FI104593B - Hierarkkinen synkronointimenetelmä - Google Patents

Description

104593 .

Hierarkkinen synkronointimenetelmä

Keksinnön ala 5 Keksintö liittyy yleisesti tietoliikenneverkkojen synkronointiin, ja erityi sesti verkon synkronoinnin stabiilisuuden parantamiseen sanomapohjaista synkronointia käyttävässä tietoliikenneverkossa.

Keksinnön tausta 10 Tässä esityksessä käytetään tietoliikenneverkon siirtoyhteyksien risteyskohdista nimitystä solmu. Solmu voi olla mikä tahansa laite tai laitteisto, esim. haaroitin- tai ristikytkentälaite.

Sanomapohjaista synkronointia käyttävän järjestelmän solmut on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä, joita ne käyttävät tiedonsiirtoon. Käytetyt 15 yhteydet välittävät myös lähettäjän kellotaajuuden vastaanottajalle. Kukin solmu valitsee oman kellotaajuutensa lähteeksi joko jonkin naapurisolmulta tulevan signaalin taajuuden, oman sisäisen kellolähteensä taajuuden tai solmuun erillisen synkronointituion kautta ulkoisesta kellolähteestä tuodun taajuuden. Jotta kaikki järjestelmän solmut saataisiin toimimaan samalla kellotaa-20 juudella, pyritään yleensä saamaan järjestelmä synkronoitumaan yhteen kello-lähteeseen, ns. päälähteeseen. Tällöin järjestelmän kaikki valittuun päälähteeseen suoraan kytketyt solmut synkronoituvat tähän päälähteeseen ja näihin yhteydessä olevat, mutta ilman suoraa yhteyttä päälähteeseen olevat solmut synkronoituvat näihin päälähteen vieressä oleviin solmuihin. Vastaavasti aina 25 kauempana päälähteestä olevat solmut synkronoituvat aina niihin solmuihin, jotka ovat yhtä yhteysväliä lähempänä päälähdettä.

Jotta edellä kuvatun kaltainen synkronointihierarkia saataisiin rakennettua järjestelmän sisälle, välittävät järjestelmän solmut toisilleen synkronoin-" tisanomia. Nämä sanomat sisältävät tietoja, joiden avulla yksittäiset solmut 30 pystyvät valitsemaan ajastuksen lähteen. Järjestelmän solmut on priorisoitu ja järjestelmä pyrkii synkronoitumaan sen solmun kellotaajuuteen, joka on korkeimmalla prioriteettitasolla. Samalla prioriteettitasolla on normaalisti vain järjestelmän yksi solmu. Normaalisti synkronointisanomat sisältävät tiedon siitä, keneltä sanoman lähettävän solmun kellotaajuus on peräisin, mikä on ko.

35 solmun prioriteetti, ja kellosignaalin laatua kuvaavan arvon. Näin yksittäinen 104593 2 solmu voi valita oman kellotaajuutensa lähteeksi sen naapurisolmun kellotaajuuden, joka on peräisin halutulta solmulta ja joka on laadultaan paras. Järjestelmän käynnistysvaiheessa jokainen solmu valitsee kellotaajuutensa lähteeksi oman sisäisen kellolähteensä, koska yhtään sisääntulevaa synkronointi-5 sanomaa ei ole ehditty käsitellä. Kun ensimmäiset sisääntulevat synk-ronointisanomat on ehditty käsitellä, valitaan oman kellotaajuuden lähteeksi korkeimman prioriteetin omaavan naapurisolmun kellotaajuus. Kun järjestelmä on saavuttanut synkronoinnin kannalta stabiilin tilan kaikkien sanomien levittyä järjestelmään, on järjestelmä synkronoitunut hierarkkisesti päälähteen kello-10 taajuuteen.

Kuviossa 1 on esitetty sanomapohjaista synkronointia käyttävä järjestelmä MS stabiloituneessa tilanteessa. Solmuille määritellyt prioriteetit on merkitty numeroilla solmuja kuvaavien ympyröiden sisään. Mitä pienempi numero on, sitä korkeampi on solmun prioriteetti. Solmun n (n = 1...6) lähettä-15 mät synkronointisanomat on merkitty viitenumerolla MSG„. Jokaisen solmun lähettämä synkronointisanoma on yleensä erilainen ja käytetystä sanomapohjaisesta synkronointimenetelmästä riippuva. Kellotaajuuden leviäminen pää-kellolta (solmu 1) järjestelmän muille solmuille on esitetty yhtenäisillä viivoilla. Katkoviivalla piirrettyjä solmujen välisiä yhteyksiä ei käytetä normaa-20 litilanteessa järjestelmän synkronointiin, mutta ne ovat käytettävissä muutostilanteissa.

Yksinkertainen periaate sanomapohjaisessa synkronoinnissa on, että käyttäjä määrittelee solmujen synkronointihierarkian, antamalla kullekin solmulle oman tunnisteen, joka kertoo solmun tason hierarkiassa, ja järjestelmä 25 synkronoituu määriteltyyn pääkelloon itsenäisesti käyttäen tarpeen vaatiessa kaikkia olemassa olevia solmujen välisiä yhteyksiä hyväkseen. Mikäli yhteys pääkelloon katkeaa, eikä vaihtoehtoista yhteyttä ole olemassa, tai pääkello vikaantuu, synkronoituu järjestelmä seuraavaksi korkeimmalla tasolla olevaan ;; solmuun. Muutokseen reagointi synkronoinnissa tapahtuu solmujen välisen 30 sanomanvaihdon avulla. Kun solmuun saapuva ajastus katkeaa, rakennetaan synkronointihierarkia uudelleen katkoskohdasta eteenpäin (poispäin järjestelmän päälaitteesta). Yleensä lopputuloksena on alkuperäisen kaltainen hierar-kiarakenne, jossa vikaantunut yhteys on korvattu toimivalla yhteydellä, muun rakenteen säilyessä lähes muuttumattomana.

35 Edellä kuvatun kaltaisia sanomapohjaisia synkronointimenetelmiä on 104593 .

3 kuvattu esim. US-patenteissa 2,986,723 ja 4,837,850, joista lukija saa halutessaan tarkemman kuvauksen. Eräässä tunnetussa sanomapohjaisessa synkronointimenetelmässä (SOMS) käytettäviä sanomia kuvataan vielä tarkemmin jäljempänä kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä.

5 Kuten edellä esitetystä ilmenee, sanomapohjaisessa synkronoinnissa synkronointi on perinteisesti rakentunut pääsolmusta lyhintä reittiä pitkin verkon muihin solmuihin. Kaikki solmujen väliset yhteydet ovat olleet synkronoinnin kannalta samanarvoisia. Kukin yhteys voi olla synkronoinnin käytössä, kunhan se vain sillä hetkellä täyttää laatuvaatimukset.

10 Kahden solmun välisten rinnakkaisten yhteyksien tapauksessa käyt täjä ei kuitenkaan tiedä, minkä rinnakkaisista yhteyksistä synkronointimenetelmä valitsee käyttöön. Käyttäjän mahdollisuudet vaikuttaa synkronoinnin käyttäytymiseen ovat rajoittuneet siihen, että yhden tai useamman rinnakkaisen yhteyden käyttö synkronointiin on voitu kieltää. Tällaisen menettelytavan 15 epäkohtana on kuitenkin se, että kyseiset yhteydet ovat kokonaan pois synkronoinnin käytöstä, eikä niitä voida hyödyntää esim. poikkeustilanteissa, kuten vikatilanteissa.

Keksinnön yhteenveto 20 Keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä mainituista epäkoh dista ja saada aikaan sellainen sanomapohjainen synkronointimenetelmä, jossa käyttäjä voi ohjata synkronointia käyttämään tiettyä yhteyttä rinnakkaisista yhteyksistä ja jossa samanaikaisesti säilytetään mahdollisuus minkä tahansa rinnakkaisen yhteyden nopeaan ja joustavaan käyttöön kaikissa 25 tilanteissa.

Tämä päämäärä saavutetaan ratkaisulla, joka on määritelty itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön ajatuksena on antaa käyttäjän priorisoida rinnakkaisia yhteyksiä haluamansa prioriteettiluokittelun mukaisesti. Normaalitilanteessa, 30 kun kaikki rinnakkaiset yhteydet ovat käytettävissä, käytetään korkeimman prioriteetin omaavalta yhteydeltä saapuvaa tunnistetta. Muita rinnakkaisia yhteyksiä käytetään vasta, jos korkeimman prioriteetin omaava yhteys on vikaantunut ja käytetty synkronointimenetelmä haluaa edelleen valita tunnisteen ko. yhteysväliltä.

35 Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta voidaan vaikuttaa synk- 104593 4 ronointimenetelmän suorittamiin valintoihin rinnakkaisten yhteyksien tapauksessa säilyttäen kuitenkin samalla mahdollisuuden hyödyntää mitä tahansa rinnakkaista yhteyttä poikkeustapauksissa. Näin tiedetään, että normaalitilanteessa synkronointimenetelmä käyttää aina tiettyä haluttua yhteyttä, mutta voi 5 vikatapauksessa ottaa halutussa järjestyksessä kunnossaolevia rinnakkaisia yhteyksiä synkronoinnin käyttöön. Tällä tavoin voidaan esim. estää epävakaan yhteyden käyttö synkronointiin, jos varmemmaksi tiedettyjä rinnakkaisia yhteyksiä on olemassa. Käyttämällä rinnakkaisten yhteyksien priorisointia voidaan myös helposti ja hallitusti vaihtaa ensisijaista synkronointiyhteyttä esim. verkon 10 muutostöiden yhteydessä.

Kuvioluettelo

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja kuvataan tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa 15 kuvio 1 esittää sanomapohjaista synkronointia käyttävää järjestelmää sen ollessa synkronoitunut päälähteen kellotaajuuteen, kuvio 2 esittää itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS) käyttävää verkkoa alkutilassaan, kuvio 3 esittää kuvion 2 verkkoa stabiilissa tilassa, 20 kuvio 4 on vuokaavio, joka esittää keksinnön mukaista synkronointi- tunnisteiden vertailua, kuvio 5a esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavaa laitteistoa verkon yksittäisessä solmussa, kuvio 5b esittää solmulaitteiston vaihtoehtoista rakennetta, 25 kuvio 6a esittää esimerkkiä synkronointisanoman rakenteesta, ja kuvio 6b esittää erästä tapaa, jolla synkronointitunniste siirretään kuvion 6a mukaisessa synkronointisanomassa.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus 30 Kuviossa 2 on esitetty itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS, »

Self-Organizing Master-Slave synchronization, joka on eräs sinänsä tunnettu sanomapohjainen synkronointimenetelmä) käyttävä järjestelmä, joka käsittää tässä tapauksessa viisi solmua (tai laitetta), joita on merkitty viitenumeroilla 1...5 niiden hierarkiatason mukaan. (Verkon pääsolmulla on pienin 35 SOMS-osoite.) Solmut välittävät toisilleen sanomia, jotka sisältävät em.

104593 .

5 SOMS-osoitteita. Näin solmut pystyvät tunnistamaan toisensa näiden osoite-numeroiden avulla ja rakentamaan synkronointihierarkian, jolloin koko verkko pystyy synkronoitumaan pääsolmuun.

Kuten edellä mainittiin, ovat verkossa jatkuvasti lähetettävät synk-5 ronointisanomat riippuvaisia käytettävästä sanomapohjaisesta synkronointi-menetelmästä. Sanomat ovat lisäksi yksilöllisiä jokaista lähettävää solmua kohden. SOMS-verkossa synkronointisanoma käsittää kolme eri osaa: kehys-rakenteen, tunnisteen ja tarkistussumman. SOMS-tunniste on SOMS-sanoman tärkein osa. Se koostuu kolmesta peräkkäisestä numerosta 10 D1...D3: D1 on SOMS-sanoman lähettävän solmun synkronointitaajuuden alkuperä eli lähettävälle solmulle pääsolmuna näkyvän solmun SOMS-osoite.

D2 on yhteyden laatua kuvaava parametri, joka on tyypillisesti etäisyys D1:llä ilmaistuun solmuun. Tämä etäisyys ilmaistaan välissä olevien 15 solmujen lukumääränä.

D3 on lähettävän solmun SOMS-osoite.

Jokainen solmu (tai laite) vertailee jatkuvasti sisääntulevia SOMS-tunnisteita keskenään ja valitsee näistä pienimmän. Tunnisteessa osat D1, D2 ja D3 on yhdistetty suoraan yhdeksi luvuksi laittamalla ne peräkkäin 20 (D1D2D3) (selvyyden vuoksi jatkossa kirjoitetaan väliviiva eri osia erottamaan; D1-D2-D3). Näin pienimmän osoitteen ensisijaiseksi valintaperusteeksi tulee edellisille solmuille pääsolmuna näkyvän solmun SOMS-osoite (D1) eli solmu . pyrkii synkronoitumaan signaaliin, jonka taajuus on alunperin lähtöisin solmul ta, jonka osoite on mahdollisimman pieni. Tällöin stabiilissa tilanteessa koko 25 verkko on synkronoitunut samaan pääsolmuun (koska koko verkon pää-solmulla on pienin SOMS-osoite).

Mikäli kaksi tai useampi sisääntulevista signaaleista on synkronoitunut samaan pääsolmuun, valitaan näistä se, joka tulee lyhintä reittiä (D2 pienin).

* Viimeiseksi valintaperusteeksi jää SOMS-sanoman lähettävän solmun 30 SOMS-osoite (D3), jonka perusteella tehdään valinta, jos muuten ei saada eroa sisään tulevien signaalien välille.

Kun solmu on hyväksynyt jonkin naapurisolmuista uudeksi synk-ronointilähteekseen sisääntulevan SOMS-tunnisteen perusteella, joutuu solmu muodostamaan oman SOMS-tunnisteensa uudestaan. Uusi SOMS-tunniste 35 saadaan johdettua valitusta pienimmästä SOMS-tunnisteesta seuraavasti: en- 104593 6 simmäinen osa (D1) jätetään koskematta, toista osaa (D2) kasvatetaan yhdellä ja kolmas osa (D3) korvataan solmun omalla SOMS-osoitteella.

Jokaisella solmulla on myös oma sisäinen SOMS-tunnisteensa X-O-X, jossa X on ko. solmun SOMS-osoite. Mikäli mikään sisääntulevista 5 SOMS-sanomista ei sisällä tunnistetta, joka on sisäistä tunnistetta pienempi, käyttää solmu kellotaajuutensa lähteenä omaa sisäistä oskillaattoriaan tai mahdollisesti erillistä synkronointituloa. Uloslähtevässä SOMS-sanomassa käytetään luonnollisesti tällöin sisäistä SOMS-tunnistetta.

Solmut lähettävät jatkuvasti SOMS-sanomia jokaiseen suuntaan, jotta 10 muuttuneet tiedot SOMS-tunnisteissa leviäisivät mahdollisimman nopeasti ja naapurisolmujen toimintakunto olisi jatkuvasti selvillä. Ennen kuin SOMS-tunnisteita voidaan verrata keskenään, sisääntulevat SOMS-sanomat on hyväksyttävä ja SOMS-tunnisteet erotettava niistä.

Kun tietyltä siirtoyhteydeltä saadaan ensimmäisen kerran 15 SOMS-sanoma, sen sisältämä SOMS-tunniste hyväksytään heti vertailuja varten, mikäli sanoma oli virheetön. Kun sisääntulevalla siirtoyhteydellä on hyväksytty SOMS-tunniste ja sisään tulee jatkuvasti saman tunnisteen sisältävää virheetöntä sanomaa, pysyy tilanne muuttumattomana. Mikäli SOMS-sanoma havaitaan virheelliseksi, pysyttäydytään vielä vanhassa 20 SOMS-tunnisteessa, kunnes on saatu kolme peräkkäistä SOMS-sanomaa virheellisenä. Tällöin ei enää hyväksytä ko. SOMS-tunnistetta vertailuun. Kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman odottamisella pyritään eliminoimaan hetkelliset häiriöt pois.

Jos yhteydeltä ei tule mitään SOMS-sanomaa, vaikka yhteys muuten 25 toimisikin, odotetaan kolmen peräkkäisen SOMS-sanoman verran, kunnes hylätään sen hetkinen SOMS-tunniste. Mikäli yhteys menee kokonaan poikki, hylätään SOMS-tunniste välittömästi. Mikäli sisääntulevassa signaalissa olevien häiriöiden takia ei saada vertailuja varten kelvollista SOMS-tunnistetta, hylätään ko. siirtoyhteyden SOMS-tunniste. Tällöin vertailussa käytetään ko.

30 sisääntulevan siirtoyhteyden SOMS-tunnisteena vakioarvoista tunnistetta, jossa kaikki osat (D1, D2 ja D3) saavat maksimiarvonsa (MAX-MAX-MAX).

Kun sisääntulevassa SOMS-sanomassa havaitaan uusi muuttunut SOMS-tunniste, hyväksytään se heti vertailuun, mikäli sanoma oli virheetön. Näin verkon muutoksille ei aiheuteta turhia viiveitä.

35 Alkutilanteessa jokainen solmu käyttää omaa sisäistä synk- i ] i 104593 7 ronointilähdettään, jolloin se lähettää muille solmuille omaa sisäistä SOMS-tunnistettaan X-O-X. Tätä tunnistetta verrataan myös sisääntuleviin SOMS-tunnisteisiin. Mikäli mikään sisääntulevista tunnisteista ei ole sisäistä tunnistetta pienempi, jatkaa ko. solmu oman sisäisen ajastuksen käyttöä.

5 Kuviossa 2 on esitetty SOMS-verkko alkutilassa, jolloin mikään solmu (tai laite) ei ole ehtinyt saada prosessoitua sisääntulevia SOMS-sanomia. Kaikilla solmuilla korkeimman prioriteetin saa solmun sisäinen SOMS-tunniste, koska muita ei vielä ole ehditty käsitellä. Kuviossa 2 on jokaisen solmun luokse merkitty siihen sisään tulevat SOMS-tunnisteet, ja valittu tunniste on kirjoitettu 10 kehyksen sisään (kuvion 2 mukaisessa alkutilanteessa kaikki solmut käyttävät sisäistä ajastuslähdettään). Synkronoinnin käytössä olevat yhteydet on piirretty yhtenäisellä viivalla, varalla olevat yhteydet katkoviivalla (kuvion 2 mukaisessa alkutilanteessa kaikki yhteydet ovat varalla).

Kun solmut ehtivät käsitellä sisääntulevia SOMS-sanomia, solmu 1 15 pysyttäytyy sisäisen ajastuksen käytössä, solmut 2 ja 4 synkronoituvat solmuun 1 tunnisteen 1-0-1 perusteella, solmu 3 synkronoituu solmuun 2 (2-0-2) ja solmu 5 solmuun 3 (3-0-3). Samalla solmut muodostavat omat uudet SOMS-tunnisteensa edellä kuvatulla tavalla ja vaihtavat uloslähtevään SOMS-sanomaansa uuden tunnisteen. Verkon tilanne sen stabiloiduttua on 20 esitetty kuviossa 3. Kaikki solmut ovat synkronoituneet pääsolmuun 1 lyhintä mahdollista reittiä.

Kuten edellä jo mainittiin, käyttäjällä ei ole ollut mahdollisuuksia . ohjata synkronoinnin käyttäytymistä siinä tapauksessa, että kahden solmun välillä on kaksi tai useampi rinnakkainen yhteys, joten esim. epäluotettavimpi-25 en yhteyksien käyttö synkronointiin on jouduttu kieltämään. Keksinnön mukaisesti solmussa joukko samaan naapurisolmuun yhteydessä olevia rinnakkaisia siirtoyhteyksiä varustetaan niiden keskinäisen prioriteetin ilmoittavilla rinnak-kaisuustunnisteilla (eli rinnakkaisuusprioriteeteilla), joita käytetään synkronoin-* : titunnisteiden vertailussa määrittämään rinnakkaisilta siirtoyhteyksiltä vastaan- 30 otettujen synkronointitunnisteiden keskinäinen paremmuus. r Kuvio 4 on vuokaavio, joka havainnollistaa verkon yksittäisessä sol mussa tapahtuvaa synkronointitunnisteiden vertailua, kun käytetty sanomapohjainen synkronointimenetelmä on SOMS. Kuviossa on oletettu, että solmun jostain liitännästä vastaanotettua “uutta” synkronointitunnistetta verrataan 35 jostain toisesta liitännästä vastaanotettuun tunnisteeseen, johon viitataan 104593 8 “vanhana” synkronointitunnisteena.

Ensimmäisessä vaiheessa (vaihe 41) suoritetaan parametrien D1 vertailu. Mikäli uudella tunnisteella on parempi (pienempi) parametri D1, päätetään suoraan, että uusi tunniste on parempi. Vastaavasti, jos vanhalla tun-5 nisteella on parempi parametri D1, päätetään suoraan, että vanha tunniste on parempi. Mikäli sen sijaan parametrit D1 ovat yhtä suuria, siirrytään vertailemaan parametrejä D2 vaiheeseen 42, jossa valitaan paremmaksi se tunniste, jolla on parempi parametri D2. Mikäli parametrit D2 ovat yhtä hyviä, siirrytään vaiheeseen 43 vertailemaan parametrejä D3. Tässä vertailussa toimitaan 10 samoin kuin edellä eli jos toinen parametreistä on parempi, valitaan ko. tunniste suoraan paremmaksi. Mikäli myöskään parametrit D3 eivät tee eroa tunnisteiden välille, siirrytään vaiheeseen 44 vertailemaan rinnakkaisuusprio-riteetteja. Tunnisteista valitaan paremmaksi se, jolla on korkeampi prioriteetti. Rinnakkaisuusprioriteetteja verrataan siis vasta siinä tapauksessa, että tun-15 nisteiden “SOMS-osuudet” (D1-D2-D3) vastaavat toisiaan. Tämä johtuu siitä, että tunnisteet ovat tulleet samalta solmulta rinnakkaisia yhteyksiä pitkin. Verrattuna tunnetussa SOMS-menetelmässä suoritettavaan synkronointitun-nisteiden vertailuun, on keksinnön mukaisessa ratkaisussa lisätty juuri vaihe 44, jossa tutkitaan rinnakkaisuusprioriteetteja.

20 Kuvioissa 5a ja 5b on havainnollistettu toiminnallisena lohkokaaviona niitä elimiä, jotka toteuttavat edellä kuvatun menetelmän verkon yksittäisessä solmussa. Solmun yleinen rakenne on esim. sellainen, että se käsittää useita . rinnakkaisia liitäntäyksiköltä IU1, IU2...IUN, joista kukin on yhteydessä ainakin • t yhteen naapurisolmuun, sekä kaikille liitäntäyksiköille yhteisen ohjausyksikön 25 CU, jossa suoritetaan synkronointia koskeva päätöksenteko. Ohjausyksikkö ja eri liitäntäyksiköt ovat yhteydessä toisiinsa esim. solmun sisäisen väylän CBUS välityksellä.

Kuvioissa on esimerkkinä esitetty kaksi järjestelmän solmuun samalta naapurisolmulta tulevaa siirtoyhteyttä, At ja A2, jotka on kumpikin kyt-30 ketty omaan liitäntäyksikköönsä. Siirtoyhteydet ovat tyypillisesti esim. ITU-T:n suositusten G.703 ja G.704 mukaisia 2 Mbit/s PCM-yhteyksiä tai suositusten G.708 ja G.709 mukaisia SDH-yhteyksiä. Tällaisissa signaaleissa voidaan synkronointisanomat siirtää eri tavoin, eräs esimerkki kuvataan jäljempänä. Yhdessä liitäntäyksikössä IU voi olla yksi tai useampi liitäntä, jonka kautta 35 solmu voi kytkeytyä vastaavasti yhteen tai useampaan naapurisolmuun. Ylei- 104593 9 sesti ottaen voidaan siis todeta, että solmussa on N liitäntäyksikköä, joissa on yhteensä M kappaletta liitäntöjä (M>N).

Kuvioissa 5a ja 5b on liitäntä- tai liitäntäyksikkökohtaisilla viitenumeroille esitetty myös indeksi ja kaikille liitäntäyksiköille yhteiset osat on esitetty 5 ilman indeksiä.

Kukin siirtolinja on kytketty signaalin lähetys- ja vastaanotto-osalle 13j (i=1,2,...), jotka suorittavat fyysisen signaalin käsittelyn. Osa 13§ välittää synkronointisanoman edelleen siihen kytketylle synkronointisanoman lähetys-ja vastaanotto-osalle 16,. Lähetys- ja vastaanotto-osat 16j suorittavat mm. 10 sanoman virheettömyyden tarkistuksen ja välittävät sanoman edelleen solmun keskitetylle synkronoinnin päätöksenteko-osalle 20 väylän CBUS kautta. Signaalin lähetys- ja vastaanotto-osat 13j tarkkailevat myös vastaanottamansa signaalin laatua ja tallettavat näistä tiedon liitäntäkohtaisiin vikatietokantoihin 14j. Kukin synkronointisanoman lähetys-ja vastaanotto-osa saa vikatiedot sitä 15 vastaavalta tietokannalta. Siirtoyhteydellä tapahtuvan vian/muutoksen havain nointi signaalin lähetys-ja vastaanotto-osissa tapahtuu sinänsä tunnetusti.

Ohjausyksikön CU päätöksenteko-osa 20 tallettaa liitännöistä vastaanotetut synkronointitunnisteet muistialueelle 21, suorittaa synkronointitun-nisteiden vertailun ja valitsee vertailun perusteella kulloinkin parhaimman 20 tunnisteen solmun synkronoinnin lähteeksi. Päätöksenteko-osa muodostaa vastaanotettujen tunnisteiden perusteella muistialueelle 22 prioriteettilistan, jolla ovat eri synkronointilähteet niiden synkronointitunnisteiden määräämän prioriteetin mukaisessa järjestyksessä siten, että listalla ylimpänä on sillä • · hetkellä synkronoinnin lähteeksi valittu lähde, jonka tunnisteen perusteella 25 muodostetaan solmun uloslähtevä tunniste. Päätöksenteko-osa saa liitäntäyksiköiltä myös vastaavan signaalin vikatiedot, joko synkronointisanoman muodossa tai erillisinä vikatietoina.

Päätöksenteko-osa ylläpitää kulloinkin käytettävää, uloslähtevää • synkronointitunnistetta muistialueella 24, josta se antaa synkronointitunnisteen 30 liitäntäkohtaisille synkronointisanoman lähetys-ja vastaanotto-osille 16}.

Rinnakkaisuusprioriteetit voidaan merkitä solmussa kahdella tavalla eri tavalla sen mukaan, missä prioriteettitietoja säilytetään.

Kuviossa 5a on ensimmäinen vaihtoehto, jossa käyttäjän tekemät rinnakkaisten yhteyksien prioriteettimääritykset on talletettu kullekin samaan m 35 solmuun yhteydessä olevalle liitännälle (muistialue 17,) synkronointisanoman 104593 .

10 lähetys- ja vastaanotto-osien yhteyteen. Kun synkronointisanoman vastaanotto-osa vastaanottaa verkosta sanoman ja huomaa, että sen sisältämä synk-ronointitunniste on muuttunut, se lisää vastaanotetun sanoman perään ko. yhteyden rinnakkaisuusprioriteetin ennen kuin välittää tunnisteen eteenpäin 5 solmun päätöksenteko-osalle. Tämä prioriteetti otetaan kuvion 4 mukaisella tavalla huomioon päätöksenteko-osan suorittamassa vertailussa. SOMS-menetelmässä tällainen menettely toimii hyvin, koska päätoksenteko-osa voi päätellä suoraan sanomista, mitkä tulevat samalta solmulta (parametri D3 on sama). Tällöin ei erikseen tarvitse ylläpitää tietoa siitä, mitkä liitännät on kyt-10 ketty keskenään rinnakkaisille yhteyksille. Sellaisissa synkronointimenetelmissä, joissa sama synkronointitunniste voidaan saada eri solmuilta, pitää erikseen ylläpitää em. tietoa tai käytettyyn tunnisteeseen tai sanomaan pitää lisätä tieto siitä, miltä solmulta se tulee, jolloin solmut voivat itse päätellä, mitkä ovat keskenään rinnakkaisia yhteyksiä.

15 Kuviossa 5b on esitetty toinen vaihtoehto, jossa käyttäjän tekemät rinnakkaisten yhteyksien prioriteettimääritykset on talletettu keskitetysti yhteen paikkaan (päätöksenteko-osan muistialueelle 23) koko solmun osalta. Kun päätöksenteko-osa saa uuden synkronointitunnisteen joltakin rinnakkaiselta siirtoyhteydeltä, se tietää ko. yhteyden prioriteetin ja käyttää sitä kuvion 4 20 mukaisessa vertailussa. (Huomattakoon, että rinnakkaisuusprioriteettien vertailuun asti ei päästä, jos tunnisteet eivät ole peräisin keskenään rinnakkaisilta yhteyksiltä.)

Liitäntäyksikköjen IU signaalinkäsittelyosat vastaanottavat järjestel-

. B

män toiselta solmulta liitäntöihinsä signaalin, joka on tyypillisesti esim. ITU-T:n 25 suositusten G.703/G.704 mukainen 2048 kbit/s signaali, jossa kehykseen kuuluu 32 aikaväliä (TS0...TS31) ja ylikehykseen 16 kehystä. Tämän signaalin kehysrakenteessa voidaan synkronointisanoma siirtää esim. siten, että synk-ronointisanoma varaa kehysrakenteesta kaksi bittiä jostain aikavälistä, edulli- sesti aikavälin TSO biteistä (joka toisessa kehyksessä on aikavälissä TSO

30 kehyslukitusmerkki, mutta joka toisessa ovat bitit 4-8 vapaat kansalliseen käyttöön, jolloin niitä voidaan käyttää synkronointisanoman siirtoon). Mikäli käytetään aikavälin TSO bittejä, jää muuhun käyttöön, esim. huoltokanavalle vielä maksimissaan kolme bittiä. Synkronointisanomalle voidaan varata bitit myös jostain muusta aikavälistä, mutta tällöin on tarvittava kapasiteetti otettava 35 hyötykuormalle varatusta kapasiteetista.

104593 .

11

Kun synkronointisanomalle on varattu esim. edellä mainitut kaksi bittiä jostakin sopivasta aikavälistä, lähetetään sanomaa tässä valitussa kanavassa “pala kerrallaan” (2 bittiä kehystä kohti).

Synkronointisanoman yleisrakenne voi olla esim. kuviossa 6a esitetyn 5 kaltainen, jolloin se koostuu kahdeksasta peräkkäisestä tavusta. Sarjamuotoi-sesti katsottuna varsinainen sanoma alkaa kahdeksan peräkkäisen ykkösen jälkeisestä ensimmäisestä nollasta (sanomia lähetetään peräkkäin ilman viivettä). Tämän jälkeen jokaisen tavun eniten merkitsevä bitti (nro 8) on nolla, jotta varsinaisen sanoman runkoon ei voi tulla kahdeksaa peräkkäistä ykköstä, 10 mikä olisi sekoitettavissa aloitustavuun. Varsinaisen sanoman ensimmäisessä tavussa on kuusi bittiä (bitit 2...7) varattu otsikkotietoja varten ja viimeinen bitti (x) käyttäjän datalle. Seuraavat viisi tavua sisältävät biteissä 1...7 käyttäjän dataa bitin 8 ollessa nolla. Viimeisen tavun biteissä 1-7 on tarkistussumma.

SOMS-tunniste D1-D2-D3 voidaan tällaisessa synkronointisanomassa 15 siirtää esim. kuviossa 6b esitetyllä tavalla. Osa D3 siirtyy tavuissa 2-4, osa D2 tavuissa 4 ja 5 sekä osa D1 tavuissa 6 ja 7.

Solmun lähetyspuskuri on edullista sovittaa sanoman pituiseksi (8 tavua), jolloin häiriöttömässä toiminnassa vastaanottaja löytää sanoman alun aina samasta paikasta puskuria, eikä puskuria tarvitse käydä turhaan läpi 20 jokaisen sanoman alkukohdan löytämiseksi.

Mikäli se tietoliikennejärjestelmä, jossa keksinnön mukaista menetelmää käytetään, muodostuu esim. SDH-verkosta, jossa solmun vastaanotta-. mat signaalit ovat ITU-T:n suosituksissa G.707, G.708 ja G.709 kuvatun kaltai sia, voidaan synkronointisanoma välittää siinä osassa STM-N-signaalin 25 (N=1,4,16...) kehystä, joka on nimenomaisesti varattu synkronointitiedolle (STM-1-kehyksen otsikkoalue).

Keksinnön mukaisen menetelmän toteutuksessa on paljon erilaisia vaihtoehtoja. Rinnakkaiset yhteydet voidaan esim. priorisoida kukin erikseen ' tai yhteydet voidaan jakaa tiettyyn määrään prioriteettiluokkia, esim. vain 30 kahteen prioriteettiluokkaan (ensisijaiset yhteydet ja toissijaiset yhteydet).

' Erilaiset parametrisointivaihtoehdot lisäävät operaattorin valinnan mahdolli suuksia verkon ylläpidon suhteen.

Kun vikaantunut ensisijainen yhteys (korkeimman rinnakkaisuusprio-riteetin omaava yhteys) tulee taas käyttöön, solmu voi automaattisesti siirtyä 35 käyttämään sitä tai solmu voi odottaa, kunnes käyttäjä antaa luvan siirtyä 104593 12 käyttämään sitä.

Yhteyden rinnakkaisuusprioriteetti voidaan ottaa vertailussa huomioon kuvion 4 esimerkin mukaisesti tai voidaan esim. tehdä lista, jossa kukin erilainen synkronointitunniste esiintyy vain kerran. Kun paras näistä on valittu, 5 katsotaan, kuinka moni liitäntä vastaanottaa ko. synkronointitunnistetta, tarkistetaan ko. liitäntöjen rinnakkaisuusprioriteetit ja valitaan synkronointilähtee-nä käytettävä liitäntä. Tämä toteutus vaatii, että synkronointitunnisteet ovat yksikäsitteisiä ja solmukohtaisia (samaa tunnistetta voi lähettää vain yksi solmu). Mikäli näin ei ole, pitää synkronointitunnisteeseen lisätä lähettävän 10 solmun identiteetti (SOMS-menetelmässä parametri D3).

Prioriteettiluokittelun perusteet voivat olla muitakin kuin yhteyden tyyppi (kuten kuitu vs. radio). Prioriteetteja voidaan muuttaa esim. verkon muutostöiden yhteydessä.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten 15 mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esim. vain osa samaan naapurisolmuun yhteydessä olevista rinnakkaisista yhteyksistä voidaan varustaa rinnakkaisuus-tunnisteilla. Tällöin voi esim. kaikkien “merkitsemättömien” liitäntöjen oletusar-20 vona olla korkein mahdollinen prioriteetti ja ne rinnakkaisista yhteyksistä, joita halutaan käyttää vain silloin, korkeimman prioriteetin omaavia yhteyksiä ei ole, varustetaan “huonommilla” rinnakkaisuusprioriteeteilla.

Claims (7)

0 13 104593

1. Hierarkkinen synkronointimenetelmä sanomapohjaista synkronointia käyttävään tietoliikennejärjestelmään, joka käsittää useita solmuja 5 (1...6), jotka on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillä ja ainakin kahden solmun välillä on useita rinnakkaisia siirtoyhteyksiä, jossa menetelmässä - solmut lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronoin-tisanomia, jotka käsittävät synkronointitunnisteen, joka ilmoittaa vastaavan signaalin prioriteetin järjestelmän sisäisessä synkronointihierarkiassa, 10. solmussa suoritetaan vastaanotettujen synkronointitunnisteiden vertailua prioriteetiltaan parhaimman tunnisteen valitsemiseksi solmun synkronoinnin lähteeksi, tunnettu siitä, että verkon ainakin yhdessä solmussa joukko samaan naapurisolmuun 15 yhteydessä olevia rinnakkaisia siirtoyhteyksiä varustetaan niiden keskinäisen prioriteetin ilmoittavilla rinnakkaisuustunnisteilla ja rinnakkaisuustunnisteita käytetään vertailussa määrittämään kyseisiltä rinnakkaisilta siirtoyhteyksiltä vastaanotettujen synkronointitunnisteiden keskinäinen paremmuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että kullakin rinnakkaisella yhteydellä käytetään omaa uniikkia rinnakkaisuus- tunnistettaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, . että rinnakkaiset yhteydet jaetaan rinnakkaisuustunnisteiden avulla haluttuun määrään prioriteettiluokkia.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rinnakkaiset yhteydet jaetaan kahteen eri prioriteettiluokkaan.

5. Solmulaitteisto sanomapohjaista synkronointia käyttävään tietoliikennejärjestelmään, joka käsittää useita solmuja (1...6), jotka on kytketty ' !. toisiinsa siirtoyhteyksillä, joka solmulaitteisto käsittää keskitetyn ohjausyksikön 30 (CU) solmun synkronointipäätösten tekemiseksi ja liitäntäyksikköjä (IU1 ...IUN), ’ joiden muodostamien liitäntöjen välityksellä solmu on yhteydessä verkon muihin solmuihin, jotka solmut lähettävät toisilleen signaaleja, jotka sisältävät synkronointisanomia, jotka käsittävät synkronointitunnisteen, joka ilmoittaa vastaavan signaalin prioriteetin järjestelmän sisäisessä synkronointihierarkias-35 sa, joka synkronointitunniste muodostetaan mainitussa ohjausyksikössä (CU), 104593 14 joka käsittää vertailuelimet (20) vastaanotettujen synkronointitunnisteiden vertailemiseksi keskenään prioriteetiltaan parhaimman tunnisteen valitsemiseksi solmun synkronoinnin lähteeksi, tunnettu siitä, että 5 solmulaitteisto käsittää elimet (17i, 172; 23) samaan naapurisolmuun yhteydessä olevien rinnakkaisten siirtoyhteyksien asettamiseksi keskinäiseen prioriteettijärjestykseen, jolloin vertailuelimet (20) käyttävät prioriteettijärjestystä vertailukriteerinä vertaillessaan rinnakkaisilta yhteyksiltä vastaanotettuja synk-ronointisanomia.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen solmulaitteisto, tunnettu siitä, että mainitut elimet (17i, 172) on hajautettu keskenään rinnakkaisten liitäntöjen yhteyteen.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen solmulaitteisto, tunnettu siitä, että mainitut elimet (23) on keskitetty solmulaitteiston ohjausyksikköön (CU). * is 104593