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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verteilung eines Synchronisationssignals
in einem Nachrichtenübertragungs-
bzw. Telekommunikationsnetzwerk, das einen Synchrontaktgeber aufweist,
der dazu dient, Taktungssignale und Steuersignale bereitzustellen,
ein Unterstufen-Verteilungsmodul, das mit dem Synchrontaktgeber
gekoppelt ist, wobei das Unterstufen-Verteilungsmodul dazu dient, das
Synchronisationssignal zu empfangen und zu verteilen, ein Bussteuerungsmodul,
das mit dem Unterstufen-Verteilungsmodul
gekoppelt ist, wobei das Bussteuerungsmodul dazu dient, das Synchronisationssignal
zu empfangen und zu verteilen, und eine Vielzahl von Karten, die
mit dem Bussteuerungsmodul gekoppelt sind, wobei jede Karte dazu
dient, das Synchronisationssignal zu empfangen und auf Basis der
Taktungssignale zu synchronisieren.
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Ein
solches System zur Verteilung eines Synchronisationssignals in einem
Nachrichtenübertragungsnetzwerk
ist aus der US-Patentanmeldung
5 901 136 bekannt.
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Diese
Patentdokumentation offenbart ein digitales Distributions-Cross-Connect-System,
das ein Synchronisations-Subsystem aufweist, bei dem es sich um
ein Taktungs-Subsystem zum Koordinieren der Komponenten des digitalen
Cross-Connect-Systems handelt. Taktungssignale, die von dem Synchronisations-Subsystem
erzeugt werden, werden über
Taktungssignal-Medien an verteilte Dienstleistungsknoten übermittelt,
die als Verteilungsmodule betrachtet werden können. Die verteilten Dienstleistungsknoten
und das Synchronisations-Subsystem sind über Steuersystem-Kommunikationsmedien
mit einem Verwaltungs-Subsystem verbunden. Die Taktungssignal-Medien
und die Steuersystem-Kommunikationsmedien werden in der Patentdokumentation als
digitale Datenübermittlungsmedien
offenbart, wie beispielsweise als Kupferleiter, Koaxialleiter, optische
Leiter, oder als viele andere dafür geeignete Leiter. Die Taktungssignal-Medien
und die Steuersystem-Kommunikationsmedien sind darin als Pfade offenbart,
die voneinander getrennt sind.
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Diese
Erfindung bezieht sich generell auf das Gebiet der Telekommunikationssysteme,
und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zur Verteilung
eines Synchronisationssignals in einem Telekommunikationsnetzwerk.
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Herkömmliche
Verfahren zur Verteilung eines Synchronisationssignals nutzen mehrere
Prozessorebenen, um das Synchronisationssignal durch das Netzwerk
zu leiten. Diese Verfahren verteilen außerdem das Taktungssignal separat
zu den Steuersignalen. Mehrere Prozessorebenen und die Verteilung
des Taktungssignals getrennt zu den anderen Steuersignalen erfordern
jedoch eine komplizierte Hardware und Software, die in den Systemmodulen implementiert
werden müssen,
zusätzlich
zu einer relativ großen
Anzahl von Leitungen, um die getrennten Signale bereitstellen zu
können,
was zu einem niedrigeren Wirkungsgrad und zu höheren Kosten führt.
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In
Anbetracht des vorstehend beschriebenen Stands der Technik ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System
zur Verteilung eines Synchronisationssignals in einem Telekommunikationsnetzwerk
bereitzustellen, welche die Nachteile und Probleme im Zusammenhang
mit den bisher entwickelten Systemen und Verfahren beseitigen oder
reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gelöst, wie es in der Einleitung
beschrieben worden ist, in dem der Synchrontaktgeber ein zusammengesetztes Synchronisationssignal
bereitstellt, welches die Taktungs- und Steuersignale enthält. Ferner
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, wie es in der Einleitung
genannt wurde, in dem der Schritt des Generierens des Synchronisationssignals
die Generierung eines zusammengesetzten Synchronisationssignals
umfasst, welches Taktungs- und Steuersignale enthält.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und ein System für das Verteilen eines Synchronisationssignals
in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk
bereitgestellt, welche die Nachteile und Probleme, die mit den bisher
entwickelten Systemen und Verfahren verbunden sind, beseitigen oder
reduzieren. Im Besonderen wird ein zusammengesetztes Synchronisationssignal
bereitgestellt, das Taktungs- und Steuerungsnachrichten enthält, wobei eine
geringere Komplexität
in den Systemmodulen ermöglicht
und die Anzahl der für
die Implementierung benötigten
Leitungen reduziert wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Verteilung eines
Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk bereitgestellt,
das einen Synchrontaktgeber, ein Unterstufen-Verteilungsmodul, ein
Bussteuerungsmodul und eine Vielzahl von Karten enthält. Der
Synchrontaktgeber dient dazu, ein Synchronisationssignal bereitzustellen,
das Taktungs- und Steuersignale aufweist. Das Unterstufen-Verteilungsmodul
ist mit dem Synchrontaktgeber gekoppelt. Das Unterstufen-Verteilungsmodul
dient dazu, das Synchronisationssignal zu empfangen und zu verteilen.
Das Bussteuerungsmodul ist mit dem Unterstufen-Verteilungsmodul
gekoppelt. Das Bussteuerungsmodul dient dazu, das Synchronisationssignal
zu empfangen und zu verteilen. Eine Vielzahl von Karten ist mit
dem Bussteuerungsmodul gekoppelt. Jede Karte dient dazu, das Synchronisationssignal
zu empfangen und auf Basis der Taktungssignale zu synchronisieren.
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Die
technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung schließen die
Bereitstellung eines verbesserten Systems zur Verteilung eines Synchronisationssignals
in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk
ein. Im Besonderen stellt ein Synchrontaktgeber ein zusammengesetztes
Synchronisationssignal zur Verfügung,
das Taktungs- und Steuerungsnachrichten beinhaltet. Infolgedessen
können
Systemmodule entworfen werden, die keine komplizierte Hardware und/oder
Software erfordern, um die im Synchronisationssignal enthaltenen
Signale zu erzeugen. Dementsprechend reduzieren sich die Implementierungskosten,
wogegen aber der Wirkungsgrad erhöht wird. Außerdem ermöglicht die Aufnahme einer Vielzahl
von Nachrichten in der Signalzusammensetzung eine Reduzierung bei
der Anzahl der Leitungen, die für
die Implementierung des Systems erforderlich sind.
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Weitere
technische Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen die Bereitstellung
von zusätzlichen
Stufen für
eine Fehlererkennung. Im Besonderen wird dabei jedes Bit – außer den
Bits, aus denen ein Synchronisationswort besteht - zweimal wiederholt,
und jede Nachricht wird dreimal wiederholt. Infolgedessen wird die
Zuverlässigkeit
des Synchronisationsworts verbessert, und Datenübertragungsblöcke, die
Fehler enthalten, sind leicht identifizierbar.
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Ein
weiterer technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung schließt die Erzeugung
von Shelf-Identifizierern [Baugruppenrahmen-Adressiersatz] ein.
Ein Modul auf jeder Stufe des Systems liefert einen Teil eines Shelf-Identifizierers für jedes Shelf,
das diesem Modul nachgeschaltet ist. Infolgedessen kann eine Nachricht
in dem Synchronisationssignal für
ein bestimmtes Shelf bereitgestellt werden, ohne eine Adresse für das Shelf
zu benötigen. Anstelle
dessen empfängt
das Shelf einen Identifizierer von einem vorgeschalteten Modul,
der verwendet werden kann, um für
dieses Shelf die entsprechende Nachricht aus dem Synchronisationssignal
zu extrahieren. Demzufolge können
spezifische Shelf-Nachrichten
für viele
Shelfs in einem einzigen Synchronisationssignal mit den anderen
Taktungs- und Steuersignalen eingeschlossen sein.
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Weitere
technische Vorteile werden den Fachleuten auf diesem Gebiet aus
den nun folgenden Figuren, Beschreibungen und Ansprüchen sogleich
ersichtlich sein.
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Bezüglich eines
noch besseren Verständnisses
der vorliegenden Erfindung und weiterer Merkmale und Vorteile wird
nun auf die nachstehende Beschreibung in Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen
verwiesen, worin:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das ein Beispiel für ein Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie zum Beispiel ein hoch entwickeltes, intelligentes Netz, für den Einsatz
in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2A ein
Blockdiagramm ist, das ein einstufiges System zur Verteilung eines
Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk, wie beispielsweise
das Netzwerk der 1, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2B ein
Blockdiagramm ist, das ein zweistufiges System zur Verteilung eines
Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk, wie beispielsweise
das Netzwerk der 1, gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das ein redundantes, zweistufiges System zur
Verteilung eines Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk der 1, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4A ein
Blockdiagramm ist, das eine Datenübertragungsblockstruktur für ein Synchronisationssignal,
das von dem System der 3 verteilt wird, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4B ein
Blockdiagramm ist, das eine Datenübertragungsblockstruktur für ein Rückkopplungssignal
veranschaulicht, das von dem System der 3 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird;
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5 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zur Verteilung eines Synchronisationssignals in
einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk der 1, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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6 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Bereitstellen eines Rückkopplungssignals
in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie beispielsweise das Netzwerk der 1, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein hoch entwickeltes, intelligentes Netzwerk 10 zur
Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das hoch entwickelte, intelligente Netzwerk 10 enthält ein Dienstmanagementsystem 12,
das über
ein Industriestandardprotokoll, wie beispielsweise das X.25, an
eine Vielzahl von Dienststeuerungspunkten 14 und eine Vielzahl
von Signalübertragungspunkten 16 mit Schnittstellen
angeschlossen ist. Das Dienstmanagementsystem 12 stellt
Netzwerkinformationen, eine Datenbankverwaltung und einen Administrator-Support
für das
fortgeschrittene, intelligente Netzwerk 10 bereit. Das Dienstmanagementsystem 12 ist
im Allgemeinen an die Dienststeuerungspunkte 14 für eine Bereitstellung,
für die
Datenbankverwaltung, für
die Anwendungsprogrammverwaltung der Dienststeuerungspunkte und
für das
Sammeln von Verkehrsmessungs-Messdaten mit Schnittstellen angeschlossen.
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Die
Dienststeuerungspunkte 14 können über einen Signalisierungssystem-Nummer-7-Verbindungssatz 18 mit
den Signalübertragungspunkten 16 direkt
verbunden werden. Die Signalübertragungspunkte 16 sind
ferner durch einen Signalisierungssystem-Nummer-7-Verbindungssatz 18 mit
einem oder mehreren Dienstvermittlungspunkten 20 verbunden,
die Vermittlungs- und Rufabwicklungsfunktionen im Netzwerk 10 ausführen. Die
Dienststeuerungspunkte 14 sind auf Transaktionen basierende Verarbeitungssysteme,
deren Hauptaufgabe es ist, Anfragen von Dienstvermittlungspunkten 20 nach Daten
zu beantworten, die erforderlich sind, um die Vermittlung eines
Rufs abzuschließen.
Die Dienstvermittlungspunkte 20 sind Bestandteil eines öffentlichen
Fernsprechwählnetzes
und werden mit den Fernsprechteilnehmern verbunden, wobei Festnetztelefone
und drahtlose Telefone 22, intelligente Peripheriegeräte 24 und
Heimatdateien 26 eingeschlossen sind.
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Ein
Diensterstellungssystem 28 ermöglicht die Erstellung und das
Testen von Dienstlogikprogrammen außerhalb des Netzwerks 10.
Fertiggestellte Dienstlogikprogramme werden durch das Dienstmanagementsystem 12 auf
die Dienststeuerungspunkte 14 und die Signalübertragungspunkte 16 herunter
geladen, um sie auf dem Netzwerk 10 auszuführen.
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2A ist
ein Blockdiagramm, das ein einstufiges System 100 zur Verteilung
eines Taktungssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk, wie dem
Netzwerk 10, gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 100 umfasst
einen Synchrontaktgeber 102 und ein oder mehrere Racks 103.
Der Synchrontaktgeber 102 erzeugt Taktungs- und Steuersignale
für die
Verteilung auf den Racks 103 des Systems 100 in
einem gerahmten Signal, das Felder für die Übermittlung bestimmter Datentypen
enthält.
Da somit der Synchrontaktgeber 102 die Taktungs- und Steuersignale zur
Verfügung
stellt, können
Module nachgeschaltet in den Racks 103 des Systems 100 ohne
die komplizierte Hardware und/oder Software entworfen werden, die
erforderlich ist, um diese Signale zu erzeugen. Dies senkt die Kosten
und erhöht
den Wirkungsgrad des Systems 100.
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Der
Rack 103 umfasst ein Verteilungsmodul 104 und
eine Vielzahl von Shelfs 106 [Baugruppenrahmen]. Jedes
Shelf 106 umfasst ein oder mehrere Bussteuerungsmodule 108.
Im Betrieb empfängt
das Verteilungsmodul 104 das gerahmte Signal vom Synchrontaktgeber 102 und
verteilt das Signal an die Bussteuerungsmodule 108. Die
Bussteuerungsmodule 108 verteilen das Signal an Karten
(in 2A nicht dargestellt), die in den Shelfs 106 stecken.
Obwohl die erläuterte
Ausführungsform
ein Bussteuerungsmodul 108 pro Shelf 106 enthält, kann
selbstverständlich
jedes Shelf 106 jede geeignete Anzahl von Bussteuerungsmodulen 108 enthalten,
wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
empfangen die Bussteuerungsmodule 108 ein Rückkopplungssignal,
das Signalzustandsinformationen enthält, sowie ein abgeleitetes
Taktsignal von jeder der in den Shelfs steckenden Karten. Die Bussteuerungsmodule 108 übertragen
Signale an das Verteilungsmodul 104 auf Basis der Kartensignale,
und das Verteilungsmodul 104 überträgt Signale an den Synchrontaktgeber 102 auf
Basis der Signale von den Bussteuerungsmodulen 108. Der
Synchrontaktgeber 102 wählt
eines der vom Verteilungsmodul 104 empfangenen, abgeleiteten
Taktsignale zur Verteilung an das System 100 als Taktungssignal
aus.
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2B ist
ein Blockdiagramm, das ein zweistufiges System 120 zur
Verteilung eines Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk 10, gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 120 umfasst
einen Synchrontaktgeber 122, ein Verteilungsmodul 124 und
eine Vielzahl von Racks 125a–b, die auf ähnliche
Weise arbeiten, wie die Komponenten des Systems 100.
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In
einer Ausführungsform
erzeugt der Synchrontaktgeber 122 Taktungs- und Steuersignale
für die
Verteilung auf die Racks 125a–b des Systems 120 in
einem gerahmten Signal über
das Verteilungsmodul 124. So können nachgeschaltete Module
des Systems 120 ohne die komplizierte Hardware und/oder
Software entwickelt werden, die erforderlich ist, um diese Signale
zu erzeugen. Die Racks 125a–b umfassen
jeweils ein Verteilungsmodul 126a–b und eine Vielzahl von
Shelfs 108a–b. Jedes
Shelf 128a–b umfasst
ein oder mehrere Bussteuerungsmodule 130a–b.
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Im
Betrieb empfängt
das Verteilungsmodul 124 das gerahmte Signal vom Synchrontaktgeber 122 und
verteilt das Signal an die Bussteuerungsmodule 126a–b der
Racks 125a–b.
Die Verteilungsmodule 126a–b verteilen
das Signal an die Bussteuerungsmodule 130a–b, die das Signal an
Karten (in 2B nicht dargestellt) verteilen,
die in den Shelfs 128a–b stecken.
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Gemäß einer
Ausführungsform
empfangen die Bussteuerungsmodule 130a–b ein abgeleitetes Taktsignal
und ein Rückkopplungssignal
von jeder der in den Shelfs steckenden Karten 128a–b.
Die Bussteuerungsmodule 130a–b übertragen aufgrund der Signale
von den Karten Signale an die Verteilungsmodule 126a–b,
und die Verteilungsmodule 126a–b übertragen aufgrund der Signale
von den Bussteuerungsmodulen 130a–b Signale auf das Verteilungsmodul 124.
Das Verteilungsmodul 124 überträgt dann auf Basis der Signale
von den Verteilungsmodulen 126a–b Signale auf den Synchrontaktgeber 122.
Der Synchrontaktgeber 122 wählt eines der vom Verteilungsmodul 124 empfangenen,
abgeleiteten Taktsignale zur Verteilung an das System 120 als Taktungssignal
aus.
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Die 3A–B sind
ein Blockdiagramm, das ein redundantes, zweistufiges System 200 zur Verteilung
eines Synchronisationssignals in einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk 10, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 200 umfasst redundante
Ebenen 201a–b von
Komponenten für die
Bereitstellung einer Kommunikation innerhalb des Systems 200.
Jede Ebene 201a–b dient
dazu, ein Synchronisationssignal zu verteilen, wobei sie außerdem als
Sicherung im Fall eines Fehlers in der anderen Ebene 201a–b dient.
Obwohl das erläuterte System 200 zwei
Ebenen 201a–b umfasst,
kann das System 200 selbstverständlich jede geeignete Anzahl
von Ebenen aufweisen, wie in den anhängenden Ansprüchen definiert
ist.
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Für die veranschaulichte,
zweistufige Ausführung
umfasst jede Ebene 201a–b einen
Synchrontaktgeber 202a–b,
ein Oberstufen-Verteilungsmodul 206a–b und ein Rack 207,
das eine Vielzahl von Unterstufen-Verteilungsmodulen 208a–b und eine
Vielzahl von Shelfs 209 aufweist. Wie nachstehend in weiteren
Einzelheiten beschrieben ist, kommuniziert jeder Synchrontaktgeber 202a–b mit
einem Oberstufen-Verteilungsmodul 206a–b,
das wiederum mit einer Vielzahl von Unterstufen-Verteilungsmodulen 208a–b kommuniziert.
Jedes Unterstufen-Verteilungsmodul 208a–b kommuniziert mit einer
Vielzahl von Shelfs 209, von denen jedes auch mit dem Unterstufen-Verteilungsmodul 208a–b und
der redundanten Ebene 201a–b kommuniziert.
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Jedes
Shelf 209 umfasst ein Bussteuerungsmodul 210a zum
Kommunizieren mit einer Karte 212a über eine (nicht dargestellte)
Backplane und ein Bussteuerungsmodul 210b zum Kommunizieren
mit einer Karte 212b über
eine (nicht dargestellte) Backplane. Obwohl die dargestellte Ausführungsform
eine Karte 212a und eine Karte 212b enthält, kann
selbstverständlich
jede geeignete Anzahl von Karten 212a–b enthalten sein, ohne
dass dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Für ein
Ausführungsbeispiel
weist jedes Shelf 209 acht Karten 212a und acht
Karten 212b auf.
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Außerdem empfangen
die Synchrontaktgeber 202a–b Signale
vom System 200, die Signalzustandsinformationen und abgeleitete
Taktsignale enthalten. Die Synchrontaktgeber 202a–b können ein abgeleitetes
Taktsignal als Taktungssignal wählen, um
es über
das System 200 zu verteilen.
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Obwohl
die dargestellte Ausführungsform zwei
Stufen von Verteilungsmodulen 206a–b und 208a–b umfasst,
kann selbstverständlich
jede geeignete Zahl von Stufen enthalten sein, wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist. Für
eine Ausführungsform
weist jeder Rack ein Unterstufen-Verteilungsmodul
auf. Somit kann ein einstufiges System ein Unterstufen-Verteilungsmodul
umfassen. Jede zusätzliche
Stufe, die dem System hinzugefügt wird,
kann ein Verteilungsmodul aufweisen, das dazu dient, mit einer bestimmten
Anzahl von nachgeschaltet angeordneten Verteilungsmodulen zu kommunizieren.
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So
kann ein zweistufiges System ein Oberstufen-Verteilungsmodul mit acht Ports aufweisen, um
mit acht nachgeschaltet angeordneten Verteilungsmodulen und acht
Racks zu kommunizieren, von denen jedes ein Unterstufen-Verteilungsmodul umfasst.
Ebenso kann ein dreistufiges System ein Oberstufen-Verteilungsmodul
mit zwölf
Ports aufweisen, um mit zwölf
nachgeschaltet angeordneten Verteilungsmodulen zu kommunizieren,
zwölf Zwischenstufen-Verteilungsmodule,
jedes mit acht Ports, um mit acht nachgeschalteten Verteilungsmodulen
zu kommunizieren, und acht Racks umfassen, von denen jeder ein Unterstufen-Verteilungsmodul
aufweist.
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Was
wiederum die zweistufige Ausführungsform
betrifft, die in 3 dargestellt ist, so kann der Synchrontaktgeber 202a eine
mit einer kompakten Peripherkomponenten-Schnittstelle (cPCI) kompatible
Taktungskarte, die sich in einem Verwaltungs-Shelf des Systems 200 befindet,
umfassen. Der Synchrontaktgeber 202a kann eine Bordsystem-Synchronisierschaltung
aufweisen, die Stratum-3-Anforderungen an Jitter, Wander, Freilaufgenauigkeit
und Holdover erfüllen.
Die Schaltung des Synchrontaktgebers 202a kann eine Frequenzmitnahme
der Zeitbasis zu einem externen Synchronisationssignal implementieren.
In einer Ausführungsform
kann der Synchrontaktgeber 202a so konfiguriert sein, dass
er in einem Master-Slave-Modus mit dem Synchrontaktgeber 202b arbeitet,
um den Bitversatz zwischen den entsprechenden Taktungssignalen zu
minimieren, die von den Synchrontaktgebern 202a–b erzeugt
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfassen die Verteilungsmodule 206a–b und 208a–b Leiterplatinen,
die Signale an andere Verteilungsmodule oder Shelfs 209 verteilen
bzw. von diesen empfangen. Die Verteilungsmodule 206a–b und 208a–b können sich in
einem Verwaltungs-Shelf des Systems 200 in der Nähe zu einer
Energieversorgungseinheit befinden. Der Rack 207 kann ein
European-Telecommunications-Standards-Institute-Rack oder ein anderes
geeignetes Rack aufweisen.
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In
einer Ausführungsform
empfängt
der Synchrontaktgeber 202a 202 externe Signale
von einem externen Bezug 218a. Der externe Bezug 218a kann ein
DS1/E1-Signal, ein Building-Integrated-Timing-Source-Signal,
ein Sinuswellen-Eingangssignal,
ein abgeleitetes Taktungssignal, eine Taktsignalzusammensetzung,
oder jedes andere, geeignete Signal sein. Der externe Bezug 218a kann über ein
verdrilltes Adernpaar, ein Koaxialkabel oder eine andere geeignete
Eingangsleitung empfangen werden.
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Auf
der Grundlage des externen Bezugs 218a erzeugt der Synchrontaktgeber 202a Steuer- und
Taktungssignale für
die Verteilung über
die Ebene 201a. Da der Synchrontaktgeber 202a die
Taktungs- und Steuersignale zur Verfügung stellt, müssen nachgeschaltet
angeordnete Module, wie die Verteilungsmodule 206a und 208a und
das Bussteuerungsmodul 210a, nicht die komplizierte Hardware und/oder
Software enthalten, die notwendig sind, um diese Signale zu erzeugen.
Somit ist das Hardware- und Software-Design des Systems 200 vereinfacht, was
einen höheren
Wirkungsgrad und niedrigere Kosten zur Folge hat.
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Gemäß einer
Ausführungsform übermittelt der
Synchrontaktgeber 202a ein Taktsignal 222 und ein
gerahmtes Signal, wie ein Superframe-Indikator-(SFI-) Signal 224,
zum Synchrontaktgeber 202b der Ebene 201b und
zum Oberstufen-Verteilungsmodul 206a.
Das Taktsignal 222 kann ein 19,44 MHz-System-Taktsignal
oder jedes andere geeignete Taktsignal aufweisen. Wie nachstehend
in weiteren Einzelheiten in Verbindung mit 4 beschrieben
ist, enthält
das SFI-Signal 224 Taktungs- und Steuersignale und verteilt
Taktungs- und Steuerungsinformationen an einzelne Module des Systems 200.
Auf diese Weise synchronisiert das SFI-Signal 224 die Karten 212a–b mit
dem System 200 und ermöglicht
es, dass Nachrichten von einer zentralen Stelle an jede Karte 212a–b verteilt
werden. Der Synchrontaktgeber 202b funktioniert auf ähnliche
Weise wie der Synchrontaktgeber 202a.
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Zum
Beispiel kann das SFI-Signal 224 Informationen enthalten,
die jedem Modul mitteilen, welches Signal als Taktungssignal zu
verwenden ist. Die Steuersignale können Informationen aufweisen,
welche die Arbeitsweise des Systems 200 lenken, wie beispielsweise
Anweisungen darüber,
welche Ebene 201a–b aktiv
und welche Ebene 201a–b inaktiv
ist. Die Steuersignale können
auch die Tageszeit, Reset-Befehle,
Alarme, Datenübertragungsblock-Identifizierer,
Töne, Meldungen
und beliebig andere, geeignete Signale enthalten. Dadurch, dass
diese Signale in dem SFI-Signal 224 enthalten sind, reduziert das
System 200 die Komplexität der Hardware und Software,
die für
das System 200 benötigt
werden.
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Das
Oberstufen-Verteilungsmodul 206a empfängt das Taktsignal 222 und
das SFI-Signal 224 vom Synchrontaktgeber 202a und
sendet die Signale 222 und 224 an das Unterstufen-Verteilungsmodul 208a.
Das Unterstufen-Verteilungsmodul 208a sendet die Signale 222 und 224 zum
Shelf 209. Das Unterstufen-Verteilungsmodul 208a empfängt ein
abgeleitetes Taktsignal 226 und ein Rückkopplungssignal 228 vom
Shelf 209 und übermittelt
die Signale 226 und 228 an das Oberstufen-Verteilungsmodul 206a, welches
die Signale 226 und 228 an den Synchrontaktgeber 202a weiterleitet.
Die Verteilungsmodule 206a und 208a können ein
Field Programmable Gate Array (FPGA), eine anwendungsspezifische,
integrierte Schaltung, eine Software oder eine andere geeignete
Einrichtung verwenden, um Signale zu überwachen, Signale zu synchronisieren,
Daten aus Signalen zu extrahieren, fehlerhafte Informationen zu verwerfen,
Probleme mittels des Rückkopplungssignals 228 zu
melden, oder weitere geeignete Funktionen durchzuführen. Entsprechend
einer Ausführungsform
wird ein Xilinx 4028 XLA SRAM-basiertes FPGA in einem 240-Pin PQSP-Paket
verwendet, um diese Funktionen auszuführen. Die Oberstufen-Verteilungsmodule 206b und 208b arbeiten
auf ähnliche Weise
wie die Verteilungsmodule 206a und 208a.
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Gemäß einer
Ausführungsform übertragen die
Unterstufen-Verteilungsmodule 208a und 208b das
Taktsignal 222 und das SFI-Signal 224 an die Bussteuerungsmodule 210a und 210b des
Shelfs 209. Obwohl das dargestellte Shelf 209 zwei
Bussteuerungsmodule 210a–b umfasst,
kann das Shelf 209 selbstverständlich jede geeignete Anzahl
von Bussteuerungsmodulen aufweisen, wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das Bussteuerungsmodul 210a eine Bussteuerungskarte,
die zusammen mit dem Bussteuerungsmodul 210b Taktungssignale
und andere Signale an die Karte 212a verteilt, die in dem
Shelf 209 steckt. Das Bussteuerungsmodul 210a empfängt von
den Unterstufen-Verteilungsmodulen 208a und 208b verschiedene
Paare aus Taktsignalen 222 und SFI-Signalen 224.
Das Bussteuerungsmodul 210a synchronisiert die Signale,
wählt mittels
eines Selektors aus jedem Signalpaar das Signal mit der höchsten Qualität aus und
verteilt die ausgewählten
Signale an die Karte 212a. Die Karte 212a kann
eine einfache Platine, einen intelligenten Slave, einen PCI-Bus-Master
oder dergleichen aufweisen, um die Funktionen des Systems 200 ausführen zu
können.
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Das
Bussteuerungsmodul 210a empfängt außerdem das abgeleitete Taktsignal 226 und
das Rückkopplungssignal 228 von
der Karte 212a. Ein Zustandsgenerator des Bussteuerungsmoduls 210a überwacht
den Zustand mittels Rückkopplungssignalen 228 und
meldet den Signalzustand der Ausgabe-Rückkopplungssignale. Ein Selektor
des Bussteuerungsmoduls 210a wählt die abgeleiteten Taktsignale 226 mit
der höchsten
Qualität
aus und schickt die Signale an die Unterstufen-Verteilungsmodule 208a–b.
Das Bussteuerungsmodul 210b funktioniert auf ähnliche
Weise wie das Bussteuerungsmodul 210a.
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Das
Unterstufen-Verteilungsmodul 208a empfängt das abgeleitete Taktsignal 226 und
das Rückkopplungssignal 228 vom
Shelf 209, multiplexiert die Signale und übermittelt
die Signale 226 und 228 an das Oberstufen-Verteilungsmodul 206a,
welches wiederum die Signale 226 und 228 an den Synchrontaktgeber 202a übermittelt.
Steuerpins können verwendet
werden, um die Transceiver [Sender/Empfänger] zu definieren, welche
die Signale 226 und 228 empfangen sollen.
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Der
Synchrontaktgeber 202a empfängt ein abgeleitetes Taktsignal 226 und
ein Rückkopplungssignal 228 vom
Oberstufen-Verteilungsmodul 206a und vom Synchrontaktgeber 202b.
Das abgeleitete Taktsignal 226 und das Rückkopplungssignal 228 werden
vom Shelf 209 über
die Verteilungsmodule 206a–208a zum Bussteuerungsmodul 210a und
zum Synchrontaktgeber 202a übertragen. Das abgeleitete Taktsignal 226 kann
beispielsweise ein abgeleitetes 8-kHz-Taktsignal von einer Netzschnittstelle
enthalten. Der Synchrontaktgeber 202a kann das abgeleitete
Taktsignal 226 als Taktungssignal auswählen, um es mittels des SFI-Signals 224 über die
Ebene 201a zu verteilen. Das Rückkopplungssignal 228 enthält Alarme
und andere Signale, die von dem Shelf 209, dem Bussteuerungsmodul 210a und
den Oberstufen-Verteilungsmodulen 206a–208a aufgefangen werden.
Der Synchrontaktgeber 202a kann als Antwort auf das Rückkopplungssignal 228 Korrekturmaßnahmen
implementieren.
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Somit
werden Nachrichten sowohl nachgeschaltet als auch vorgeschaltet
zwischen dem Synchrontaktgeber 202a und der Karte 212a übermittelt. Für das Ausführungsbeispiel
umfasst eine im SFI-Signal 224 enthaltene Nachricht für die Karte 212a einen
Shelf-Identifizierer. Für
die zuvor beschriebene dreistufige Ausführungsform übermittelt der Synchrontaktgeber 202a das
SFI-Signal 224 ohne einen Shelf-Identifizierer an das Oberstufen-Verteilungsmodul.
Das Oberstufen-Verteilungsmodul fügt in das SFI-Signal 224 das
höherwertigste
Halb-Byte (Most Significant Nibble) (MSN) des Shelf-Identifizierers ein.
Da jedes Mittelstufen-Verteilungsmodul
mit unterschiedlichen Shelfs 209 kommuniziert, unterscheidet
sich das MSN, das vom Oberstufen-Verteilungsmodul eingefügt wird,
für jeden
Port, so dass jedes Mittelstufen-Verteilungsmodul ein anderes MSN
für den
Shelf-Identifizierer empfängt.
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Ebenso
fügt das
Mittelstufen-Verteilungsmodul das zweite Halb-Byte des Shelf-Identifizierers
in das SFI-Signal 224 ein.
Da jedes Unterstufen-Verteilungsmodul mit einer Vielzahl von Shelfs 209 kommuniziert,
unterscheidet sich das Halb-Byte, das vom Mittelstufen-Verteilungsmodul
eingefügt
wird, für
jeden Port, so dass jedes Unterstufen-Verteilungsmodul ein anderes zweites
Half-Byte für
den Shelf-Identifizierer empfängt.
-
Schließlich fügt das Unterstufen-Verteilungsmodul
das am wenigsten signifikante Halb-Byte (Least Significant Nibble)
(LSN) des Shelf-Identifizierers in das SFI-Signal 224 ein,
bevor das SFI-Signal 224 an jeden Shelf 209 bereitgestellt
wird. Da jedes Unterstufen-Verteilungsmodul mit einer Vielzahl von Shelfs 209 kommuniziert,
unterscheidet sich für
jeden Port das LSN, das vom Unterstufen-Verteilungsmodul eingefügt wird,
so dass jedes Shelf 209 einen anderen Shelf-Identifizierer
empfängt.
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4A ist
ein Blockdiagramm, das eine Datenübertragungsblockstruktur 300 für ein Synchronisationssignal
veranschaulicht, wie das Superframe-Indikator- (SFI-) Signal 224,
das vom System 200 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verteilt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
umfasst das SFI-Signal 224 sechsundneunzig Datenverteilungsblöcke 304.
-
Dadurch
können
sowohl T1- als auch E1-Standards erfüllt werden, da ein T1-Signal
vierundzwanzig Datenverteilungsblöcke enthält und ein E1-Signal sechzehn
Datenverteilungsblöcke
umfasst. Da sechsundneunzig sowohl durch vierundzwanzig als auch
durch sechzehn glatt teilbar ist, können demzufolge die T1- und
E1-Signale in dem SFI-Signal 224 mit
sechsundneunzig Datenverteilungsblöcken 304 bereitgestellt
werden. Selbstverständlich
kann das SFI-Signal 224 jedoch
auch jede andere geeignete Anzahl von Datenverteilungsblöcken 304 enthalten,
wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
-
Für das Ausführungsbeispiel
umfasst jeder Datenverteilungsblock 304 etwa 125 Mikrosekunden, wodurch
das SFI-Signal 224 etwa 12 Millisekunden lang wird. Außerdem kann
die Taktung des SFI-Signals 224 auf Basis eines zusammengesetzten
Taktsignals vom Synchrontaktgeber 202a–b erfolgen, wobei ein
Datenverteilungsblock 304 des SFI-Signals 224 in
jedem Taktzyklus bereitgestellt ist. Das SFI-Signal 224 kann
auch die Byte-Phase des zusammengesetzten Taktsignals umfassen.
-
Jeder
Datenverteilungsblock 304 umfasst eine Kopfzeile 306,
einen Rahmenzähler 308 und
einen Hauptteil 310. Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst der
Datenverteilungsblock 304 dreißig Felder 312, vier
für die
Kopfzeile 306, eines für
den Rahmenzähler 308 und
fünfundzwanzig
für den
Hauptteil 310. Selbstverständlich kann der Datenverteilungsblock 304 jedoch
auch jede andere geeignete Anzahl von Feldern 312 enthalten,
ohne dass dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen
wird, wie er in den anhängenden
Ansprüchen definiert
ist.
-
Mindestens
drei Formen einer Fehlererkennung werden zur Verfügung gestellt,
damit die Module eines Nachrichtenübertragungssystems Fehler innerhalb
eines Datenverteilungsblocks 304 erkennen können. Die
erste Form der Fehlererkennung umfasst Bitwiederholungen. Jedes
Bit im Datenverteilungsblock 304 wird zweimal wiederholt,
mit Ausnahme eines Synchronisationswortes, wie nachstehend noch
ausführlicher
beschrieben wird. Folglich tritt eine Zwei-Bit-Verletzung auf, wenn nach dem Synchronisationswort
eine 010 oder eine 101 auftaucht. Die zweite Form der Fehlererkennung
schließt
ein Bitverschachtelungsparitäts(BIP-)
Byte ein, das es den Modulen ermöglicht,
die Parität
für den
Datenverteilungsblock 304 zu überprüfen. Die dritte Form der Fehlererkennung
umfasst die Wiederholung von Nachrichten. Jede Steuerungsnachricht
im Datenverteilungsblock 304 wird in mindestens drei aufeinander
folgenden Datenverteilungsblöcken 304 übermittelt.
In der Folge kommt es zu einer Verletzung, wenn eine Steuerungsnachricht
nicht in mindestens drei aufeinander folgenden Datenverteilungsblöcken 304 wiederholt
werden kann. Selbstverständlich
können die
Bits und Steuerungsnachrichten so oft, wie es angemessen erscheint,
durchgeführt
werden, wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist. Ebenso selbstverständlich kann jede andere Form
der Fehlererkennung bereitgestellt werden, wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist. Falls irgendein Fehler erfasst wird, wird der Datenverteilungsblock 304 verworfen.
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Für das Ausführungsbeispiel
umfasst die Kopfzeile 306 des Datenverteilungsblocks 304 vier Felder 312.
Feld 1 weist ein Sechs-Bit-Synchronisationswort auf. Wie vorstehend
beschrieben worden ist, wird jedes Bit im Datenverteilungsblock 304,
außer
denen in Feld 1, für
die Fehlererkennung wiederholt. So zeigt eine 010 oder eine 101,
die in den Feldern 2–30
auftaucht, einen Fehler an. Aufgrund dieser Bitwiederholungen für die Fehlererkennung
kann das Sechs-Bit-Synchronisationswort in Feld 1 von der Kopfzeile 306 die
Zeichenfolge 010101 oder alternativ die Zeichenfolge 101010 aufweisen.
Somit wird ein relativ kurzes, aber äußerst zuverlässiges Synchronisationswort
zur Verfügung
gestellt, wobei falsche Synchronisationswörter nur möglich sind, wenn eine Reihe
von Zwei-Bit-Verletzungen in den übrigen Feldern 312 vorliegt.
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Feld
2 umfasst zwei Bits für
eine Zeitzuschreibung. Gemäß einer
Ausführungsform
kann die Zeitzuschreibung beispielsweise 00 für eine Zeichenfolge aus siebenundsechzig
aufeinander folgenden SFI-Signalen 224 umfassen und kann
eine 11 für
das achtundsechzigste SFI-Signal 224 aufweisen. Selbstverständlich kann
jede andere geeignete Form der Zeitzuschreibung durchgeführt werden,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Feld
3 umfasst vier Bits zum Identifizieren eines Verteilungsmoduls 206a–b oder 208a–b. Feld
4 umfasst zwei Bits zum Feststellen, welche Ebene 201a oder 201b verwendet
werden soll. So kann Feld 4 beispielsweise 00 umfassen, um anzuzeigen,
dass die Ebene 201a verwendet werden soll, und kann die
11 aufweisen, um anzuzeigen, dass die Ebene 201b verwendet
werden soll. Selbstverständlich
können
die Ebenen 201a–b mittels
jeder beliebig geeigneten Bitkombination identifiziert werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
umfasst der Rahmenzähler 308 ein
Feld 312. Für
diese Ausführungsform
umfasst Feld 5 acht Bits, welche den Datenverteilungsblock 304 aufgrund der
Zahlen 0 bis 95 identifizieren, welche die Position des Datenverteilungsblocks 304 innerhalb
des SFI-Signals 224 anzeigen.
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Bezüglich des
Ausführungsbeispiels
umfasst der Hauptteil 310 fünfundzwanzig Felder 312.
Feld 6 weist acht Bits auf, von denen drei einen SFI-Zähler von
0 bis 7 anzeigen, einer den Zustand des SFI-Signals 224 angibt,
einer den Zustand des Taktsignals 222 anzeigt und drei
verwendet werden können,
um jegliche geeigneten Daten zu übermitteln.
Feld 7 umfasst sechs Bytes zum Bereitstellen der Tageszeit. Feld
8 weist vierundsechzig Bytes auf, die den S12-Tonbus zur Verfügung stellen.
-
Feld
9 umfasst vier Bits zum Bereitstellen des signifikantesten Halb-Bytes
des Shelf-Identifizierers. Wie vorstehend in Verbindung mit 3 in
näheren
Einzelheiten beschrieben worden ist, werden diese vier Bits von
einem Oberstufen-Verteilungsmodul eingefügt. Bezüglich der Ausführungsform,
in der die Oberstufen-Verteilungsmodule
Signale an zwölf Mittelstufen-Verteilungsmodule
bereitstellen, liegt in Feld 9 der Wert im Bereich von 0000 bis
1011.
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Feld
10 umfasst vier Bits für
das Bereitstellen des zweiten Halb-Bytes des Shelf-Identifizierers.
Diese vier Bits werden von einem Mittelstufen-Verteilungsmodul eingefügt. Bezüglich der
Ausführungsform,
in der die Mittelstufen-Verteilungsmodule Signale an acht Unterstufen-Verteilungsmodule
zur Verfügung
stellen, liegt dieser Wert im Bereich von 0000 bis 1111.
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Feld
11 umfasst acht Bits, von denen vier das am wenigsten signifikante
Halb-Byte des Shelf-Identifizierers bereitstellen. Diese vier Bits
werden von einem Unterstufen-Verteilungsmodul eingefügt. Bezüglich der
Ausführungsform,
in der die Unterstufen-Verteilungsmodule Signale an zwölf Bussteuerungsmodule
zur Verfügung
stellen, liegt dieser Wert im Bereich von 0000 bis 1011. Die übrigen vier
Bits des Felds 11 können
verwendet werden, um jegliche geeigneten Daten zu übermitteln.
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Die
Felder 12 – 14
enthalten die gleichen Informationen wie die Felder 9 – 11, um
eine gültige
Bitverschachtelungsparität
für den
Datenverteilungsblock 304 zur Verfügung zu stellen. Feld 12 umfasst somit
vier Bits zum Bereitstellen des signifikantesten Halb-Bytes des
Shelf-Identifizierers. Diese vier Bits werden von einem Oberstufen-Verteilungsmodul
eingefügt.
Bezüglich
der Ausführungsform,
in der die Oberstufen-Verteilungsmodule Signale an zwölf Mittelstufen-Verteilungsmodule
bereitstellen, liegt dieser Wert im Bereich von 0000 bis 1011.
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Feld
13 umfasst vier Bits für
das Bereitstellen des zweiten Halb-Bytes des Shelf-Identifizierers.
Diese vier Bits werden von einem Mittelstufen-Verteilungsmodul eingefügt. Bezüglich der
Ausführungsform,
in der die Mittelstufen-Verteilungsmodule Signale an acht Unterstufen-Verteilungsmodule
bereitstellen, liegt dieser Wert im Bereich von 0000 bis 0111.
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Feld
14 umfasst acht Bits, von denen vier das am wenigsten signifikante
Halb-Byte des Shelf-Identifizierers bereitstellen. Diese vier Bits
werden von einem Unterstufen-Verteilungsmodul eingefügt. Bezüglich der
Ausführungsform,
in der die Unterstufen-Verteilungsmodule Signale an zwölf Bussteuerungsmodule
bereitstellen, liegt dieser Wert im Bereich von 0000 bis 1011. Die übrigen vier
Bits des Felds 14 können
verwendet werden, um jegliche geeignete Daten zu übermitteln.
-
Feld
15 umfasst acht Bits, von denen eines anzeigt, ob von einem Oberstufen-Verteilungsmodul 206a–b ein
Takt ausgewählt
worden ist, von denen vier einen ausgewählten Port bezeichnen, von
denen eines gesetzt werden kann, um einen Alarm zu erzwingen, und
zwei verwendet werden können,
um jegliche geeignete Daten zu übermitteln.
Feld 16 weist acht Bits auf, von denen eines anzeigt, ob von einem
Mittelstufen-Verteilungsmodul ein Takt ausgewählt worden ist, von denen vier
einen ausgewählten Port
bezeichnen, von denen eines gesetzt werden kann, um einen Alarm
zu erzwingen, und zwei verwendet werden können, um jegliche geeignete
Daten zu übermitteln.
Feld 17 umfasst acht Bits, von denen eines anzeigt, ob von einem
Unterstufen-Verteilungsmodul 208a–b ein
Takt ausgewählt
worden ist, von denen vier einen ausgewählten Port bezeichnen, von denen
eines gesetzt werden kann, um einen Alarm zu erzwingen, und zwei
verwendet werden können, um
jegliche geeignete Daten zu übermitteln.
-
Die
Felder 18 – 27
weisen jeweils sechs Bytes auf, die einem speziellen Shelf 209 zugeordnet sind.
Für das
Ausführungsbeispiel
stellt das erste Byte in jedem der Felder 18 – 27 verschiedene Reset-Informationen
bereit. So kann jedes Bit für
die Aufnahme von Karten 212 einen von acht Steckplätzen in
einem Shelf 209 repräsentieren,
und es kann von 0 auf 1 oder von 1 auf 0 geändert werden, um anzuzeigen,
dass der entsprechende Steckplatz in Grundstellung zurückgesetzt
werden sollte. Das zweite Byte umfasst ein Bit zum Zurücksetzen
des Bussteuerungsmoduls 210, ein Bit zum Zurücksetzen
eines ersten Ethernet-Switch, ein Bit zum Zurücksetzen eines zweiten Ethernet-Switch,
ein reserviertes Reset-Bit, ein Bit, das gesetzt werden kann, um
eine 8 kHz-Rückschleife
zu bewirken, und drei Bits für
I1, I2 und I3. Das dritte Byte weist Ausschaltinformationen auf.
Jedes Bit zeigt an, ob der entsprechende Steckplatz abgeschaltet
werden soll oder nicht.
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Das
vierte Byte umfasst ein Bit, das anzeigt, ob ein Takt von dem Bussteuerungsmodul 210 ausgewählt wurde
oder nicht, drei Bits zum Identifizieren des ausgewählten Takts,
zwei Bits zum Identifizieren der ausgewählten Ebene 201a–b,
ein Bit zum An- oder Abstellen eines Rack-Alarms, und ein Bit zum Erzwingen
von Alarmen des Shelfs. Das fünfte
Byte umfasst vier Bits für
einen Synchronisationszustands-Mitteilungscode,
ein Bit für
das Anzeigen von Fehlern auf Ebene 201a, ein Bit zum Anzeigen
von Fehlern auf Ebene 201b und zwei Bits zum Übermitteln
jeglicher geeigneter Daten. Das sechste Byte umfasst acht Bits,
die vergeben worden sind, um den Backplane-Signalen drei Zustände für jede Leiterplatteneinrichtung,
wie zum Beispiel einer Karte 212, zuzuordnen.
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Feld
28 umfasst fünf
Bytes zur Übermittlung jeglicher
geeigneter Daten. Feld 29 weist sechs Bytes auf, die für die Systemalarmkarte
vergeben sind. Feld 30 umfasst ein Byte für das Bereitstellen einer BIP-Überprüfung.
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4B ist
ein Blockdiagramm, das eine Datenübertragungsblockstruktur 350 für ein Rückkopplungssignal 228 veranschaulicht,
das von dem System 200 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
umfasst das Rückkopplungssignal 228 768 Datenverteilungsblöcke, wobei
acht Datenverteilungsblöcke
für jedes
der sechsundneunzig Racks zur Verfügung gestellt werden. Jeder
Datenverteilungsblock umfasst etwa 125 Mikrosekunden, wodurch das
Rückkopplungssignal 228 etwa
96 Millisekunden lang wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
umfasst die Datenverteilungsblock-Struktur 350 drei unterschiedliche
Arten von Datenverteilungsblöcken:
einen oberen Datenverteilungsblock 354, einen mittleren/unteren
Datenverteilungsblock 356 und einen Bussteuerungs-Datenverteilungsblock 358.
Folglich werden die Datenverteilungsblöcke 354, 356 und 358 den
spezifischen Modulen zugeteilt, um Informationen vorgeschaltet übertragen
zu können.
Für das Ausführungsbeispiel
umfasst der obere Datenverteilungsblock 354 einen Frame
0, der an das Oberstufen-Verteilungsmodul vergeben ist. Die mittleren/unteren
Datenverteilungsblöcke 356 umfassen
Frames 1 + 64n (n = 0 bis 11), die an die Mittelstufen-Verteilungsmodule
zugeteilt sind, und außerdem
Frames 1 + 8n (n = 0 bis 95), die den Unterstufen-Verteilungsmodulen
zugeordnet sind. Wie noch nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben
ist, sorgen die mittleren/unteren Datenverteilungsblöcke 356 für die Übermittlung
von Informationen von beiden Modultypen im gleichen Datenverteilungsblock 356.
Die Bussteuerungs-Datenverteilungsblöcke 358 umfassen Frames
X + 8n (X = 2 bis 7, n = 0 bis 95), die jeweils an ein Paar Bussteuerungsmodule 210a–b zugeteilt sind.
So wird jedes Modul 206a–b mit
einem bestimmten Datenverteilungsblock innerhalb des Rückkopplungssignals 228 ausgestattet,
um Zustandsinformationen einzufügen,
die dem System 200 mitgeteilt werden sollen. Da die Zustandsinformationen von
all diesen Komponenten innerhalb eines einzigen Rückkopplungssignals 228 bereitgestellt
werden, wird dadurch die Anzahl der Leitungen, die benötigt werden,
um die Zustandsinformationen zur Verfügung zu stellen, reduziert.
Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Frames 8n (n = 1 bis 95) leer.
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Bezüglich der
exemplarischen Ausführungsform
weist der obere Datenverteilungsblock 354, oder Frame 0,
acht Felder 364 auf. Selbstverständlich kann Frame 0 jedoch
auch jede andere geeignete Anzahl von Feldern 364 aufweisen,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
umfasst Feld 1 von Frame 0 ein Byte zum Bereitstellen eines Synchronisiermusters.
Feld 2 umfasst ein Byte für das
Bereitstellen von verschiedenen Signalen. Feld 3 umfasst zwei Bytes,
die für
den Verlust eines Synchronisations-Rückkopplungssignals zuständig sind. Feld
4 umfasst zwei Bytes für
das Anzeigen von hereinkommenden Fehlern, wobei ein Bit für jeden
Port bereitgestellt ist. Feld 5 umfasst ein Byte für die Taktauswahl.
Feld 6 umfasst vier Bits zur Bereitstellung einer Bitverschachtelungsparität. Feld
7 umfasst 7,5 Bytes zur Übermittlung
jeglicher geeigneter Daten. Feld 8 umfasst 1,5 Bits und ist als
leeres Feld 364 vorgesehen. So ist Feld 8 zwangsweise Null,
um die Synchronisation eines folgenden Datenverteilungsblock zu
ermöglichen.
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Für das Ausführungsbeispiel
weisen die mittleren/unteren Datenverteilungsblöcke 354 dreizehn Felder 366 auf.
Selbstverständlich
kann der Datenverteilungsblock 356 jedoch auch jede andere
geeignete Anzahl von Feldern 366 enthalten, ohne vom Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Da jeweils einer von acht
mittleren/unteren Datenverteilungsblöcken 356 sowohl für ein Mittelstufen-Verteilungsmodul
als auch für
ein Unterstufen-Verteilungsmodul vorgesehen ist, enthalten die ersten
sechs Felder 366 jedes mittleren/unteren Datenverteilungsblocks 356 Informationen
von den Mittelstufen-Verteilungsmodulen in nur einem von acht mittleren/unteren
Datenverteilungsblöcken 356.
Was die übrigen
sieben von acht mittleren/unteren Datenverteilungsblöcken 356 betrifft,
so sind die ersten sechs Felder 366 leer. In allen mittleren/unteren
Datenverteilungsblöcken 356 enthalten
die Felder 7 – 12 Informationen über die
Unterstufen-Verteilungsmodule.
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Feld
1 umfasst zwei Bits zum Übermitteln jeglicher
geeigneter Daten, ein Bit zum Anzeigen der Erfassung eines ausgehenden
SFI-Fehlers, ein Bit zum Anzeigen des Verlusts des Rückkopplungssignals 228,
ein Bit zum Anzeigen eines Verlusts des gewählten 8 kHz-Takts, zwei Bits
zum Anzeigen der Stufe des Verteilungsmoduls und ein Bit zum Anzeigen
der gewählten
Ebene 201a–b.
Gemäß einer
Ausführungsform
können
die Bits zum Anzeigen der Stufe des Verteilungsmoduls eine 11 für die Oberstufen-Verteilungsmodule
sein, 10 für
die Mittelstufen-Verteilungsmodule
und 01 für
die Unterstufen-Verteilungsmodule.
Feld 2 umfasst acht Bits, von denen vier einen Identifizierer für das Verteilungsmodul
liefern, und von denen vier jegliche geeigneten Daten übermitteln.
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Feld
3 umfasst zwei Bytes zum Anzeigen eines Verlusts des Synchronisationszustands
für jeden der
zwölf entsprechenden
Ports. Feld 4 umfasst zwei Bytes zum Anzeigen eines Verlusts des
Synchronisationszustands für
jeden der zwölf
entsprechenden Ports. Feld 5 umfasst acht Bits, eines zum Anzeigen, dass
ein 8 kHz-Takt gewählt
worden ist, vier zum Anzeigen, welcher 8 kHz-Takt gewählt worden
ist, eines zum Anzeigen, dass ein Zwangsalarmbit empfangen wurde,
eines zum Anzeigen, dass im vorausgehenden Rückkopplungssignal 228 ein
Systemalarm aufgetreten ist, und eines zum Anzeigen, dass durch
einen Synchrontaktgeber 202a–b ein BIP-Fehler erfasst
wurde. Feld 6 umfasst vier Bits für die BIP-Überprüfung.
-
Feld
7 umfasst zwei Bits zum Übermitteln jeglicher
geeigneter Daten, ein Bit zum Anzeigen der Erfassung eines ausgehenden
SFI-Fehlers, ein Bit zum Anzeigen eines Verlusts des Rückkopplungssignals 228,
ein Bit zum Anzeigen eines Verlusts des gewählten 8 kHz-Takts, zwei Bits
zum Anzeigen der Stufe des Verteilungsmoduls und ein Bit zum Anzeigen
der gewählten
Ebene 201a–b.
Gemäß einer
Ausführungsform
können
die Bits zum Anzeigen der Stufe des Verteilungsmoduls eine 11 für die Oberstufen-Verteilungsmodule
sein, 10 für
die Mittelstufen-Verteilungsmodule
und 01 für
die Unterstufen-Verteilungsmodule.
Feld 8 umfasst acht Bits, von denen vier einen Identifizierer für das Verteilungsmodul
liefern, und von denen vier jegliche geeigneten Daten übermitteln.
-
Feld
9 umfasst zwei Bytes zum Anzeigen eines Verlusts des Synchronisationszustands
für jeden von
sechzehn entsprechenden Ports. Feld 10 umfasst zwei Bytes zum Anzeigen
eines Verlusts des Signalzustands für jeden von sechzehn entsprechenden
Ports. Feld 11 umfasst acht Bits, eines zum Anzeigen, dass ein 8
kHz-Takt gewählt
worden ist, vier zum Anzeigen, welcher 8 kHz-Takt gewählt worden ist,
eines zum Anzeigen, dass ein Zwangsalarmbit empfangen wurde, eines
zum Anzeigen, dass im vorausgehenden Rückkopplungssignal 228 ein
Systemalarm aufgetreten ist, und eines zum Anzeigen, dass durch
einen Synchrontaktgeber 202a–b ein BIP-Fehler erfasst
wurde. Feld 12 umfasst vier Bits für die BIP-Überprüfung. Feld 13, das 1,5 Bits
umfasst, ist zwangsweise Null, um die Synchronisation eines folgenden
Datenverteilungsblocks zu ermöglichen.
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Für das Ausführungsbeispiel
umfassen die Bussteuerungs-Datenverteilungsblöcke 358 dreizehn
Felder 368. Selbstverständlich
kann der Datenverteilungsblock 358 jedoch auch jede andere
geeignete Anzahl von Feldern 358 enthalten, wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist. Die ersten sechs Felder enthalten Informationen von
den Bussteuerungsmodulen für
die Ebenen 201a, und die anschließenden sechs Felder enthalten
Informationen von den Bussteuerungsmodulen für die Ebenen 201b.
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Feld
1 umfasst zwei Bytes. Diese Bytes enthalten zwei Bits zum Anzeigen
eines Alarms für
eine erste Energieversorgungsquelle, zwei Bits zum Anzeigen eines
Alarms für
eine zweite Energieversorgungsquelle, zwei Bits zum Anzeigen von
zwei Lüftungsalarmen,
zwei Bits zum Anzeigen eines Ethernet-Switch-Leistungsalarms, ein
Bit zum Anzeigen eines Unterbrecher-Schaltungsalarms, ein Bit für die Temperatursteuerung,
ein Bit zum Anzeigen eines Verlusts der Ebene 201a, ein
Bit zum Anzeigen eines Verlusts der Ebene 201b, ein Bit
zum Anzeigen einer Zwei- Bit-Verletzung
für die
Ebene 201a, ein Bit zum Anzeigen einer Zwei-Bit-Verletzung
für die
Ebene 201b, ein Bit zum Anzeigen, dass ein Zwangsalarmbit
empfangen wurde, und ein Bit zum Übermitteln jeglicher geeigneter
Daten.
-
Feld
2 umfasst zwei Bytes. Diese Bytes enthalten zwölf Bits zum Bereitstellen eines
Bussteuerungsmodul-Identifizierers,
ein Bit zum Anzeigen, dass ein 8 kHz-Takt gewählt wurde, und drei Bits, um den
ausgewählten
Takt zu identifizieren. Feld 3 umfasst acht Bits zum Anzeigen des
Status von einer Leiterplatteneinrichtung, wie zum Beispiel von
einer Karte 212, für
jeden von den acht entsprechenden Steckplätzen. Feld 4 umfasst acht Bits
zum Anzeigen des Vorhandenseins einer Leiterplatteneinrichtung, wie
beispielsweise einer Karte 212, in jedem von den acht entsprechenden
Steckplätzen.
-
Feld
5 umfasst acht Bits, eines zum Anzeigen, dass eine falsche Ebenenzuordnung
erfasst wurde, eines zum Anzeigen, welche Ebene 201a–b ausgewählt wurde,
eines zum Anzeigen, dass ein Systemsteckplatz-Installierungs-Bit
empfangen wurde, eines zum Anzeigen, dass ein SFI-Ebenen-Synchronisationssfehler
erzeugt wurde, eines zum Anzeigen des Verlusts des ausgewählten 8
kHz-Takts, eines zum Anzeigen eines Alarms von einem Bussteuerungsmodul 210a–b und
eines zum Anzeigen, dass ein BIP-Fehler erfasst wurde. Feld 6 umfasst vier
Bits für
die Bereitstellung einer BIP-Überprüfung.
-
Feld
7 umfasst zwei Bytes. Diese Bytes enthalten zwei Bits zum Anzeigen
eines Alarms für
eine erste Energieversorgungsquelle, zwei Bits zum Anzeigen eines
Alarms für
eine zweite Energieversorgungsquelle, zwei Bits zum Anzeigen von
zwei Lüftungsalarmen,
zwei Bits zum Anzeigen eines Ethernet-Switch-Leistungsalarms, ein
Bit zum Anzeigen eines Unterbrecher-Schaltungsalarms, ein Bit für die Temperatursteuerung,
ein Bit zum Anzeigen eines Verlusts der Ebene 201a, ein
Bit zum Anzeigen eines Verlusts der Ebene 201b, ein Bit
zum Anzeigen einer Zwei-Bit-Verletzung
für die
Ebene 201a, ein Bit zum Anzeigen einer Zwei-Bit-Verletzung
für die
Ebene 201b, ein Bit zum Anzeigen, dass ein Zwangsalarmbit
empfangen wurde, und ein Bit zum Übermitteln jeglicher geeigneter
Daten.
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Feld
8 umfasst zwei Bytes. Diese Bytes enthalten zwölf Bits zum Bereitstellen eines
Bussteuerungsmodul-Identifizierers,
ein Bit zum Anzeigen, dass ein 8 kHz-Takt gewählt wurde, und drei Bits um den
ausgewählten
Takt zu identifizieren. Feld 9 umfasst acht Bits zum Anzeigen des
Zustands von einer Leiterplatteneinrichtung, wie beispielsweise
einer Karte 212, für
jeden von den acht entsprechenden Steckplätzen. Feld 10 umfasst acht
Bits zum Anzeigen des Vorhandenseins einer Leiterplatteneinrichtung,
wie beispielsweise einer Karte 212, in jedem von den acht
entsprechenden Steckplätzen.
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Feld
11 umfasst acht Bits, eines zum Anzeigen, dass eine falsche Ebenenzuordnung
erfasst wurde, eines zum Anzeigen, welche Ebene 201a–b ausgewählt wurde,
eines zum Anzeigen, dass ein Systemsteckplatz-Installierungs-Bit
empfangen wurde, eines zum Anzeigen, dass ein SFI-Ebenen-Synchronisationsfehler
erzeugt wurde, eines zum Anzeigen des Verlusts des ausgewählten 8
kHz-Takts, eines zum Anzeigen eines Alarms von einem Bussteuerungsmodul 210a–b und
eines zum Anzeigen, dass ein BIP-Fehler erfasst wurde. Feld 12 umfasst
vier Bits für
die Bereitstellung einer BIP- Überprüfung. Feld
13, das 1,5 Bits umfasst, ist zwangsweise Null, um die Synchronisation
für einen
nachfolgenden Datenverteilungsblock zu ermöglichen.
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Verteilung eines Synchronisationssignals in
einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk der 1, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren beginnt
mit Schritt 400, wo ein Synchrontaktgeber ein Synchronisationssignal 224 generiert.
In dem Schritt 402 verteilt der Synchrontaktgeber das Synchronisationssignal 224 an
ein Oberstufen-Verteilungsmodul.
-
Mit
Schritt 404 modifiziert das Oberstufen-Verteilungsmodul das Synchronisationssignal 224.
Beispielsweise fügt
das Oberstufen-Verteilungsmodul das höherwertigste Halb-Byte eines Shelf-Identifizierers
in das SFI-Signal 224 ein. Das Oberstufen-Verteilungsmodul
fügt für jedes
nachgeschaltet angeordnete Mittelstufen-Verteilungsmodul einen anderen Wert
für den
Shelf-Identifizierer
ein. So verteilt in dem Schritt 406 das Oberstufen-Verteilungsmodul
für jedes
aus einer Vielzahl von Mittelstufen-Verteilungsmodulen ein anderes
Synchronisationssignal 224.
-
Mit
dem Schritt 408 modifiziert jedes Mittelstufen-Verteilungsmodul
das Synchronisationssignal 224 vom Oberstufen-Verteilungsmodul.
Beispielsweise fügt
das Mittelstufen-Verteilungsmodul ein zweites Halb-Byte für den Shelf-Identifizierer
in das Signal 224 ein. Für jedes nachgeschaltet angeordnete
Unterstufen-Verteilungsmodul wird für den Shelf-Identifizierer
ein anderer Wert eingefügt.
So verteilt im Schritt 410 jedes Mittelstufen-Verteilungsmodul
ein anderes Synchronisationssignal 224 für jedes
aus einer Vielzahl von Unterstufen-Verteilungsmodulen.
-
Mit
dem Schritt 412 modifiziert jedes Unterstufen-Verteilungsmodul
das Synchronisationssignal 224 vom Mittelstufen-Verteilungsmodul.
Beispielsweise fügt
jedes Unterstufen-Verteilungsmodul das am geringsten signifikante
Halb-Byte eines Shelf-Identifizierers in das Signal 224 ein.
Für jedes nachgeschaltet
angeordnete Bussteuerungsmodul wird für den Shelf-Identifizierer
ein anderer Wert eingefügt.
So verteilt jedes Unterstufen-Verteilungsmodul
in Schritt 414 für
jedes aus einer Vielzahl von Bussteuerungsmodulen ein anderes Synchronisationssignal 224.
In dem Schritt 416 verteilt jedes Bussteuerungsmodul ein
einzigartiges Synchronisationssignal 224, das einen einzigartigen
Shelf-Identifizierer
enthält,
an jede Karte, die in das Shelf eingesteckt ist, welches das Bussteuerungsmodul
aufweist. So wird jede Karte auf Basis eines Signals 224 von
einer zentralen Stelle aus synchronisiert. Außerdem erhält jede Karte von der zentralen
Stelle verschiedene Steuerungsinformationen, welche die Leistung
von bestimmten Funktionen der Karte in dem System betreffen.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Bereitstellen eines Rückkopplungssignals 228 in
einem Nachrichtenübertragungsnetzwerk,
wie dem Netzwerk 10, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren beginnt mit
Schritt 500, bei dem eine Vielzahl von Bussteuerungsmodulen
aufgrund von Zustandsinformationen, wie beispielsweise von Alarmsignalen,
aus einer Vielzahl von Karten ein Rückkopplungssignal 228 für jedes
Bussteuerungsmodul generieren. Mit Schritt 502 stellen
die Bussteuerungsmodule das Rückkopplungssignal 228 einer Vielzahl
von Unterstufen-Verteilungsmodulen
zur Verfügung.
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Mit
Schritt 504 modifizieren die Unterstufen-Verteilungsmodule
das Rückkopplungssignal 228 durch
Einfügen
der Zustandsinformationen in das Signal 228 für die Unterstufen-Verteilungsmodule.
Mit Schritt 506 stellen die Unterstufen-Verteilungsmodule
das Rückkopplungssignal 228 für eine Vielzahl
von Mittelstufen-Verteilungsmodulen zur Verfügung.
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Mit
Schritt 508 modifizieren die Mittelstufen-Verteilungsmodule
das Rückkopplungssignal 228 durch
Einfügen
der Zustandsinformationen in das Signal 228 für die Mittelstufen-Verteilungsmodule.
Mit dem Schritt 510 stellen die Mittelstufen-Verteilungsmodule
das Rückkopplungssignal 228 für ein Oberstufen-Verteilungsmodul
bereit.
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Mit
Schritt 512 modifiziert das Oberstufen-Verteilungsmodul das Rückkopplungssignal 228 durch
Einfügen
der Zustandsinformationen in das Signal 228 für das Oberstufen-Verteilungsmodul.
Mit dem Schritt 514 stellt das Oberstufen-Verteilungsmodul
das Rückkopplungssignal
für einen
Synchrontaktgeber zur Verfügung.
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Der
Synchrontaktgeber kann dann das Rückkopplungssignal 228 einer
Steuereinrichtung bereitstellen, die auf die Zustandsinformationen
in dem Rückkopplungssignal 228 antworten
kann. Infolgedessen kann jede Karte und jedes Modul durch eine Hinzufügung zu
dem Signal 228 Rückkopplungsinformationen
an eine zentrale Stelle zur Verfügung
stellen.