FI102339B - UCOL-tyyppinen tähtiverkosto useammanlaisen liikenteen optimaalista oh jausta varten - Google Patents

Description

102339 UCOL-tyyppinen tähtiverkosto useammanlaisen liikenteen optimaalista ohjausta varten

Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osan mukaiseen UCOL-tyyppiseen tähtiverkkoon erilaisten liikennetyyppien optimaalista hallintaa varten.

Kuten tiedetään, liikenteen hallitsemiseksi verkossa, jossa on useita lähettäviä asemia, on tärkeää määrittää kunkin aseman pääsyprioriteetit itse verkkoon ja sit-10 ten sen resursseihin, jotta vältetään törmäykset informaatiopakettien välillä, jotka eri asemat ovat kehittäneet.

Tällainen ongelma tulee erityisesti esiin liittyen UCOL-verkkoihin johtuen niiden tietyistä piirteistä koskien topologiaa, teknisiä ominaisuuksia ja tarjottujen 15 palveluiden tyyppejä.

UCOL-verkko on itse asiassa muodostettu passiiviseksi tähdeksi, jossa kukin asema on kytketty tähtikeskuk-seensa kahden tiettyyn käyttöön varatun optisen kuidun avulla. Toinen kuitu palvelee lähettämistä asemalta tähti- • · 20 keskukseen ja toinen vastaanottamista.

Kumpikin optinen kuitu on verrattavissa moninkertaiseen siirtokanavaan.

Tietynlainen optinen kuituyhteys, jossa käytetään koherenttia optista teknologiaa, mahdollistaa sen, että ·; 25 eri kanavat saadaan aikaan taajuusjakomultipleksoinnilla, ja niitä käytetään useisiin samanaikaisiin siirtoihin pitkin samaa kuitua, jolla tavoin optimoidaan yhteysresurs-sien käyttö.

Mitä tulee kunkin aseman verkkoonpääsyn hallintaan, 30 nykyiset pääsyprotokollat eivät sovi UCOL-verkolle. Lisäk- si, vaikka pääsyprotokollajärjestelmiä, joissa käytetään •_ prioriteettikonseptia, on jo saatavilla, niille näyttää nykyisellä tekniikan tasolla olevan ominaista hyvin suuri mutkikkuus kehysrakenteen suhteen. Tästä syystä ne eivät 35 voi täyttää UCOL-verkon toiminnallisia vaatimuksia eivätkä 102339 2 pysty optimoimaan UCOL-verkon käsittämien resrussien käyttöä.

Tämä johtuu siitä, että tekniikan tason määritte-lyisssä ei ole päästy hyvään tulokseen pyrittäessä ideaa-5 liseen hallintaan koskien kiistoja pääsystä verkon resursseihin, kun siirretään eri asemilta tulevaa erilaista dataa.

Keksinnön tarkoituksena on siksi poistaa tekniikan tason haitat ja saada aikaan UCOL-verkko, joka pystyy 10 täyttämään mainitut vaatimukset käyttämällä uudenlaista pääsyprotokollaa, jonka avulla on mahdollista ratkaista pääsykiistat tietyntyyppisen UCOL-verkon resursseihin ja optimoida verkon resurssien käyttö, ja jossa verkossa pystytään myös lähettämään samanaikaisesti pitkin samaa kana-15 vaa ja elementtisiirron (cell transmission) avulla sekä synkronista että pakettiliikennettä.

Tämä tarkoitus saavutetaan ominaispiirteillä, jotka on esitetty patenttivaatimuksessa 1, kun taas lisäyksi-tyiskohdat ja parannukset tuodaan esiin epäitsenäisissä 20 vaatimuksissa.

Toiminnan suhteen tarkasteltuna tällainen verkko voi toimia samaa kanavaa käyttäen sekä synkronisella että asynkronisella liikenteellä (tähän liittyvinä esimerkkeinä viitataan paketti- ja synkroniseen liikenteeseen).

·’ 25 Lisäksi tällaisella verkolla on mahdollista välttää törmäykset datavirtojen välillä, kun pystytään varautumaan aseman ja tähtikeskuksen välisen etäisyyden mittausta koskevasta informaatiosta johtuviin virheisiin ja on mahdollista saattaa lähetettävä informaatio valmiiksi tuntien 30 kulkuaika, joka riippuu aseman ja tähtikeskuksen välisen : mitatun etäisyyden lisäksi informaation etenemisviiveestä pitkin optista kanavaa.

Lopulta tällaisella verkolla on mahdollista priori-teettiluokkien ansiosta luokitella hallittavan liikenteen 35 laji.

102339 3

Keksintö kuvataan nyt seuraavassa yksityiskohtaisesti esimerkin avulla viitaten liittyviin piirustuksiin, joista: kuviossa 1 on kuvattu kaavamaisesti UCOL-verkko ja 5 kuviossa 2 on kuvattu keksinnön mukaisen UCOL-siir- toverkon pääsyprotokollan kehysrakenne.

Kaikkein ensimmäiseksi on syytä todeta, että UCOL-verkkoa on tarkasteltava yleisesti ottaen monikanavaisena verkkona, ja vaikka seuraavassa pääsyprotokollaa kuvat-10 taessa viitataan ainoastaan yhteen kanavaan, niin esitettyä voidaan soveltaa yhtä hyvin kaikkiin muihinkin kanaviin.

Ideaalinen tilanne UCOL-verkolle on sellainen, jossa on jatkuva pääsyprotokollan ohjaama datavirta asemilta 15 7, 8, 9, 10, ... , N tähtikeskukseen 6 ilman, että nämä datapaketit törmäisivät toisiinsa, jolloin niiden sisältö muuttuisi käsittämättömäksi.

Keksinnön mukaisessa pääsyprotokollassa kukin kanava 1 jaetaan kehyksiin 2.

20 Ensinnäkin kunkin yksittäisen kehyksen toistoaika asetetaan yhdeksi millisekunniksi, ts. kehys toistuu siirtokanavalla joka millisekunti.

Tällaisen pääsyprotokollan mukainen kehys jaetaan sitten tässä esimerkissä kolmeen osaan, yksityiskohtaisem-25 min määriteltynä ensimmäiseen osaan 3, joka määrittelee kehyksen alkuun liittyvän perusinformaation; osaan 4, joka määrittelee olennaisesti informaation koskien eri asemilta pääsyä odottavien datajonojen statusta; sekä osaan 5, joka liittyy eri asemilta tulevaan informatiiviseen datasisäl-30 töön.

Kukin näistä osista on jaettu vuorostaan pienempiin osiin, joissa on tarkasti määritellyt tavumäärät.

Osa 3 kehyksen alussa käsittää 48 tavua ja on jaettu kahteen osaan 3a ja 3b. Osa 3a sisältää informaation, 35 joka liittyy kehyksen alkuun. Osa 3b sisältää suoja-ajaksi 4 IQ2339 (GUARD TIME - G.T.) kutsutun kentän, joka liittyy arviolta noin 50 nanosekunnin aikaan, jolla varaudutaan mittausvirheisiin liittyen tähtikeskuksen 6 ja aseman välisen etäisyyden mittausta koskevaan aikainformaatioon, jotta välte-5 tään datajaksojen väliset törmäykset, mikä selitetään tyhjentävästi myöhemmin.

Kehyksen 2 osassa 4, joka liittyy jonostatuksiin, on ensimmäinen osa 4a, joka liittyy asemilta tulevan data-virran synkronisointiin ja jonka tehtävänä on erottaa tah-10 distettuina lähetetyt eri jaksot, sekä osa 4b, josta käytetään nimitystä MGT (management = hallinta), joka on lisäosa, jonka informaation tehtävänä on itse verkon hallinnasta tulevista uusista pyynnöistä hankkia käyttöön uusia yhdyskanavia verkkorakenteille.

15 Osassa 4 on lisäksi vielä viisi muuta osaa 4c, 4d, 4e, 4f ja 4g, jotka on kuviossa osoitettu merkinnöillä PO - P4 ja jotka edustavat viittä prioriteettiluokkaa liittyen asemilta tähtikeskukseen tulevan datan pääsyprio-riteettiin sekä joita käytetään valittaessa datan pääsy * 20 asemalta suhteessa toisiin asemiin siirtoprioriteetin funktiona, ts. odotusaika. Kaiken tämän tarkoituksena on mukauttaa tahdistetut liikenteen käsittelytavat pakettimuotoiseen liikenteen käsittelytapaan, lähtien kuitenkin siitä, että tahdistetulla liikenteellä on korkeampi prio-25 riteetti kuin pakettiliikenteellä. Kaikkea edellä mainittua liikennettä hallitaan siten informaatiolla, joka liittyy vastaaviin prioriteettiluokkiin.

Tavallisesti korkeampi prioriteettiluokka on se, jolla on pienempi numero, ts. luokka 0 edustaa korkeinta 30 prioriteettia. Luokka 0 on lisäksi varattu yksinomaan : synkronoidulle liikenteelle, kun taas muut luokat on va rattu muille prioriteeteille. Kussakin prioriteettiluokas-sa on kaksi tavua, joilla määritetään prioriteettiarvo, joka edustaa aina prioriteettiluokkana lukua, joka on ver-35 rannollinen maksimiaikaan, joka aseman lähettämän infor- 102339 5 maation, jolla ymmärretään tiettyä datamäärää, täytyy odottaa ennen siirtoa. Tavallisesti tämä aika pienenee, kun odotusaika kuluu, ja kun se saavuttaa maksimipriori-teetin eikä sitä lähetetä, paketti hylätään.

5 Osassa 4 päätetään kehyksessä olevan pääsyjonosta- tuksen mukaan, mikä paketeista on lähetettävä seuraavassa kehyksessä.

Koska esillä olevassa tapauksessa suurimman ajateltavissa olevan asemien määrän on hyvä olla 64, tässä osas-10 sa on 64 aliosaa, joista kunkin rakenteessa on juuri kuvatulla tavalla osan 4 muodostavat pienemmät osat 4a - 4h.

Osassa 4 on myös viiden prioriteettiluokan jälkeen suoja-aikakenttä (G.T.), jota tässä tapauksessa osoitetaan merkinnällä 4h ja jolla on sama tarkoitus kuin aikaisemmin 15 mainitulla suoja-aikakentällä 3b.

Kukin osan 4 edellä kuvatulla tavalla muodostetusta 64 aliosasta käsittää yhteensä 28 tavua.

Synkronointia varten tarvitaan 16 tavua, kun taas osalle 4b tarvitaan 2 tavua ja toisaalta kullekin priori-20 teettiluokalle 2 tavua.

Lopulta informaatioon liittyvä osa 5 muodostuu myös useista eri osista, joista ensimmäinen 5a on kuten osa 4a tahdistusta varten, ja toinen, jota osoitetaan merkinnällä 5b, sisältää informaation, joka määrittelee sekä informaa-.’ 25 tiosisällön lähteen että päämäärän ja informaation alun ja lopussa on elementti-informaatio, jota osoitetaan merkinnällä 5c, ja sen jälkeen vielä suoja-aikakenttä (G.T) 5d. Osa 5 voi käsittää kokonaisuudessaan 200 aliosaa, joista kukin muodostuu samalla tavoin kuin osa 5 juuri kuvatulla 30 tavalla pienemmistä osista 5a - 5d ja joita kutakin varten : on 88 tavua.

Näistä 88 tavusta 16 tavua käytetään tahdistukseen, 3 tavua pääteaseman identifioimiseen ja varalle satunnaisia sovellutuksia varten, jotka eivät ole vielä nähtävis-35 sä, ja lopuista tavuista 64 tavua käytetään varsinaista 102339 6 informaatiota varten nykyisin käytössä olevien sääntöjen mukaisesti ja 5 tavua uuden varsinaisen informaatio-osan aloittamista varten.

Aivan ilmeisesti useita informaatio-osia, jotka 5 kuuluvat useampaan kuin yhteen tällaisista 200 aliosasta, voidaan ryhmitellä yhteen tuottamaan yksi ainoa informaa-tiokäsite.

Sen jälkeen, kun kukin kehys on saatettu valmiiksi ja kullekin asemalle on sallittu sen informaation lähet-10 täminen, koko verkolla on kartta informaatioelementeistä, jolloin kullakin asemalla on prioriteetti, jonka määrittelevät prioriteettiluokat 4c - 4g.

Kaikki tämä tapahtuu sen jälkeen, kun kullekin asemalle on alustettu sen oma aikainformaatio riippuen sen 15 etäisyydestä tähtikeskuksesta.

Kukin asema lähettää siis aluksi oman signaalinsa kohti tähtikeskusta odottaen vastausta. Tällä tavoin kullekin asemalle on mahdollista saada alustusparametrina aikainformaatio, joka vastaa aseman etäisyyttä tähtikes-20 kuksesta. Sanottu aikainformaatio määrittelee pääasiassa datan informaatiosisällön siirron kulkuajan, joka aika alkaa tahdistusinformaation ja prioriteettiluokan sen salliessa ja kestää ajan, joka vastaa tarkalleen informaation etenemisaikaa pitkin optista yhteyskanavaa ja riippuu mi-25 tatusta efektiivisestä etäisyydestä aseman ja tähtikeskuk- sen välillä.

Eri osien 3, 4 ja 5 pienemmissä osissa olevat tavut muodostavat datasarjan, joka kulkiessaan pitkin kanavaa 1 tekee mahdolliseksi sen, että vältetään törmäykset eri 30 asemilta tulevien datojen välillä, optimoi kanavan jakami-: sen yhden millisekunnin ajan avulla ja mahdollistaa infor maation tuottamisen pääsystatuksista pääsyjonostatuksen 4 avulla.

102339 7

Lisäksi myös elementtisiirtoja voidaan lähettää, kuten juuri mainittiin, sekä synkronisen liikenteen että pakettiliikenteen tapauksessa.

Tällainen verkon pääsyprotokollarakenne voidaan 5 toteuttaa helposti, koska se voidaan jakaa vaikeuksitta kehyksen pienempiin osiin. Kehysrakenne on lisäksi erityisen yksinkertainen, eikä siihen liity minkäänlaista mutkikkuutta sen enempää tavujen kuin ylimääräisten aliosien-kaan suhteen.

10 Keksinnön kohteena olevan verkon perusajatuksia ovat toisaalta asemien alustaminen niiden tähtikeskuksista mitattujen etäisyyksien mukaan ja toisaalta kehyksen jakaminen kolmeen osaan 3, 4 ja 5, joilla yhdessä saadaan aikaan joukko karakteristista informaatiota, pääsyjonostatus 15 sekä mahdollisuus elementtisiirtoon, mikä tekee tämäntyyp pisestä protokollasta UCOL-verkkoja ajatellen erikoisen. Tällaisilla verkoilla on todellakin erityinen tähtitopologia ja niihin liittyy erityisiä teknisiä näkökohtia, erityisesti etäisyys- ja asemanumeroparametrit, ja edellä 20 mainitut palvelut, kuten muun muassa mahdollisuus hallita samanaikaisesti samalla kanavalla sekä synkronista liikennettä että pakettiliikennettä.

Keksinnössä kuvatun UCOL-verkon suhteen käytettävissä olevien optisten kanavien lukumääräksi on valittu 25 24.

Vaatimuksena on, että tähtikeskukseen optisten kanavien kautta yhdistettävien asemien maksimietäisyys ei koskaan ylitä 30 kilometriä, koska tällaisten parametrien valitseminen vaikuttaisi voimakkaasti verkon toimintaan.

30 On selvää, että myös muut parannukset ja kehitelmät ovat keksinnön suojapiirin puitteissa mahdollisia.

Claims (8)

102339 β

1. Menetelmä datan lähettämiseksi sen tyyppisen optisen tähtiverkon kautta, joka käsittää passiivisen täh- 5 tikeskuksen ja useita asemia, joista kukin on liitetty keskukseen ainakin kahden optisen kuidun kautta, käyttäen yhtä protokollaa, joka perustuu kiinteään ja ennalta määrättyyn kehysrakenteeseen (2), asemien lukumäärän ollessa ylittämättä ennalta määrättyä rajaa, kyseisen datan ol-10 lessa asemien välisestä liikenteestä, ja kehysrakenteen käsittäessä: a) ensimmäisen osan (3), joka oleellisesti sisältää kehyksen alkuun liittyvää informaatiota, b) toisen osan (4), joka on jaettu lukumäärään ali-15 osia, joka on yhtä suuri kuin kyseinen ennalta määrätty raja, joista kukin oleellisesti sisältää informaatiota, joka vastaa eri aseman pääsyjonon statusta ja prioriteettia, . c) kolmannen osan (5), joka oleellisesti sisältää 20 kyseisen datan informatiivisen sisällön; tunnettu siitä, että kyseistä liikennettä on ennalta määrätty lukumäärä eri tyyppejä, esimerkiksi synkronoitua ja synkronoimatonta, ja että toisessa osassa (4) kyseinen informaatio vastaa edelleen kyseisen lukumäärän 25 pääsyjonoja (PO - P4) statusta ja prioriteettia kussakin asemassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisessa osassa (4) pääsyjonojen kokonaislukumäärä on yhtä suuri kuin eri liikennettyyppien 30 kyseinen ennalta määrätty lukumäärä.

·, 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että kolmas osa (5) on jaettu useisiin aliosiin, joista kukin oleellisesti sisältää datapaketin, erityisesti ATM-elementin. 102339 9

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kyseisen kolmannen osan (5) kukin aliosa sisältää edelleen informaatiota, joka liittyy vastaavan datapaketin lähteeseen ja päämäärään.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että jokaisessa optisessa kuidussa on useita siirtokanavia, ja että kyseisen toisen osan (4) kukin aliosa sisältää edelleen osan (4b) useiden siirtokanavien hallitsemiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen osan (4) ja kolmannen osan (5) aliosat sisältävät edelleen alussa ensimmäisen osan (SYNCH.) datavirran synkronisoimiseksi ja lopussa päätösosan (G.T.) asemien ja keskuksen välisen etenemis-15 viiveen huomioon ottamiseksi.

7. Asema sen tyyppistä optista tähtiverkkoa varten, joka käsittää passiivisen tähtikeskuksen (6) ja useita asemia (7, 8, 9, 10, N), joista kukin on liitetty keskuk-. seen ainakin kahden optisen kuidun kautta, asemien luku- 20 määrän ollessa ylittämättä ennalta määrättyä rajaa, ja käsittäessä laitteen datan vastaanottamiseksi ensimmäisen kuidun kautta kyseisistä kahdesta kuidusta, laitteen datan lähettämiseksi toisen kuidun kautta kyseisistä kahdesta kuidusta ja laitteen oman pääsyjonon ja asianomaisen prio-25 riteetti-indikaattorin hallitsemiseksi, kyseisen datan ollessa asemien välisestä liikenteestä, kyseisen lähetys-laitteen ollessa sovitettu lähettämään dataa yhden protokollan avulla, joka perustuu kiinteään ja ennalta määrättyyn kehysrakenteeseen (2), joka käsittää: 30 a) ensimmäisen osan (3), joka oleellisesti sisäl tää kehyksen alkuun liittyvää informaatiota, b) toisen osan (4), joka on jaettu lukumäärään ali-osia, joka on yhtä suuri kuin kyseinen ennalta määrätty raja, joista kukin oleellisesti sisältää informaatiota, 102339 10 joka vastaa eri aseman pääsyjonon statusta ja prioriteettia, c) kolmannen osan (5), joka oleellisesti sisältää kyseisen datan informatiivisen sisällön; 5 tunnettu siitä, että kyseistä liikennettä on ennalta määrätty lukumäärä eri tyyppejä, esimerkiksi synkronoitua ja synkronoimatonta, ja että kyseinen hallinta-laite on sovitettu hallitsemaan edelleen tiettyä lukumäärää omia pääsyjonoja ja asianomaisia prioriteetti-indi-10 kaattoreita, ja että toisessa osassa (4) kyseinen informaatio vastaa edelleen kyseisen lukumäärän pääsyjonoja (PO - P4) statusta ja prioriteettia.

8. Optinen tähtiverkko, joka on tyyppiä, joka käsittää passiivisen tähtikeskuksen (6) ja useita asemia (7, 15 8, 9, 10, N), joista kukin on liitetty keskukseen ainakin kahden optisen kuidun kautta, asemien lukumäärän ollessa ylittämättä ennalta määrättyä rajaa, ja ollessa tyyppiä, jossa on laite datan vastaanottamiseksi ensimmäisen kuidun kautta kyseisistä kahdesta optisesta kuidusta, laite datan 20 lähettämiseksi toisen kuidun kautta kyseisistä kahdesta kuidusta, ja laite oman pääsyjonon ja asianomaisen prioriteetti-indikaattorin hallitsemiseksi, kyseisen datan ollessa asemien välisestä liikenteestä, kyseisen lähetys-laitteen ollessa sovitettu lähettämään dataa yhden proto-25 kollan mukaisesti, joka perustuu kiinteään ja ennalta määrättyyn kehysrakenteeseen (2), joka käsittää: a) ensimmäisen osan (3), joka oleellisesti sisältää kehyksen alkuun liittyvää informaatiota, b) toisen osan (4), joka on jaettu lukumäärään ali-30 osia, joka on yhtä suuri kuin kyseinen ennalta määrätty *·, raja, joista kukin oleellisesti sisältää informaatiota, joka vastaa eri aseman pääsyjonon statusta ja prioriteettia, c) kolmannen osan (5), joka oleellisesti sisältää 35 kyseisen datan informatiivisen sisällön; 102339 11 tunnettu siltä, että kyseistä liikennettä on ennalta määrätty lukumäärä eri tyyppejä, esimerkiksi synkronoitua ja synkronoimatonta, ja että asemien (7, 8, 9, 10, N) hallintalaite on sovitettu hallitsemaan edelleen tiet-5 tyä lukumäärää omia pääsyjonoja ja asianomaisia prlori-teetti-indikaattoreita, ja että kyseisen protokollan kehysrakenteen toisessa osassa (4) kyseinen informaatio vastaa edelleen kyseisen lukumäärän pääsyjonoja (PO - P4) statusta ja prioriteettia kussakin asemassa. 102339 12