ist und die Auszeit abgelaufen ist, – oder wenn die Zelle (n + 1) voll ist, die Auszeit noch nicht abgelaufen ist und gerade eine Füllzelle ergänzt worden ist, wodurch die Auszeit gelöscht und neu gestartet wurde; die Zelle (n + 1) wird durch eine Füllzelle ersetzt und die Auszeit wird weder gelöscht noch neu gestartet, wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist und mindestens 2 volle Zellenpuffer vorhanden sind; die Zelle (n + 1) wird durch eine Füllzelle ersetzt und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet, wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist, die Auszeit abgelaufen ist und nur ein voller Zellenpuffer vorhanden ist; wenn keiner der vorstehenden Sätze von Bedingungen zutrifft, erfolgt keine Maßnahme, bis einer von diesen zutrifft.
  • Der Algorithmus, der verwendet wird, um zu bestimmen, wann ein voller Zellenpuffer zu entpacken ist oder wann eine Füllzelle zu liefern ist, um eine fehlende Zelle zu ersetzen, oder wann nur zu warten ist, lautet folgendermaßen: Wenn die Zelle (n) geleert worden ist und der binäre Voll/Leer-Merker auf 'leer' gesetzt worden ist oder der Füllzellengenerator die Erzeugung einer Füllzelle abgeschlossen hat, um eine fehlende Zelle (n) zu ersetzen, wird, wenn einer der folgenden Sätze von Bedingungen zutrifft, die spezifizierte Maßnahme ausgeführt; wenn keiner der folgenden Sätze von Bedingungen zutrifft, erfolgt keine Maßnahme, bis einer derselben zutrifft:
    • A Wenn der Zellenpuffer (n + 1) voll ist und der Zellenpuffer (n + 2) voll ist: der Inhalt der Zelle (n + 1) wird an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter weitergeleitet und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet.
    • B Wenn der Zellenpuffer (n + 1) voll ist, der Zellenpuffer (n + 2) leer ist und die Auszeit abgelaufen ist: der Inhalt der Zelle (n + 1) wird an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter weitergeleitet und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet.
    • C Wenn der Zellenpuffer (n + 1) voll ist, der Zellenpuffer (n + 2) leer ist, die Auszeit noch nicht abgelaufen ist und der letzte Bedingungszyklus eine Füllzelle war, die erzeugt wurde, weil die Bedingungen für E zutrafen: der Inhalt der Zelle (n + 1) wird an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter weitergeleitet und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet.
    • D Wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist und der Entpaketierer mindestens 2 volle Zellenpuffer aufweist: die Zelle (n + 1) wird als fehlend erklärt, der Füllzellengenerator erzeugt eine Füllzelle, die an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter weitergeleitet wird, und die Auszeit wird weder gelöscht noch neu gestartet.
    • E Wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist, die Auszeit abgelaufen ist und nur ein voller Zellenpuffer in dem Entpaketierer vorhanden ist: die Zelle (n + 1) wird als fehlend erklärt, der Füllzellengenerator erzeugt eine Füllzelle, die an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter weitergeleitet wird, und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet.
  • Da ein Byte ATM-Daten nicht notwendigerweise einem Zeitschlitz eines Rahmen aufweisenden 2048 kbit/s-Multiplexstroms entspricht, ist es günstig, die Daten von dem Entpaketierer zu dem Ausrichter und dem Rahmenausrichtungssignal-Detektor als getakteten seriellen Datenstrom weiterzuleiten, wobei der Takt nicht kontinuierlich ist, sondern ein Bündel aus 376 Taktimpulsen darstellt, dem eine Pause mit variabler Länge folgt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines SDH-Rahmenausrichters nach dem Stand der Technik zeigt;
  • 2 ein Blockdiagramm eines ATM-Zellen-Rahmenausrichters entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine Entpaketierer-Algorithmustabelle zur Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; die
  • 4 bis 17 spezielle Muster von Zellenströmen zeigen, die an einem Entpaketierer ankommen, sowie den entsprechenden Zellenstrom, der an einen Ausrichter gesendet wird;
  • 4 einen regulären Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 5 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit einer fehlenden Zelle sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 6 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit drei getrennt fehlenden Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 7 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit zwei aufeinanderfolgend fehlenden Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 8 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit drei aufeinanderfolgend fehlenden Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 9 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit vier aufeinanderfolgend fehlenden Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 10 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit etwas nach hinten phasenverschobenen Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 11 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit etwas nach vorn phasenverschobenen Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 12 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit mehreren verzögerten Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 13 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit einer Diskontinuität sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 14 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit einigen Zellen in fehlerhafter Folge sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 15 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit einigen zusätzlichen Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 16 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer mit einer zusätzlichen Zelle und einigen nach hinten phasenverschobenen Zellen sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt;
  • 17 einen Zellenankunftsstrom an dem Entpaketierer, der nach einer langen Unterbrechung neu beginnt, sowie den resultierenden Zellenstrom zu dem Ausrichter zeigt; und
  • 18 ein Ausrichter-Schlupfentscheidungsdiagramm zeigt, das für einen Ausrichter geeignet ist, der in Verbindung mit dem Entpaketierer-Algorithmus arbeitet.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines SDH-Rahmenausrichters, der einen Parallel-zu-Seriell-Entstopfer aufweist, der mit einem Rahmenausrichtungssignal-Detektor und einem Ausrichter verbunden ist, die für den normalen Betrieb genutzt werden.
  • Immer wenn ein Byte eines virtuellen Containers 12 (VC12) von SDH ankommt, werden die gültigen Bits extrahiert und als ein Datenstrom an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und den Ausrichter gesendet.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines ATM-Zellen-Rahmenausrichters für 2 Mbit/s, bei dem ein Entpaketierer mit einem Rahmenausrichtungssignal-Detektor und einem Ausrichter verbunden ist, die für den normalen Betrieb verwendet werden.
  • Wenn eine Zelle ankommt, wird sie in einen Entpaketierer-Puffer geladen. Der Entpaketierer-Puffer weist 8 Zellenpuffer auf, bei einer gleichmäßigen Ankunftsrate der Zellen wird/werden normalerweise jedoch nur ein oder zwei Zellenpuffer irgendwelche Daten enthalten.
  • Er ist so vorgesehen, dass er weniger Zeit benötigt, um eine Zelle zu entpacken, als den Mittelwert des Zellenankunftsintervalls. Die entpackten 47 Byte der Zellennutzlast werden in einem Bündel an den Rahmenausrichtungssignal-Detektor und an den Ausrichter gesendet.
  • Die Entpaketierer-Zellenpuffer werden entsprechend der Nachrichten-Sequenznummer beschrieben. Das bedeutet, sie werden normalerweise im turnusmäßigen Wechsel beschrieben.
  • Es ist anfangs nicht möglich zu wissen, ob eine Zelle zum richtigen Zeitpunkt fehlt, weil diese sich verspätet oder weil diese überhaupt nicht kommen wird.
  • Eine Zelle als fehlend zu erklären, wenn sie nur zu spät kommt, würde einen Datenverlust bedeuten. Folglich sollte, wenn der Zellenpuffer für die als nächste zu entpackende Zelle leer ist, die Zelle normalerweise nicht als fehlend erklärt werden, bis entweder der Entpaketierer mindestens zwei andere volle Zellenpuffer enthält oder die Auszeit abgelaufen ist und der Entpaketierer genau einen anderen vollen Zellenpuffer enthält.
  • Jedes Mal, wenn eine gültige Zelle ankommt, wird sie in den Zellenpuffer geladen, der durch deren Nachrichten-Sequenznummer definiert ist, bis dieser Zellenpuffer geleert wird, in welchem Fall die empfangene Zelle verworfen wird.
  • Der Algorithmus, der verwendet wird, um zu bestimmen, wann ein voller Zellenpuffer zu entpacken ist oder eine Füllzelle zu liefern ist, um eine fehlende Zelle zu ersetzen, oder wann nur zu warten ist, ist in der in 3 gezeigten Algorithmustabelle aufgeführt. Es sind drei Zustände (A, B und C) zum Entpaketieren und zwei Zustände zum Liefern einer Füllzelle (D und E) aufgeführt.
  • Wenn die Zelle (n) geleert worden ist und der binäre Voll/Leer-Merker auf "leer" gesetzt worden ist oder der Füllzellengenerator die Erzeugung einer Füllzelle abgeschlossen hat, um eine fehlende Zelle (n) zu ersetzen, wird, wenn einer der in 3 gezeigten Sätze von Bedingungen zutrifft, die spezifizierte Maßnahme ausgeführt; wenn keiner der Sätze von Bedingungen zutrifft, erfolgt keine Maßnahme, bis einer derselben zutrifft:
  • Die 4 bis 17 sind Beispiele für die Funktionsweise des Entpaketierer-Algorithmus.
  • Die Bezugsbuchstaben A bis E, die den einzelnen Zellen in den Zellenströmen zu dem Ausrichter zugeordnet sind, geben die relevante Bedingung in dem in 3 gezeigten Algorithmus an.
  • 4 zeigt einen regulären Strom von ATM-Zellen eines virtuellen Kanals bei ATM, der an dem Entpaketierer ankommt. Jede entpackte Zelle wird erst an den Ausrichter und den Rahmenausrichtungssignal-Detektor weitergeleitet, wenn die nächste Zelle angekommen ist, wie durch die Bedingung A des Algorithmus definiert ist.
  • Der geeigneten Darstellung halber ist in den 5 bis 17 die Zeit zum Entpacken einer Zelle kürzer als die Hälfte der mittleren Ankunftsrate der Zellen dargestellt. Eine Bitrate von 2430 kbit/s könnte von der in 2 gezeigten SDH-Anordnung genutzt werden, und diese ist ebenfalls für ATM geeignet, wie es in 4 verwendet wird. Einige der 5 bis 17 wären sehr lang, wenn ein solcher Wert verwendet werden würde. Die Dauer der Auszeit plus der Entpackungszeit für eine Zelle ist in diesen Figuren zusammengenommen als knapp kleiner als das Doppelte der mittleren Ankunftszeit der Zellen dargestellt. Diese zusammengenommene Dauer ist für einen Entpaketierer geeignet.
  • 5 zeigt die Zelle 04 als fehlend. Sobald die Auszeit abgelaufen ist, kann die Zelle 03 entsprechend der Bedingung B des Algorithmus entpackt werden. Die Zelle 04 wird nicht als fehlend angenommen, bevor sich die Zellen 05 und 06 in den Zellenpuffern des Entpaketierers befinden, und danach wird eine Füll-Ersatzzelle entsprechend der Bedingung D des Algorithmus gesendet.
  • 6 zeigt drei fehlende Zellen 04, 06 und 00, wobei sich zwischen den fehlenden Zellen gültige Zellen 05 und 07 befinden. In dieser Figur sind alle Bedingungszyklen A, B, C, D und E gezeigt. Die Zelle 03 wird wie zuvor entsprechend der Bedingung B entpackt, aber die Zelle 04 wird nicht als fehlend angenommen, bevor die Zelle 05 angekommen ist und die Auszeit für die Bedingung E abgelaufen ist. Die Zelle 05 wird dann entsprechend der Bedingung C entpackt, welche nur nach einem Zyklus mit der Bedingung E anwendbar ist. Die Auszeit läuft nicht ganz ab, bevor die Zelle 01 ankommt, also wird die Füllzelle erzeugt, und zwar infolge des Zutreffens der Bedingungen für D. Da die Auszeit während der Füllzelle 06 abläuft, kann die Zelle 07 unmittelbar danach entsprechend einem Zyklus der Bedingung B entpackt werden. Darauf folgt ein weiterer Zyklus mit der Füllzellen-Bedingung D für die fehlende Zelle 00 und danach wird die Zelle 01 bei einem Zyklus der Bedingung A entpackt.
  • 7 zeigt zwei aufeinanderfolgend fehlende Zellen 04 und 05. Folglich tritt, wenn die Zelle 06 ankommt und die Auszeit abgelaufen ist, ein Zyklus mit der Füllzellen-Bedingung E auf, gefolgt von einem Zyklus mit der Bedingung D, da die Zelle 07 dann angekommen ist.
  • 8 zeigt drei aufeinanderfolgerd fehlende Zellen 04, 05 und 06. Folglich tritt wenn die Zelle 07 ankommt, nachdem die Auszeit abgelaufen ist, ein Zyklus mit der Füllzellen-Bedingung E auf. Diesem folgen zwei Zyklen mit der Füllzellen-Bedingung D, wenn die Zelle 00 ankommt. Durch drei aufeinanderfolgend fehlende Zellen gehen 141 Byte verloren und es ergibt sich eine Wahrscheinlichkeit von ca. 0,2 für einen Verlust der Rahmensynchronisation für eine 2048 kbit/s-Verbindung, die entsprechend der CCITT-Empfehlung G.704 formatiert ist.
  • 9 zeigt vier aufeinanderfolgend fehlende Zellen 03, 04, 05 und 06. Folglich tritt wenn die Zelle 07 ankommt, nachdem die Auszeit abgelaufen ist, ein Zyklus mit der Füllzellen-Bedingung E auf. Diesem folgen 3 Zyklen mit der Füllzellen- Bedingung D, wenn die Zelle 00 ankommt. Dies wird mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,92 dazu führen, dass der Rahmenausrichtungssignal-Detektor einen Verlust der Rahmensynchronisation meldet.
  • 10 zeigt einen empfangenen Zellenstrom, der eine deutliche Phasenverschiebung nach hinten aufweist, aber keinen Zellenverlust. In der gezeigten Sequenz läuft die Auszeit zweimal ab, was dazu führt, dass 2 Zellen infolge des Zutreffens der Bedingung B entpackt werden, ohne dass irgendwelche Füllzellen erforderlich sind.
  • 11 zeigt einen empfangenen Zellenstrom mit einer entgegengesetzten Phasenverschiebung, die es möglich macht, durchgängig die Bedingung A anzuwenden.
  • 12 stellt eine Kombination der Phasenverschiebungen der vorhergehenden zwei Figuren dar und führt dazu, dass sowohl die Bedingung A als auch die Bedingung 8 zutrifft, aber wiederum ohne dass Auffüllzellen erforderlich sind.
  • 13 zeigt eine reguläre Ankunft von Zellen, aber nach der Zelle 02 springt die Nachrichten-Sequenznummer um 5, und nicht um 1, weiter. Der Algorithmus führt zu einer ähnlichen Entscheidungssequenz wie der in 9 genutzten, bei der 4 aufeinanderfolgend fehlende Zellen gezeigt waren und die zu 4 Auffüllzellen führte. Eine solche Sequenz könnte aus einer Umschaltmaßnahme in dem Netz resultieren, was dazu führt, dass ein anderer Zellenstrom empfangen wird.
  • 14 zeigt eine Sequenz, bei der die Zelle 04 nach der Zelle 05 angekommen ist. Der Algorithmus kommt mit dieser Anordnung zurecht. Die Zelle 03 wird entpackt, nachdem die Auszeit abgelaufen ist, und zwar entsprechend der Bedingung B. Wenn die nächsten zwei Zellen, 05 und 04, angekommen sind, trifft die Bedingung A zu und die Zelle 04 wird entpackt. Durch das Warten auf die Ankunft von 2 Zellen wird ein beträchtlicher Schutz davor erreicht, die Zelle 04 als vermisst zu erklären, da es möglich ist, dass zusätzliche Zellen wegen Netzfehlern empfangen werden.
  • 15 zeigt einige zusätzliche Zellen, alle mit der Nachrichten-Sequenznummer 07. Obgleich alle Zellen mit der Nachrichten-Sequenznummer 07 in dem Entpaketiererpuffer akzeptiert werden, wird nur jene zusätzliche Zelle, die zwischen der echten Zelle 07 und der Zelle 00 ankommt, verwendet. Das hat zur Wirkung, dass die reale Zelle 07 durch die zusätzliche Zelle 07 ersetzt wird, die Sequenz zu dem Ausrichter und zu dem Rahmenausrichtungssignal-Detektor wird jedoch immer noch beibehalten, sodass weder ein Schlupf noch ein Verlust der Rahmensynchronisation auftritt. Eine zusätzliche Zelle kann bedeuten, dass eine Zelle früher als normalerweise entpackt wird.
  • 16 zeigt eine zusätzliche Zelle und eine Phasenverschiebung, die ausreicht, dass die Auszeit zweimal abläuft. Da jedoch keine Füllzelle erzeugt wird, bevor zwei zusätzliche Zellen ankommen, oder eine zusätzliche Zelle ankommt und die Auszeit zweimal abgelaufen ist, ohne dass die korrekte Zelle ankommt, ist durch den Algorithmus ein beträchtlicher Schutz vor fehlerhaften Sequenzen gegeben.
  • 17 zeigt, dass keine Zellen empfangen werden und danach wieder der Empfang von Zellen beginnt. Die Nachrichten-Sequenznummern der letzten Zelle, die vor der Unterbrechung zu entpacken war, sowie der ersten Zelle, die nach der Unterbrechung ankommt, werden die Anzahl an Füllzellen bestimmen, die erzeugt werden, bevor die Bedingung A zutrifft und begonnen wird, entpackte Zellen an den Ausrichter und den Rahmenausrichtungssignal-Detektor zu senden.
  • Durch den Algorithmus wird vermieden, dass Füllzellen eingefügt werden, wenn diese nicht gebraucht werden, sodass der Algorithmus die Weiterleitung von Zellen stoppt, wenn keine Zellen empfangen werden. Das bedeutet, dass, wenn eine gewisse Zeit lang keine Zellen empfangen wurden, der Ausrichter leer ist und schlupft.
  • Wenn der Ausrichter keine Zellen empfangen hat und mehrere aufeinanderfolgende Schlupfvorgänge, z. B. 8 aufeinanderfolgende Schlupfvorgänge ausgeführt hat, wird der normale Leerschlupfpunkt zu dem Anlauf-Leerschlupfpunkt hin verschoben, bis erneut entpackte Zellen, keine Füllzellen, von dem Ausrichter empfangen werden.
  • 18 zeigt die Schlupfpunkte für einen solchen Ausrichter, wobei der Anlauf-Schlupfpunkt zum vollen Ende des Bereichs hin liegt, da Zellen wahrscheinlicher mit einer geringen Verzögerung anstatt mit einer hohen Verzögerung ankommen, wenn der Entpaketierer wieder beginnt, Zellen zu empfangen.
  • Wegen der Möglichkeit, dass ein Bündel von Füllzellen auftritt, wenn die Zellen wieder von dem Ausrichter empfangen werden, wie in 17 gezeigt ist, ergreift der Ausrichter die folgenden Schutzmaßnahmen, wenn er mehrere aufeinanderfolgende Schlupfvorgänge erkennt:
    Er verschiebt den Schlupfentscheidungspunkt für die Wiederholung eines Rahmens zu der Anlaufschlupfposition;
    Er zwingt den Rahmenausrichtungssignal-Detektor, die Rahmensynchronisation zu verlieren, sodass dieser wieder nach dem Rahmenausrichtungssignal zu suchen beginnt;
    Er ignoriert alle Füllzellen von dem Entpaketierer, bis die Rahmensynchronisation wieder hergestellt ist;
    Er stellt den Schlupfentscheidungspunkt für die Wiederholung eines Rahmens an seine normale Position zurück, wenn die Rahmensynchronisation wieder hergestellt ist.
  • Der Ausrichter schlupft normalerweise um einen Rahmen aus 32 Zeitschlitzen, und ein Schlupf kann an jeder beliebigen Zeitschlitzgrenze beginnen.

Claims (5)

  1. Entpaketierer zum Empfangen eines im asynchronen Transfermodus (ATM) gemultiplexten Datenstroms an einer funktionalen Einheit, wobei virtuelle Kanaldaten in Zellen in dem Datenstrom übertragen werden, wobei der Entpaketierer umfasst: mehrere Zellenpuffer, wobei jeder Puffer die in einer einzigen Zelle enthaltenen Nutzdaten speichert, wobei die Puffer entsprechend einer Nachrichten-Sequenznummer, die von der jeweiligen Zelle getragen wird, beladen werden und entsprechend einem Entpaketierer-Algorithmus geleert werden, sodass ein nichtkontinuierlicher Datenstrom gebildet wird; einen Füllzellenformatgenerator, welcher bei ausfallender Ankunft einer gültigen Zelle den Ersatz der fehlenden Zelle durch eine Füllzelle in dem nichtkontinuierlichen Datenstrom bewirkt; einen Auszeitfunktionsgenerator, der gestartet wird, nachdem jede Zelle entpackt worden ist, und außerdem, nachdem Füll-Ersatzzellen erzeugt worden sind, außer wenn die Zellenpuffer mindestens zwei volle Zellen aufweisen und mindestens zwei Füllzellen nacheinander erzeugt worden sind.
  2. Entpaketierer nach Anspruch 1, bei welchem der nach der Entpackung der Zelle (n) oder nach der Erzeugung einer Füllzelle zum Ersatz einer fehlenden Zelle (n) verwendete Algorithmus zur Bestimmung, wann der nächste Zellenpuffer zu entpacken ist oder eine Füllzelle zu liefern ist, folgendermaßen lautet: die Zelle (n + 1) wird entpackt und die Auszeit gelöscht und neu gestartet: – wenn die Zellenpuffer (n + 1) und (n + 2) voll sind, – oder wenn die Zelle (n + 1) voll ist und die Auszeit abgelaufen ist, – oder wenn die Zelle (n + 1) voll ist, die Auszeit noch nicht abgelaufen ist und gerade eine Füllzelle ergänzt worden ist, wodurch die Auszeit gelöscht und neu gestartet wurde; die Zelle (n + 1) wird durch eine Füllzelle ersetzt und die Auszeit wird weder gelöscht noch neu gestartet, wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist und mindestens 2 volle Zellenpuffer vorhanden sind; die Zelle (n + 1) wird durch eine Füllzelle ersetzt und die Auszeit wird gelöscht und neu gestartet, wenn der Zellenpuffer (n + 1) leer ist, die Auszeit abgelaufen ist und nur ein voller Zellenpuffer vorhanden ist; wenn keiner der vorstehenden Sätze von Bedingungen zutrifft, erfolgt keine Maßnahme, bis einer von diesen zutrifft.
  3. Entpaketierer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anzahl der Zellenpuffer in dem Entpaketierer gleich dem Wertebereich der Nachrichten-Sequenznummer ist.
  4. Zellenrahmenausrichter, der einen Entpaketierer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst, und der ferner einen Rahmenausrichtungssignal-Detektor umfasst, welcher ein Rahmenausrichtungssignal in dem nichtkontinuierlichen Datenstrom erkennt und ein zugehöriges Rahmenstartsignal sowie gegebenenfalls ein Rahmensynchronisationsverlust-Signal erzeugt; sowie einen Rahmenausrichter, der den nichtkontinuierlichen Datenstrom und das zugehörige Rahmenstartsignal annimmt, außer wenn ein Rahmensynchronisationsverlust-Signal vorliegt, und der den nichtkontinuierlichen Datenstrom mit dem Takt- und dem Rahmenstartsignal der funktionalen Einheit ausrichtet.
  5. Zellenrahmenausrichter nach Anspruch 4, wobei der Ausrichter, wenn er mehrere aufeinanderfolgende Schlupfvorgänge erkennt: seinen normalen Schlupfentscheidungspunkt für die Wiederholung eines Rahmens zu einer Anlaufschlupfposition verschiebt; den Rahmenausrichtungssignal-Detektor zwingt, die Rahmensynchronisation zu verlieren, sodass der Rahmenausrichtungssignal-Detektor wieder nach dem Rahmenausrichtungssignal zu suchen beginnt; alle Füllzellen von dem Entpaketierer ignoriert, bis die Rahmensynchronisation wieder hergestellt ist; den Schlupfentscheidungspunkt für die Wiederholung eines Rahmens an seine normale Position zurückstellt, wenn die Rahmensynchronisation wieder hergestellt ist.
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