專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
這個發(fā)明涉及一個通信系統(tǒng)，其中通過同步數(shù)字系列網絡(SDH)傳送寬帶數(shù)據信號。
電信網絡內數(shù)字傳輸載體的選擇在過去的十年中隨新標準的出現(xiàn)已經擴大了。提供標準接口速率比如1.544Mb/s，2.048Mb/s，34.368Mb/s和139.468Mb/s的準同步數(shù)字系列(PDH)現(xiàn)在已經由同步數(shù)字系列(SDH)代替了。SDH已經設計為通過‘映射’入虛擬容器以PDH接口速率傳送信號，而實際上流行的SDH設備上大多數(shù)的接口是以PDH速率。這個‘映射’特性也允許未來的信號類型通過SDH網絡與傳統(tǒng)的信號類型并行地傳送。為了增加信號帶寬同時保持與現(xiàn)有的設備兼容性在SDH內也進行了準備。
PDH和SDH系統(tǒng)兩者都落入稱為時分多路復用(TDM)設備的寬的分類中，因為它們已優(yōu)化為傳送具有恒定的連續(xù)數(shù)據比特流的信號。由于這個優(yōu)化，傳統(tǒng)的話音業(yè)務能夠以合理的效率在各種的容量級別上傳輸。與數(shù)據型信號相反，數(shù)據型信號主要是基于分組，所以當在SDH和PDH系統(tǒng)上時傳輸效率低。這個效率低的一個主要原因是不存在該選擇的分組速率帶寬的適當?shù)娜萜魅萘俊?br> 反多路復用是在現(xiàn)有的低比特率通信信道或者載體上傳輸非標準或者更高比特率信號的一種方法。通過仔細地匹配反多路復用使用的低速率信道數(shù)量與要求的分組速率，能夠使用TDM設備構成有效率的數(shù)據傳輸系統(tǒng)。反多路復用特別適合于處理異步傳輸模式(ATM)業(yè)務；已經設計一種方法(稱為IMA)，通過打散和在一個信元一個信元的基礎上重新構造寬帶ATM信號用于反多路復用ATM信元為低容量PDH信號。隨后，這些PDH信號可以映射入SDH傳輸系統(tǒng)，每當IMA在SDH上傳遞時導致具有不必要的信號處理的2級處理。此外，應用IMA方法到其他類型的寬帶數(shù)據信號是困難的，這是因為由IMA使用的控制和通信機理依賴于ATM信元的存在。
本發(fā)明想提供以SDH傳輸系統(tǒng)更適當?shù)暮透行У姆椒ɡ梅炊嗦窂陀梅椒ǖ囊粋€改進的通信，它與現(xiàn)有的SDH設備兼容。
根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)在兩個節(jié)點之間有一個SDH路徑，其中該路徑具有預定帶寬的虛擬容器，在一個節(jié)點包括接收具有大于所述預定帶寬的一個帶寬的基于分組的數(shù)據的裝置，和不管到用于傳輸?shù)亩鄠€虛擬容器分組邊界，以字節(jié)格式反多路復用所述數(shù)據到另一個節(jié)點的裝置；在另外一個節(jié)點用于接收和重新裝配所述數(shù)據的裝置；和用于補償由單獨的虛擬容器的不同的路徑長度引起的延遲的裝置。
該通信系統(tǒng)適合于寬范圍的寬帶數(shù)據類型并且能夠補償由SDH傳輸系統(tǒng)引入的特定的定時損害。
正如已經知道的，虛擬容器是一個邏輯實體，僅僅存在于同步傳輸模塊(STM)中，并且包含開銷信息和有效負載數(shù)據兩者。不同的類型的虛擬容器已經由國際標準機構定義以便綜合每個容器的容量和結構；有效負載數(shù)據的類型和編碼數(shù)據定時的方法；使用用于管理和維護目的的開銷字節(jié)。當前虛擬容器(VC-N)類型包含VC-12，VC-2，VC-3和VC-4.本發(fā)明建議使用現(xiàn)有的虛擬容器來傳輸正如VC-IM-N表示的一個新的反多路復用映射的一種方法。
使用字節(jié)映射使原始的數(shù)字信號內容和它的相位/頻率屬性能夠精確地保持，而不過度的使用基于ATM信元系統(tǒng)所要求的帶寬。
本發(fā)明利用例子結合附圖更進一步進行描述，其中

圖1是關于反多路復用的示例圖；圖2說明本發(fā)明的一個實施例；圖3更詳細闡明本發(fā)明的傳送方面；圖4更詳細闡明本發(fā)明的接收方面，和圖5，6，7和8是示例圖。
反多路復用的原理表示在圖1中，在具有每個較窄帶寬的載體信道的網絡上傳送相對寬帶數(shù)據信號。分配許多這樣的載體信道以使他們一起能夠容納該寬帶數(shù)據。
因此具有X Mb/s帶寬的輸入數(shù)據信號1加到一個信號分段單元2，此單元2分離該信號為許多分開的窄帶信號，每個窄帶信號典型地是2Mb/s，在n信道3上傳送到單元4，在單元4重新裝配該信號。因為所有的信道3的傳送時間通常不相同，單元4再定時該輸入信號，和補償每個信道3中的不同的相對延遲。從而原始信號重新組成和作為輸出數(shù)據信號5輸出。當必需在具有相對窄帶寬容量的現(xiàn)有的電信電路上發(fā)送單獨的數(shù)據信號時，使用這樣的反多路復用技術。
圖2圖解地表示本發(fā)明的實施例，其中信號通過SDH傳輸系統(tǒng)從設備21傳送到設備22，安排SDH傳輸系統(tǒng)傳送虛擬容器(VC)23中的數(shù)據，每個數(shù)據典型地具有2Mb/s的標準帶寬。
設備21具有三種類型的輸入信號，雖然實際上也接收其它數(shù)據速率和其它輸入信號類型。在以太網接口25上接收具有8Mb/s帶寬的LAN信號24，在視頻CODEC接口27上接收具有5Mb/s帶寬的數(shù)字化視頻信號26，和在ATM適配器29上接收具有20Mb/s帶寬的ATM信號28。因此，可以以字節(jié)、信元(cellar)分組格式接收數(shù)據。三種類型的信號在字節(jié)基礎上由VC-IM(虛擬容器反多路復用)單元30映射，單元30的功能參考圖3更詳細地敘述。
在基本單元30中變換輸入寬帶信號為2Mb/s數(shù)據流，每個數(shù)據流由虛擬容器通過傳送系統(tǒng)23傳遞到設備22，單元31起著去映射該虛擬容器的作用和補償由單獨的虛擬容器已經運行的不同的傳輸路徑引入的相對延遲。
當去映射時，原始信號被改變和視情況通過各自的接口單元32、33和34傳遞作為LAN、數(shù)字化視頻和ATM信號輸出。通過使用反多路復用技術在字節(jié)基礎上映射該輸入信號入虛擬容器，得到有效的使用可用的SDH帶寬結果和不必修改SDH網絡的中間節(jié)點。正如隨后說明的，用于分段始發(fā)的信號為順序的字節(jié)并隨然后重新裝配該原始數(shù)據流對于在SDH系統(tǒng)內數(shù)據信號的傳送是優(yōu)選的，并且合并由每個VC經受的不同的路徑延遲的補償以及保存寬帶信號的定時特性。
對于特別的輸入信號類型，由傳送設備21代表的VC-IM傳送功能表示在圖3中，在此情況下假定是基于分組或者基于信元。數(shù)據適配器功能40用于終止寬帶信號41中的數(shù)據分組或信元和執(zhí)行與分組或者信元地址相關的任何路由選擇功能。以不規(guī)則的間隔可以到達數(shù)據適配器40的分組或者信元轉換成數(shù)據標線器42內的連續(xù)數(shù)據流。用于產生恒定的數(shù)據流的處理大多標準化和定義了；例如，利用ATM信號存在在傳送實際數(shù)據的信元之間引入空閑信元的方法。
然后從數(shù)據標線器來的恒定的數(shù)據流由數(shù)據分離器43分段為8比特字節(jié)而不必考慮該分組或信元邊界。然后每個后來的數(shù)據字節(jié)又插入到m個VC-n鏈路中的每一個鏈路，即以‘循環(huán)的’方式。為了跟蹤字節(jié)順序，使用三級順序編號方案?？紤]正如在圖5表示的VC-IM-12鏈路映射的情況可以更詳細地審查這個方案數(shù)據分離器43構成具有包括V5，J2，N2和K4字節(jié)的VC-12路徑開銷(POH)的標準SDH VC-12容器的500us多幀格式。當每個VC-IM-12在現(xiàn)有的SDH網絡中傳遞時這個結構保證兼容性。開銷字節(jié)插入功能45使用備用的SDH開銷時隙插入新的VC-IM映射特定的字節(jié)，包括將在下面更詳細地敘述的幀數(shù)指示符(FNUM)；指示已經收到新的通信消息的信息編號(MSN)和消息檢驗(MCHK)字節(jié)；在圖5中詳細敘述的6個多幀開銷字節(jié)(OHBO-OHB5)。
第一等級的序列編號利用TU-12指示器，它是VC-12標準映射處理的一部分。TU-12指示符定義在VC-IM-12多幀62內V5字節(jié)61的位置，在多幀中的所有的其它字節(jié)保持恒定的相對位置。結果，該數(shù)據映射入的128有用負荷字節(jié)的序列在每個VC-IM-12內清楚地定義。
第二等級的序列編號方案包括使用在開銷超幀內的鏈路序列標識符(LSI)字節(jié)(圖6)。開銷超幀有一個結構，以每8VC-IM-12多幀重復(圖5)并且包含由管理系統(tǒng)用于標號和跟蹤VC-IM群的網絡連接的群ID(GID)和鏈路ID(LID)值；用于在VC-IM-12連接的兩端之間傳送通信和控制消息的32消息字節(jié)(MSGBO-MSGB 31)；一個LSI字節(jié)。在該發(fā)射機，構成VC-IM-12群的m個VC-12鏈路中每個鏈路給定一個獨特的LSI號碼，它識別用于插入字節(jié)到連續(xù)的VC-12的‘循環(huán)的’序列。
對于具有4鏈路和13字節(jié)的數(shù)據分組長度，在VC-IM-12發(fā)射機輸出的第1和2等級的字節(jié)序列編號的組合結果的例子表示在圖7。第一鏈路71的第一有用負荷字節(jié)包含該數(shù)據流的字節(jié)1；直到數(shù)據流的字節(jié)5插入第一鏈路73的第二有用負荷字節(jié)為止，第二鏈路72的第一有用負荷包含數(shù)據流的字節(jié)2。這個繼續(xù)到字節(jié)13，然后下一個數(shù)據分組的字節(jié)1(或者如果沒有新的分組是可用的，填充數(shù)據)映射入第二鏈路74的第四有用負荷字節(jié)。對于圖7中的每個鏈路指示在開銷超幀中傳遞的LSI值。
在VC-IM-4映射的情況下，類似的開銷結構存在(圖8)，包含一個LSI字節(jié)，具有包含在與VC-4相關的AU-4指示符內的第二等級的序列編號。相應于其它SDH容器速率(例如VC-2和VC-3)的另外的VC-IM-n映射格式類似于VC-IM-12或VC-IM-4格式。
第三等級的序列編號方案使用在圖5，7和8中表示的FNUM值。開銷字節(jié)插入功能45加上在FNUM位置的循環(huán)編號字節(jié)，使得它的十進制值在連續(xù)的復幀(VC-IM-12)或者幀(VC-IM-4)中從0遞增到255。當FNUM值達到255時，下一個復幀/幀包含F(xiàn)NUM值0，然后如同前面那樣繼續(xù)遞增。在屬于相同組的所有鏈路傳送的FNUM值對齊，正如在圖7的每個鏈路中‘范例’值‘151’所表示的，但是當由于每個VC-IM-12鏈路的路徑延遲不同它們到達接收器時可以不一致。
在VC-IM-n連接的接收端，如圖4所示，原始數(shù)據信號從輸入VC-n鏈路中構成。再構成處理主要地是識別使用三電平序列編號方案編碼的數(shù)據的原來的序列的事情，這么做對分開的鏈路出現(xiàn)的不同的延遲進行補償。去多路復用該SDH VC-n信號的正常機制是在VC終端功能55中對每個單獨的VC執(zhí)行的。例如，對于VC-12信號，這包括翻譯TU-12指示符確定V5字節(jié)的位置；恢復V5，J2，N2和K4開銷字節(jié)基于這些開銷字節(jié)的值執(zhí)行管理功能。一旦TU或者AU指示符位于VC-IM-n幀(例如圖5和圖8)，可以執(zhí)行第二等級的序列解碼。這涉及存取在開銷字節(jié)提取單元50中的VC-IM-n開銷字節(jié)，以便提取LSI字節(jié)值和FNUM值。開銷字節(jié)提取單元50也發(fā)送在MSGBn字節(jié)中包含的32字節(jié)消息給鏈路/群管理單元51。鏈路/群管理功能發(fā)送和接收到發(fā)送端有關該群狀態(tài)的通信，并因此控制VC-IM數(shù)據傳送機制。同時地使用提取的LSI和FNUM以便再排序輸入延遲補償和數(shù)據再裝配單元52的SDH幀同步的字節(jié)，產生剩下52字節(jié)的一個數(shù)據流，其中具有低FNUM值的字節(jié)首先引出而具有相同的FNUM值但是具有低LSI號碼的字節(jié)首先引出。數(shù)據存儲器結合在52中以便存儲與該組中的最慢和最快鏈路之間最大的延遲相關的字節(jié)數(shù)量。只要延遲不大于+/-(FNUMMAX/2)VC-IM-n幀，這個簡單的再排序機制總是保持該字節(jié)序列的完整性。在VC-12，這對應于數(shù)據存儲器，它可以保持最小的(128xFNUM/2xN)字節(jié)，在此N是該組中的鏈路數(shù)量。然后在適配器53上再構成的寬帶信號被變換為適當?shù)慕涌诟袷?，這取決于在VC-IM連接上傳送的信號類型，并且由定時發(fā)生器54提供的再定時函數(shù)使用SDH系統(tǒng)時鐘產生輸出寬帶信號的相位/頻率屬性。
如在圖1表示的，VC-IM-n組要求通過該網絡進行VC-n信道3的適當?shù)倪B接。這可以使用現(xiàn)有的SDH網路管理功能獨立地執(zhí)行VC-IM功能的管理。開銷超幀(圖6)包括32字節(jié)消息信號以便傳送附加的端對端VC-IM-n配置信息。當協(xié)調VC-IM組大小的動態(tài)變化，例如響應改變業(yè)務需求，而增加額外的鏈路或去除現(xiàn)有的鏈路，這個消息信號可用于在該系統(tǒng)的兩端之間通信。用這種方式使用SDH類型開銷管理VC-IM組，獲得一個靈活的管理系統(tǒng)，它可以綜合入當前的SDH網路管理功能或者可以由分開的控制器管理，如果中間的SDH設備不能識別VC-IM-n開銷，該控制器在VC-IM-n路徑的每端接入設備。
權利要求
1.在兩個節(jié)點(21，22)之間具有一個SDH路徑的一個通信系統(tǒng)，其中該路徑具有預定帶寬的虛擬容器，包括在一個節(jié)點(21)上用于接收包含基于分組的數(shù)據的輸入數(shù)據的裝置(40)，基于分組的數(shù)據具有大于預定帶寬的一個帶寬，和用于以字節(jié)格式反多路復用所述數(shù)據而不管到用于傳輸?shù)剿銎渌?jié)點的多個虛擬的容器的分組邊界的裝置(42，43，44，45)；在其它節(jié)點(22)上用于接收和重新裝配所述數(shù)據的裝置(50，51，52)；和用于補償由單獨的虛擬容器的不同的路徑長度引起的延遲的裝置(52)。
2.根據權利要求1的系統(tǒng)，其中連續(xù)的字節(jié)又插入每一個虛擬容器以便傳輸?shù)狡渌?jié)點。
3.根據權利要求1或2的系統(tǒng)，其中所述多個虛擬容器是相位調整相關的，和在所述一個節(jié)點上提供用于插入開銷字節(jié)到每個虛擬容器的裝置，開銷字節(jié)指示該相位關系。
4.根據權利要求1，2或3的系統(tǒng)，其中多個虛擬容器，它傳送從給定輸入寬帶數(shù)據信號獲得的數(shù)據，此數(shù)據包括開銷字節(jié)以便識別這樣的使重新裝配容易的所述數(shù)據信號。
5.根據權利要求4的系統(tǒng)，其中提供利用三等級序列編號系統(tǒng)跟蹤該字節(jié)序列的裝置，一個等級利用TU或者AU指示符識別參考字節(jié)，第二等級使用LSI號碼識別虛擬容器的重復序列和第三等級使用幀數(shù)指示符(FNUM)識別不一致的路徑延遲。
6.根據權利要求5的系統(tǒng)，包括在所述其它節(jié)點上利用LSI和FNUM重新排序數(shù)據的裝置，因此具有低的FNUM值的字節(jié)首先引出和具有相同的FNUM值但是具有低的LSI號碼的字節(jié)在具有更高的LSI號碼的那些字節(jié)之前引出。
7.根據前面的任何一個權利要求的系統(tǒng)，其中所述一個節(jié)點適合于接收多個輸入數(shù)據流，每個輸入數(shù)據流具有不同的帶寬和信號格式。
8.根據權利要求7的系統(tǒng)，其中提供一個裝置，用于根據接收的輸入數(shù)據的類型和/或帶寬增加或者減少與特定的輸入數(shù)據流的傳送相關的虛擬容器數(shù)量。
9.根據前面的任何一個權利要求的系統(tǒng)，其中提供具有不同帶寬的虛擬容器。
全文摘要
一個通信系統(tǒng)利用反多路復用在多個窄頻帶鏈路上傳送寬帶信號。為以允許有效的使用可用的鏈路,輸入數(shù)據不論基于信元還是基于分組均以字節(jié)格式反多路復用,而不管到虛擬容器的分組邊界。產生開銷信號以允許在接收端重新裝配原始數(shù)據。
文檔編號H04Q11/04GK1255001SQ9912247
公開日2000年5月31日 申請日期1999年10月16日 優(yōu)先權日1998年10月16日
發(fā)明者I·J·斯拉特爾, L·阿登 申請人:馬科尼通訊有限公司