FI91691C - Hierarkkinen synkronointimenetelmä - Google Patents

Description

91691

Hierarkkinen synkronointimenetelmå

Keksinnon kohteena on oheisten patenttivaatimusten 5 1 ja 4 johdanto-osien mukainen hierarkkinen synkronointi menetelmå, jota kåytetåån sanomapohjaista synkronointia kåyttåvåsså tietoliikennejarjestelmåsså.

Tåsså esityksesså kåytetåån jarjestelmån siirtoyh-teyksien risteyskohdista nimitystå solmu. Solmu voi olla 10 mikå tahansa laite tai laitteisto, joka pystyy puuttumaan kellotahtiin, esim. haaroitin- tai ristikytkentålaite.

Sanomapohjaista synkronointia kayttavan j ar jestelman solmut on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksillå, joita ne kayttavat tiedonsiirtoon. Kaytetyt yhteydet vålittåvåt 15 myos lahettajan kellotaajuuden vastaanottajaile. Kukin solmu valitsee oman kellotaajuutensa lahteeksi joko jonkin naapurisolmulta tulevan signaalin taajuuden tai oman si-såisen kellolahteensa taajuuden. Jotta kaikki jårjestelmMn solmut saataisiin toimimaan samalla kellotaajuudella, 20 pyritåån yleensa saamaan jårjestelma synkronoitumaan yh-teen kellolahteeseen, ns. påålahteeseen. Talloin jarjes-telmån kaikki valittuun påalahteeseen suoraan kytketyt solmut synkronoituvat tåhan paålåhteeseen ja naihin yh-teydessa olevat, mutta ilman suoraa yhteytta paalahteeseen 25 olevat solmut synkronoituvat naihin påalahteen vieresså • oleviin solmuihin. Vastaavasti aina kauempana paalahteesta olevat solmut synkronoituvat aina niihin solmuihin, jotka ovat yhta yhteysvalia lahempana paalahdetta.

Jotta edellå kuvatun kaltainen synkronointihierarkia 30 saataisiin rakennettua jarjestelman sisalle, valittavat jSrjestelman solmut toisilleen synkronointisanomia. Nama sanomat sisåltåvåt tietoja, joiden avulla yksittåiset solmut pystyvåt valitsemaan ajastuksen låhteen. Jarjestelman solmut on priorisoitu ja jårjestelma pyrkii synkronoi-35 tumaan sen solmun kellotaajuuteen, joka on korkeiromalla 91691 2 prioriteettitasolla. Samalla prioriteettitasolla on nor-inaalisti vain jårjestelmån yksi solmu. Normaalisti synkronointisanomat sisåltåvåt tiedon siitå, keneltå sanoman låhettåvån solmun kellotaajuus on peråisin, mikå on ko.

5 solmun prioriteetti, ja kellosignaalin laatua kuvaavan arvon. Nain yksittåinen solmu voi valita oman kellotaa-juutensa låhteeksi sen naapurisolmun kellotaajuuden, joka on peraisin halutulta solmulta ja joka on laadultaan paras.

10 Jårjestelmån kåynnistysvaiheessa jokainen solmu valitsee kellotaajuutensa låhteeksi oman sisaisen kello-låhteenså, koska yhtåån sisaåntulevaa synkronointisanomaa ei ole ehditty kasitella. Kun ensimmaiset sisåantulevat synkronointisanomat on ehditty kasitellS, valitaan oman 15 kellotaajuuden låhteeksi korkeimman prioriteetin omaavan naapurisolmun kellotaajuus. Kun jårjestelmå on saavuttanut synkronoinnin kannalta stabiilin tilan kaikkien sanomien levittyå jårjestelmåån, on jårjestelmå synkronoitunut hierarkkisesti påålåhteen kellotaajuuteen.

20 Kuviossa 1 on esitetty sanomapohjaista synkronointia kåyttåvå jårjestelmå stabiloituneessa tilanteessa. Sol-muille mååritellyt prioriteetit on merkitty numeroilla solmuja kuvaavien ympyroiden sisåån. Mitå pienempi numero on, sitå korkeampi on solmun prioriteetti. Solmun n (n = 25 1...6) låhettåmåt synkronointisanomat on merkitty vii- tenumerolla MSGn. Jokaisen solmun låhettåmå synkronoin-tisanoma on yleensåå erilainen ja kåytetystå sanomapohjai-sesta synkronointimenetelmåstå riippuva. Kellotaajuuden leviåminen pååkellolta (solmu 1) jårjestelmån muille sol-30 muille on esitetty yhtenåisillå viivoilla. Katkoviivalla piirrettyjå solmujen vålisiå yhteyksiå ei kåytetå normaa-litilanteessa jårjestelmån synkronointiin, mutta ne ovat kåytettåvisså muutostilanteissa.

Yksinkertainen periaate sanomapohjaisessa synk-35 ronoinnissa on, ettå kåyttåjå måårittelee solmujen synk-

II

3 91691 ronointihierarkian, antamalla kullekin solmulle oman tun-nisteen, joka kertoo solmun tason hierarkiassa, ja jårjes-telmå synkronoituu mååriteltyyn påakelloon itsenåisesti kåyttåen tarpeen vaatiessa kaikkia olemassa olevia solmu-5 jen vålisiå yhteyksiå hyvåkseen (vrt. kuvio 1) . Mikåli yhteys påakelloon katkeaa, eikå vaihtoehtoista yhteyttå ole olemassa, tai pååkello vikaantuu, synkronoituu jårjes-telmå seuraavaksi korkeimmalla tasolla olevaan solmuun. Kuviossa 2 on esitetty tilanne, kun kuvion 1 mukaisessa 10 jårjestelmåsså pååkello vikaantuu. Muutokseen reagointi synkronoinnissa tapahtuu solmujen vålisen sanomanvaihdon avulla. Kun solmuun saapuva ajastus katkeaa, rakennetaan synkronointihierarkia uudelleen katkoskohdasta eteenpåin (poispåin jårjestelmån påålaitteesta). Tåmå tapahtuu esim.

15 siten, ettå katkoksen ensimmåisenå huomannut solmu menee ensin mååråajaksi sisåisen ajastuksen tilaan ja vålittåå tiedon muutoksesta eteenpåin, jolloin alkaa uuden synk-ronointihierarkian muodostaminen. Yleenså lopputuloksena on alkuperåisen kaltainen hierarkiarakenne, jossa vikaan-20 tunut yhteys on korvattu toimivalla yhteydellå, muun ra-kenteen såilyesså låhes muuttumattomana.

Sanomapohjaista synkronointia kåyttåvåå verkkoa on kuvattu esim. US-patenteissa 2,986,723 ja 4,837,850. Mo-lemmissa patenteissa esitetaan menetelmåt, joissa kåyte-25 tåån jårjestelmån vikatilanteissa jårjestelmån koosta ja muodosta riippuvia mååråaikoja, joiden ajaksi solmut siir-tyvåt pakotetusti ennalta mååråttyyn vakiotilaan, jotta estettåisiin våårånlainen synkronoituminen vikatilanteiden yhteydesså. Vikatilanteissa vålitetåån tieto vikaantumi-30 sesta edellå esitettyyn tapaan jårjestelmån sanomien avulla. Kun tieto muuttuneesta tilanteesta on levinnyt koko jårjestelmåån tai riittåvån laajalle alueelle, rakennetaan synkronointi uudelleen muutoskohdan luona ja mahdollisesti kauempanakin, mikåli tåhån on tarvetta. Mååråaikojen avul-35 la varmistetaan, ettå tieto muutoksesta leviåå riittåvån 4 91631 laajaile alueelle. Muutoksen/vikaantumisen havaittuaan solmu vålittåå tiedon tasta eteenpain, kaynnistaa oman ajastimensa ja menee ennalta mååriteltyyn tilaan. Kun måå-raaika on kulunut, kaynnistaa solmu jalleen normaalit toi-5 menpiteensa ajastuksen saamiseksi, ja jårjestelmå alkaa synkronoitua uudelleen niilta osin, joita muutos/vikaantu-minen koski. Esillå olevan keksinnon mukainen ratkaisu on on tarkoitettu nimenomaan edella mainitussa US-patentissa 2.986.723 esitetyn kaltaisiin jårjestelmiin, joissa jår-10 jestelmåsså tapahtuva muutos nakyy solmuun sisaantulevan synkronointitunnisteen muuttumisena. US-patentissa 2.986.723 esitetysså jårjestelmassa mainittu vakiotila on sisåisen ajastuksen tila, jossa solmu kåyttåå omaa sisåis-tå kelloaan ajastuksensa låhteenå. Tåsså US-patentissa 15 esitetyn menetelmån mukaista menetelmåå kutsutaan jatkossa itseohjautuvaksi alistuvaksi synkronoinniksi (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synchronization) ja sitå kåytetåån jatkossa esimerkkinå keksinnon tarkemmassa kuvauksessa.

Mainittakoon vielå tåsmennyksenå, ettå kun tåsså 20 yhteydesså puhutaan mååråajasta, tarkoitetaan sillå sitå ennalta mååråttyå aikaa, jonka avulla jårjestelmåstå on tarkoitus eståå virheellisten/vanhentuneiden synkronoin-tisanomien valitseminen.

SOMS-synkronointimenetelmåå kåyttåvåsså jårjestel-25 måsså aiheuttaa synkronointiyhteyden vikaantuminen tai hierarkkiarakenteen keskellå olevan solmun vikaantuminen synkronointirakenteen hajoamisen osassa jårjestelmåå. Synkronointirakenteen hajottua kåyttåå osa jårjestelmån solmuista ajastukseen omaa sisåistå kelloaan siihen asti 30 kunnes synkronointirakennetta aletaan rakentaa uudelleen.

Solmun sisåinen kello ei kuitenkaan yleenså koskaan ole laadullisesti yhtå hyvå kuin jårjestelmån pååkello. Tåstå johtuen on synkronoinnissa, varsinkin suurempien jårjes-telmien synkronoinnissa, vaikea yllåpitåå vaadittavaa 35 laatutasoa.

II

5 91691

Esilla olevan keksinnon tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmå, joissa edella kuvattuja hait-toja on vahennetty ja jossa uudelleen synkronoitumista voidaan nopeuttaa. Tama saavutetaan keksinnon mukaisella 5 menetelmålla, jolle on ensimmaisessa suoritusmuodossaan tunnusomaista se, mita kuvataan oheisen patenttivaatimuk-sen 1 tunnusmerkkiosassa, ja toisessa suoritusmuodossaan se, mita kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 4 tunnusmerkkiosassa .

10 Keksinnon ajatuksena on, sen sijaan, etta mentåisiin automaattisesti esim. sisaisen ajastuksen tilaan, valita vanhan lahteen uusi synkronointitunniste valittomasti, kun sisååntuleva, silla hetkella valittuna oleva synkronointitunniste huononee. Valinta suoritetaan ainakin 15 aina silloin, kun mainittu huonontunut tunniste omaa kor-keamman prioriteettitason kuin solmun sisainen synkronointitunniste. Huonontuneella synkronointitunnisteella tar-koitetaan sitå, etta sitå vastaava synkronointisanoma on edelleen laadullisesti hyvaksyttavissa, mutta sen sisalta-20 ma tunniste on muuttunut prioriteettitasoltaan heikommak-si. Sisååntulevan synkronointitunnisteen huononeminen kertoo jarjestelman paalahteeseen johtavalla yhteydella tapahtuneesta muutoksesta/vikaantumisesta.

Keksinnon mukaisen ratkaisun ansiosta valtetaan 25 turhat sisSisessS ajastuksessa kåynnit (tai vastaavat vakiotilaan siirtymiset), ja jarjestelman synkronointipuu sailyy paremmin ennallaan uudelleen synkronoitumisessa, jolloin katkos paasolmun taajuuden vSlityksessS on lyhyem-pi. Katkostilanteissa selvitaan yhden tai muutaman solmun 10 uudelleen synkronoitumisella sen sijaan, etta kaikki kat-koskohdan alapuolella synkronointipuussa olevat solmut ‘ kavisivat sisaisessa ajastuksessa, kuten tapahtuu tunne-tussa SOMS-menetelmassa. Synkronoitumiseen kuluva koko-naisaika saadaan nain olien entista lyhyemmaksi. Ratkaisun 15 ansiosta vahenee myos katkoskohdan sijainnin merkitys 6 91691 synkronoitumisajassa, minka vuoksi pystytåan ennalta pa-remmin måMrittelemaan jårjestelroan synkronoinnin kayttåy-tyminen eri tilanteissa. (Synkronointipuulla tarkoitetaan sita hierarkista puumaista rakennetta, joka alistuvassa 5 synkronoinnissa syntyy verkkoon paasolmusta lahtien.)

Seuraavassa keksintoå ja sen edullisia suoritus-muotoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioiden 3-8 mukai-siin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittaa sanomapohjaista synkronointia kayt-10 tavaS jårjestelmaa yleisessa muodossa sen ollessa synk-ronoitunut paalahteen kellotaajuuteen, kuvio 2 esittaa kuvion 1 verkkoa, kun sen pååsolmu on vikaantunut, kuvio 3 esittaa itseohjautuvaa alistuvaa synkronoin-15 tia (SOMS) kayttavaa verkkoa alkutilassaan, kuvio 4 esittaa kuvion 3 verkkoa stabiilissa tilas- sa, kuvio 5 esittSM kuvion 4 verkon uudelleen synkronoi-tumista sen paasolmun mentya epakuntoon, 20 kuvio 6 esittaa kuvion 4 verkon uudelleen synkronoi- tumista kahden solmun vaiisen yhteyden katkettua, kuviot 7a-7g esittavat tapahtumasarjana keksinndn mukaisen menetelman soveltamista SOMS-jarjestelmassa, ja kuvio 8 esittaa yksittaisen solmun niita elimia, 25 joissa keksinndn mukainen menetelma toteutetaan.

Kuviossa 3 on esitetty edella mainitun US-patentin 2,986,723 mukaista itseohjautuvaa alistuvaa synkronointia (SOMS, Self-Organizing Master-Slave synchronization) kayttavaa jarjestelma, joka kasittaa tassa tapauksessa viisi 30 solmua (tai laitetta), joita on merkitty viitenumeroilla 1...5 niiden hierarkiatason mukaan. (Verkon påasolmulla on pienin SOMS-osoite.) Solmut valittavat toisilleen sanomia, jotka sisaitavat em. SOMS-osoitteita. Nain solmut pystyvåt tunnistamaan toisensa naiden osoitenumeroiden avulla ja 35 rakentamaan synkronointihierarkian, jolloin koko verkko

II

7 91691 pystyy synkronoitumaan pååsolmuun.

Kuten edella mainittiin, ovat verkossa jatkuvasti låhetettåvåt sanomat riippuvaisia kåytettåvåstå sanomapoh-jaisesta synkronointimenetelmastå. Sanomat ovat lisåksi 5 yksilollisiå jokaista lahettåvaa solmua kohden. SOMS-ver-kossa synkronointisanoma kåsittåå kolme eri osaa: kehysra-kenteen, tunnisteen ja tarkistussumman. SOMS-tunniste on SOMS-sanoman tarkein osa. Se koostuu kolmesta perakkaises-ta numerosta D1...D3: 10 Dl on SOMS-sanoman lahettavan solmun synkronointi- taajuuden alkupera eli lahettavalle solmulle paåsolmuna nakyvan solmun SOMS-osoite.

D2 on etaisyys Dl:11a ilmaistuun solmuun. Tama etaisyys ilmaistaan vålisså olevlen solmujen lukumåårånå.

15 D3 on lahettavan solmun SOMS-osoite.

Jokainen solmu (tai laite) vertailee jatkuvasti sisååntulevia SOMS-tunnisteita keskenåan ja valitsee nais-tå pienimman. Tunnisteessa osat Dl, D2 ja D3 on yhdistetty suoraan yhdeksi luvuksi laittamalla ne peråkkain (D1D2D3) 20 (selvyyden vuoksi jatkossa kirjoitetaan valiviiva eri osia erottamaan; D1-D2-D3). Nain pienimman osoitteen ensisijai-seksi valintaperusteeksi tulee edellisille solmuille paa-solmuna nakyvan solmun SOMS-osoite (Dl) eli solmu pyrkii synkronoitumaan signaaliin, jonka taajuus on alunperin 25 lahtoisin solmulta, jonka osoite on mahdollisimman pieni. Talloin stabiilissa tilanteessa koko verkko on synkronoi-tunut samaan pSSsolrnuun (koska koko verkon pååsolmulla on pienin SOMS-osoite).

Mikåli kaksi tai useampi sisååntulevista signaaleis-30 ta on synkronoitunut samaan pååsolmuun, valitaan nåistå se, joka tulee lyhintå reittiå (D2). viimeiseksi valintaperusteeksi jåå SOMS-sanoman lahettavan solmun SOMS-osoite (D3) , jonka perusteella tehdåån valinta, jos muuten ei saada eroa sisåån tulevien signaalien vålille.

35 Kun solmu on hyvåksynyt jonkin naapurisolmuista 8 91691 uudeksi synkronointilåhteekseen sisaåntulevan SOMS-tunnis-teen perusteella, joutuu solmu muodostamaan oman SOMS-tun-nisteensa uudestaan. Uusi SOMS-tunniste saadaan johdettua valitusta pienimmåstå SOMS-tunnisteesta seuraavasti: en-5 simmåinen osa (Dl) jåtetåån koskematta, toista osaa (D2) kasvatetaan yhdellå ja kolmas osa (D3) korvataan solmun oma11a SOMS-osoitteella.

Jokaisella solmulla on myos oma sisåinen SOMS-tun-nisteensa X-O-X, jossa X on ko. solmun SOMS-osoite. Mikåli 10 mlkaan sisååntulevista SOMS-sanomista ei sisalla tunnis-tetta, joka on sisåistå tunnistetta pienempi, kåyttåå solmu kellotaajuutensa lahteena omaa sisåista oskillaatto-riaan tai mahdollisesti erillistå synkronointituloa. Ulos-lahtevåsså SOMS-sanomassa kåytetåån luonnollisesti tålloin 15 sisåista SOMS-tunnistetta.

Solmut låhettåvåt jatkuvasti SOMS-sanomia jokaiseen suuntaan, jotta muuttuneet tiedot SOMS-tunnisteissa levi-åisivåt mahdollisimman nopeasti ja naapurisolmujen toimin-takunto olisi jatkuvasti selvillå. Ennen kuin SOMS-tunnis-20 teita voidaan verrata keskenåån, sisååntulevat SOMS-sano-mat on hyvåksyttåvå ja SOMS-tunnisteet erotettava niistå.

Kun tietyltå siirtoyhteydeltå saadaan ensimmåisen kerran SOMS-sanoma, sen sisåltåmå SOMS-tunniste hyvåksy-tåån heti vertailuja vårten, mikåli sanoma oli virheeton.

25 Kun sisååntulevalla siirtoyhteydellå on hyvåksytty SOMS- tunniste ja sisåån tulee jatkuvasti saman tunnisteen si-såltåvåå virheetontå sanomaa, pysyy tilanne muuttumattoma-na. Mikåli SOMS-sanoma havaitaan virheelliseksi, pysyttåy-dytåån vielå vanhassa SOMS-tunnisteessa, kunnes on saatu 30 kolme peråkkåistå SOMS-sanomaa virheellisenå. Tålloin ei enåå hyvåksytå ko. SOMS-tunnistetta vertailuun. Kolmen peråkkåisen SOMS-sanoman odottamisella pyritåån eliminoi-maan hetkelliset håiriot pois.

Jos yhteydeltå ei tule mitåån SOMS-sanomaa, vaikka 35 yhteys muuten toimisikin, odotetaan kolmen peråkkåisen li 916*1 9 SOMS-sanoman verran, kunnes hylåtåån sen hetkinen SOMS-tunniste. Mikali yhteys menee kokonaan poikki, hylåtåån SOMS-tunniste vålittomåsti. Mikali sisaantulevassa signaa-lissa olevien håirioiden takia ei saada vertailuja vårten 5 kelvollista SOMS-tunnistetta, hylåtåån ko. siirtoyhteyden SOMS-tunniste. Tålloin vertailussa kaytetaån ko. sisååntu-levan siirtoyhteyden SOMS-tunnisteena vakioarvoista tun-nistetta, jossa kaikki osat (Dl, D2 ja D3) saavat maksi-miarvonsa (MAX-MAX-MAX).

10 Kun sisååntulevassa SOMS-sanomassa havaitaan uusi muuttunut SOMS-tunniste, hyvaksytåån se heti vertailuun, mikåli sanoma oli virheeton. Nain verkon muutoksille ei aiheuteta turhia viiveitå.

Alkutilanteessa jokainen solmu kåyttåå omaa sisåistå 15 synkronointilåhdettåån, jolloin se låhettåå muille sol-muille omaa sisSistS SOMS-tunnistettaan X-O-X. Tåtå tun-nistetta verrataan myos sisaantuleviin SOMS-tunnisteisiin. MikSli mikSSn sisMantulevista tunnisteista ei ole sisåista tunnistetta pienempi, jatkaa ko. solmu oman sisaisen ajas-20 tuksen kåyttoa.

Kuviossa 3 SOMS-verkko on esitetty alkutilassa, jolloin mikaan solmu (tai laite) ei ole ehtinyt saada prosessoitua sisaantulevia SOMS-sanomia. Kaikilla solmuil-la korkeimman prioriteetin saa solmun sisainen SOMS-tun-75 niste, koska muita ei viela ole ehditty kåsitellå. Kuviossa 3 on jokaisen solmun luokse merkitty siihen sisåån tulevat SOMS-tunnisteet, ja valittu tunniste on kirjoitet-tu kehyksen sisaan (kuvion 3 mukaisessa alkutilanteessa kaikki solmut kåyttavåt sisåista ajastuslåhdettåån). Synk-30 ronoinnin kåytosså olevat yhteydet on piirretty yhtenåi- sellå viivalla, varalla olevat yhteydet katkoviivalla (kuvion 3 mukaisessa alkutilanteessa kaikki yhteydet ovat varalla).

Kun solmut ehtivåt kåsitellå sisååntulevia SOMS-sa-35 nomia, solmu 1 pysyttåytyy sisaisen ajastuksen kåytosså, 10 91691 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 edellå kuvatulla tavalla ja vaih-5 tavat uloslåhtev&ån SOMS-sanomaansa uuden tunnisteen. Verkon tilanne sen stabiloiduttua on esitetty kuviossa 4. Kaikki solmut ovat synkronoituneet pååsolmuun 1 lyhintå mahdollista reittia.

MikSli pienin solmuun sisååntulevista SOMS-tunnis-10 teista muuttuu tai haviåa kokonaan yhteyden katkettua, valitsee solmu uuden synkronointisuunnan toiseksi pienim-mån SOMS-tunnisteen mukaan. Tata ennen solmu menee kuiten-kin pakotetusti sisaiseen ajastukseen, jossa se viipyy ennalta mSMråtyn pituisen mååråajan, jotta virheelliset 15 SOMS-tunnisteet ehdittaisiin "tappaa" verkosta pois. Jos esimerkiksi kuvion 4 tilanteessa solmu 1 menisi epåkun-toon, eivat solmut 2 ja 4 enaa saisi tunnistetta 1-0-1, jonka mukaan ne olivat synkronoituneet. Mikåli ne tåssM tilanteessa hyvSksyisivat valittomasti seuraavaksi pienim-20 man SOMS-tunnisteen, ei verkko olisi enaa synkronoitunut yhteen paasolmuun, vaan synkronointi kiertåisi silmukassa. Solmun 1 mennesså epakuntoon solmu 2 saa viela tunnisteet 1-1-4 ja 1-2-3 ja solmu 4 taas tunnisteet 1-1-2 ja 1-2-5, koska solmut 3 ja 5 eivat viela ole ehtineet reagoida 25 muuttuneeseen tilanteeseen. Jos hyvaksyttaisiin vSlitto-: masti toiseksi pienimmat tunnisteet, synkronoituisi solmu 2 solmun 4 mukaan ja solmu 4 solmun 2 mukaan. Tama tilanne estetåån eaellåmainitulla pakotetulla sisaisen ajastuksen tilalla, jolloin ko. solmut siirtyvat kayttåmåån omaa 30 sisaistå ajastuslahdettaan ja alkavat lShettaa ulospåin omaa sisaista SOMS-tunnisteltansa (Χ-0-Χ). Talldin ne * solmut, jotka olivat synkronoituneet sisaiseen ajastukseen siirtyneeseen solmuun huomaavat, etta verkossa on tapahtu-nut muutos, eikå vanha synkronoinnin perustana ollut SOMS-35 -sanoma ole enaa voimassa, koska se on muuttunut naapu- li 11 91691 risolmun sisåiseksi SOMS-sanomaksi. Tålloin mainitut solmut siirtyvåt itsekin mååråajaksi pakotettuun sisåisen ajastuksen tilaan.

Jos kuvion 4 tapauksessa menee paasolmu epåkuntoon, 5 menevåt solmut 2 ja 4 vålittomåsti pakotetusti sisaisen ajastuksen tilaan menetettyaan sisaantulevan SOMS-tunnis-teen 1-0-1. Kun solmut 3 ja 5 havaitsevat solmuissa 2 ja 4 tapahtuneen muutoksen, menevat myos ne pakotetusti sisåi-seen ajastukseen. Solmun 2 palatessa normaaliin tilaan se 10 saa solmuilta 3 ja 4 nåiden sisaiset SOMS-tunnisteet (3-0-3 ja 4-0-4) ja pysyttaytyy sisaisesså ajastuksessa, koska ulkoapain ei tule pienempåa SOMS-tunnistetta kuin sen oma sisainen tunniste (2-0-2). Solmu 4 synkronoituu vuorostaan solmuun 2. Verkko on stabiloiduttuaan kuvion 5 esittamassa 15 tilassa, jossa solmusta 2 on tullut verkon uusi paasolmu.

Jos vain esim. solmujen 1 ja 2 vålinen yhteys katkeaa (kuvio 6), menee vain solmu 2 pakotetusti sisaisen ajastuksen tilaan. Palatessaan normaalitilaan se synkronoituu solmuun 4, jolla on yhteys verkon paasolmuun. Koko verkon 20 stabiloiduttua on synkronointi edelleenkin peraisin solmusta 1 yhdesta katkoksesta huolimatta. Tåma tilanne on esitetty kuviossa 6.

Kun synkronointipuun ylemmissa osissa (låhempana jarjestelmån paalahdettå) on tapahtunut katkos t a i jokin 25 muu muutos, jonka seurauksena solmuun tuleva, sillå het-: kellå valittuna olevan ajastuslåhteen synkronointitunniste huononee, koska ei ole enaå vanhaa reittiå pitkin yhteytta jarjestelmån pååsolmuun, valitaan mainitussa solmussa, keksinnon mukaisesti, valittuna olleen ajastuslåhteen 30 uusi, huonontunut synkronointitunniste vålittomåsti uudek-si synkronointitunnisteeksi. (Solmu ei siis menekåån sisaisen ajastuksen tilaan, kuten edellå kuvatussa tunne-tussa ratkaisussa tapahtuu).

Kuvioissa 7a-7g on esitetty tapahtumasarja keksinnon 35 mukaisen menetelmån kåytostå SOMS-jårjestelmån osassa, 12 91691 joka kåsittåå solmut 15, 17, 18, 19, 27 ja 30. Kullakin hetkellå pakotetusti mååraajassa olevat solmut on merkitty piirtåmållå niiden numeron alle viiva ja synkronointiin kåytettyjå yhteyksiå on edelleenkin merkitty yhtenåisillå 5 viivoilla. Kuvion 7a esittamassa ensimmåisesså vaiheessa katkeaa solmun 15 yhteys jårjestelmån pååsolmuun påin. Seuraavassa vaiheessa (kuvio 7b) menee solmu 15 pakotetusti sisaisen ajastuksen tilaan ja alkaa låhettaa sisåista synkronointitunnistettaan. Talloin solmuihin 18 ja 19 10 sisååntuleva, niissa silla hetkellå valittuna oleva synk-ronointitunniste huononee, jolloin ne valitsevat muuttu-neen tunnisteen vålittomåsti uudeksi synkronointi-tunnisteekseen ja muodostavat taman pohjalta uuden oman uloslahtevån tunnisteen (kuvio 7c). Solmut 18 ja 19 joutu-15 vat pakotetusti pysyttaytymaan uudessa, muuttuneessa tun-nisteessa ennalta maaråtyn maaraajan ennen kuin ne saavat vapaasti valita kaikista sisaantulevista synk-ronointitunnisteista pienimman (parhaimman). Tama keksin-ηδη mukainen pakotettu muuttuneen tunnisteen automaattinen 20 valitseminen leviåå synkronointipuussa alaspåin muuttamat-ta sita. Kuvion 7d esittamassa vaiheessa se on saavuttanut solmut 27 ja 30. Seuraavassa vaiheessa (kuvio 7e) on solmun 15 maSraaika umpeutunut ja se saa vapaasti valita ajastuksensa låhteen sisaan tulevien synkronointitunnis-25 teiden joukosta. Koska muualta ei kuitenkaan tule parempaa synkronointitunnistetta, solmu 15 pysyy vapaaehtoisesti sisaisessa ajastuksessa. Kuvion 7f esittamassa vaiheessa umpeutuvat myos solmujen 18 ja 19 maaraajat. Solmu 18 saa solmulta 17 jårjestelmån påålåhteestå peråisin olevan 30 tunnisteen ja synkronoituu sen perusteella, mutta solmu 19 pysyttåytyy vanhassa tilassa, koska se ei saa muualta parempaa tunnistetta kuin solmulta 15 tuleva tunniste. Kuvion 7g esittamassa vaiheessa ovat solmut 15 ja 19 ehti-neet kåsitellå solmun 18 låhettåmån uuden, edellisen vai-35 heen muutosten takia muuttuneen tunnisteen. Solmut 15 ja

II

13 91691 19 synkronoituvat tålloin jårjestelmån påålåhteeseen sol-roun 18 kautta. Solmujen 27 ja 30 mååråajat ovat umpeutu-neet, mutta niillå ei ole tarvetta vaihtaa ajastuksensa låhteitå, koska muualta ei tule parempaa synkronointitun-5 nistetta. Kuten kuvasarjasta voidaan havaita (esim. kuvio 7d) , kåytetåån solmujen valisiå yhteyksia synkronointiin myos silloin, kun solmu on pakotetusti maåraajassa.

EdellM mainitun mååråajan minimipituus vastaa edul-lisesti aikaa, joka kuluu siihen, etta solmun naapu-10 risolmut ovat saaneet tiedon solmun siirtymisestå mainit-tuun vakiotilaan, reagoineet muutokseen ja solmu itse on saanut naapurisolmuilta tiedon niiden reagoinnista. Tåmå mååraaika voidaan laskea seuraavan kaavan avulla: (1) K = 2 x (S + H + V) , 15 misså S on maksimikesto synkronointisanoman muodosta-miselle ja sen siirrolle kahden solmun vålillå, H on synkronointisanoman hyvåksymisen maksimikesto solmussa ja V on sisååntulevien synkronointitunnisteiden vertailun maksimikesto solmussa. Kåyttåmållå mååråajan pituutena kaavan (1) 20 mukaista pituutta voidaan synkronointia nopeuttaa edel- leenkin ja mååraaika saadaan jårjestelmån koosta riippu-mattomaksi vakioksi. Mainitun mååråajan kåyttoå ja siitå saavutettavia etuja kuvataan tarkemmin rinnakkaisessa FI-patenttihakemuksessa FI-92xxxx, johon viitataan tarkemman 25 kuvauksen suhteen.

Kuviossa 8 on esitetty solmun niitå elimiå, joissa keksinnon mukainen menetelmå toteutetaan. Kuviossa on esitetty kaksi jårjestelmån solmuun naapurisolmuilta tulevaa yhteyttå, A ja B. Kummankin yhteyden siirtolinja on kyt-30 ketty signaalin låhetys- ja vastaanotto-osalle 13a ja vastaavasti 13b, jotka suorittavat fyysisen signaalin kåsittelyn. Osa 13a (ja vastaavasti 13b) vålittaa synkronointisanoman edelleen siihen kytketylle synkronointisanoman låhetys- ja vastaanotto-osalle 16a (ja vastaa-35 vasti 16b). Låhetys- ja vastaanotto-osat 16a ja 16b suo- 14 91691 rittavat num. sanoman virheettomyyden tarkistuksen ja vå-littåvåt sanoman edelleen solroun keskitetylle synkronoin-nin pååtoksenteko-osalle 23, jonka kyseinen sisåånmeno on kytketty vastaavan lahetys- ja vastaanotto-osan 16a tai 5 16b ulostuloon. Signaalin lahetys- ja vastaanotto-osat 13a ja 13b tarkkailevat myos vastaanottamansa signaalin laatua ja tallettavat naista tiedon liitåntakohtaisiin vikatieto-kantoihin 24a ja vastaavasti 24b. Synkronointisanoman lahetys- ja vastaanotto-osa 16a saa vikatiedot tietokan-10 nalta 24a ja lahetys- ja vastaanotto-osa 16b vastaavasti vikatietokannalta 24b. Yhteydellå olevan vian/muutoksen havainnointi signaalin lahetys- ja vastaanotto-osissa tapahtuu sinånså tunnetusti.

Paåtoksenteko-osa 23 suorittaa sanomien vertailun ja 15 tallettaa ne muistiin 21, esim. prioriteettijårjestykseen siten, ettå ylimpana on aina valittuna oleva synkronointi-tunniste. Pååtdksenteko-osa saa myos liitåntåkohtaiselta lahetys- ja vastaanottolohkolta 11a tai llb vastaavan signaalin vikatiedot, joko synkronointisanoman muodossa tai 20 erillisinå vikatietoina. Kun paatoksenteko-osa huomaa saamistaan tiedoista, ettå solmun on mentåvå maaraajaksi mååråttyyn vakiotilaan, se valitsee ajastuksensa lahteen kaytetyssa synkronointimenetelmassa tilannetta vårten maåritellylla tavalla, antaa muistista 22 (johon se 25 muodostaa kulloinkin kåytettavan uloslåhtevan tunnisteen) tåtå vastaavan synkronointitunnisteen liitantakohtaisille synkronointisanoman lahetys- ja vastaanotto-osille 16a ja 16b ja kåynnistaa ajastinelimensa 25. Uudella tunnisteella solmu ilmaisee tapahtuneen muutoksen naapurisolmuilleen.

30 Kun ajastinelimet 25 ovat antaneet tiedon mååråajan K

umpeutumisesta, saa paåtoksenteko-osa 23 jalleen valita ajastuslahteen normaalin menettelyn mukaisesti.

Kun paåtoksenteko-osa saa valittuna olevan synk-ronointitunnistetta vastaavalta sanoman lahetys- ja vas-35 taanotto-osalta huonommaksi muuttuneen synkronoin-

II

15 91691 tisanoman, se kåynnistaå ajastinelimensa 25, valitsee huonontuneen tunnisteen ja muodostaa sen perusteella uuden oman synkronointitunnisteensa, jonka se syottåå muistista 22 kaikille synkronointisanoman låhetysyksikoille.

5 Keksinnon edullisen suoritusmuodon mukaisesti voi solmu, valittuaan huonontuneen tunnisteen uudeksi tunnis-teeksi, valita jSlleen uuden tunnisteen, mikåli se mSårå-ajan viela keståesså saakin valitulta yhteydeltå entista paremman tunnisteen. Muilta yhteyksilta tulevia tunnistei-10 ta ei kuitenkaan voida hyvaksyå uusiksi valituiksi tunnis-teiksi, ennen kuin mååråaika on kulunut umpeen. Edella mainittu lisåpiirre nopeuttaa edelleen jarjestelman synk-ronoitumista.

Edella kuvatussa suoritusmuodossa valittiin huonon-15 tunut synkronointitunniste joko koko mååraajan ajaksi tai ainakin osaksi kyseista maaråaikaa. Keksinnon toisen suo-ritusmuodon mukaan solmu vertaa huonontunutta synkronoin-titunnistetta ensin omaan sisaiseen tunnisteeseensa ja valitsee nSistS paremman vaihtoehdon. Vertailu suoritetaan 20 påatoksenteko-osassa 23. Mikali sisainen tunniste on pa-rempi, menee solmu tunnetulla tavalla sisaiseen ajastuk-seen, ja mikali huonontunut tunniste on parempi, valitsee solmu sen uudeksi tunnisteekseen edella kuvatulla tavalla joko koko maåraajaksi tai siihen asti, kunnes kyseiselta '25 yhteydelta saadaan viela parempi tunniste.

Vaikka keksintoa on edella selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvaa, ettei keksinto ole rajoittunut siihen, vaan sitå voidaan muunnella edella ja oheisissa patenttivaatimuksissa esite-30 tyn keksinnollisen ajatuksen puitteissa. Vaikka siis edella on kaytetty esimerkkinå SOMS-jarjestelmåå, on keksinnon mukainen ratkaisu sovellettavissa kaikkiin vastaavantyyp-pisiin jarjestelmiin, joissa jarjestelmMn muutos nSkyy solmuun sisåån tulevan synkronointisanoman muutoksena.

Claims (6)

16 91691

1. Hierarkkinen synkronointimenetelma sanomapohjais-ta synkronointia kayttavaan tietoliikennejarjestelmaån, 5 joka kasittåa useita solmuja, jotka on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksilla (A, B) , jossa menetelmassa solmut låhet-tavat toisilleen signaaleja, jotka sisåltavåt synkronoin-tisanomia, jotka kasittavat tiedon vastaavan signaalin prioriteetista jarjestelmån sisåisessa synkronointihierar-10 kiassa, ja jossa menetelmassa solmu siirtyy muutostilan-teen, kuten vikatilanteen seurauksena pakotetusti ennalta maarattyyn vakiotilaan virheellisten synkronointisanomien valinnan estamiseksi, tunnettu siita, etta kul-loinkin solmussa valittuna olevan synkronointitunnisteen 15 muuttuessa huononunaksi valitsee solmu kyseisen muuttuneen tunnisteen valittomMsti uudeksi synkronointitunnisteekseen pysyttMytyen siina pakotetusti korkeintaan ennalta rnaara-tyn mMSraajan verran.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, t u n- 20. e t t u siita, etta mikali mainittu huonontunut tun- niste muuttuu paremmaksi mainitun maaraajan aikana, valitsee solmu parantuneen tunnisteen valittomasti uudeksi synkronointitunnisteekseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, t u n- 25. e t t u siita, etta mainitun maaraajan minimikestona kaytetaån aikaa (K), joka kuluu siihen, etta solmun naapu-risolmut ovat saaneet tiedon solmun siirtymisesta mainit-tuun vakiotilaan, reagoineet muutokseen ja solmu itse on saanut naapurisolmuilta tiedon niiden reagoinnista.

4. Hierarkkinen synkronointimenetelma sanomapohjais- ta synkronointia kayttavaan tietoliikennejarjestelmaan, joka kasittaå useita solmuja, jotka on kytketty toisiinsa siirtoyhteyksilla (A, B) , jossa menetelmassa solmut lahet-tavat toisilleen signaaleja, jotka sisaltavat synkronoin-35 tisanomia, jotka kasittavat tiedon vastaavan signaalin I! 17 91691 prioriteetista jarjestelman sisåisesså synkronointihierar-kiassa, ja jossa menetelmåsså solmu siirtyy muutostilan-teen, kuten vikatilanteen seurauksena pakotetusti ennalta mååråttyyn vakiotilaan virheellisten synkronointisanomien 5 valinnan eståmiseksi, tunnettu siitå, ettå kul-loinkin solmussa valittuna olevan synkronointitunnisteen muuttuessa huonommaksi, vertaa solmu mainittua huonon-tunutta synkronointitunnistetta solmun sisåiseen synk-ronointitunnisteeseen ja valitsee nåistå paremman vålitto-10 måsti uudeksi synkronointitunnistekseen, ja mikali uudeksi synkronointitunnisteeksi valittiin mainittu huonontunut tunniste, pysyttaytyy solmu siinå pakotetusti korkeintaan ennalta maaratyn maaraajan verran, ja mikali uudeksi synkronointitunnisteeksi valittiin mainittu sisainen synk-15 ronointitunniste, pysyttaytyy solmu siinå pakotetusti koko mainitun mååråajan verran.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mikåli on valittu mainittu huonontunut tunniste, ja se muuttuu paremmaksi mainitun måårå- 20 ajan aikana, valitsee solmu parantuneen tunnisteen vålit- tomåsti uudeksi synkronointitunnisteekseen.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå mainitun mååråajan minimikestona kåytetåån aikaa (K), joka kuluu siihen, ettå solmun naapu- 25 risolmut ovat saaneet tiedon solmun siirtymisestå mainit-tuun vakiotilaan, reagoineet muutokseen ja solmu itse on saanut naapurisolmuilta tiedon niiden reagoinnista. 18 91691