DE69703718T2 - Hybrider Multiplexer - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen synchronen Multiplexer mit ATM- Konzentration, der einfacher als "hybrider Multiplexer" bezeichnet wird, wobei dieser Name durch das Folgende begründet ist.
• Das diensteintegrierende digitale Nachrichtennetz mit breitem Band, Breitband-ISDN genannt (oder auf Englisch B-ISDN), schließt drei Entwicklungsrichtungen ein:
• - den Übertragungsmodus ATM (auf Englisch: Asynchrous Transfer Mode) zum Transportieren von Informationen im Breitband-ISDN-Netz, die in ATM-Zellen gruppiert sind, wobei jede ATM-Zelle aus 53 Oktetten besteht, davon 5 Kopfoktette, gefolgt von 48 Informationsoktetten;
• - die allgemeine Verwendung des synchronen Übertragungsmodus STM (auf Englisch: Synchronous Transfer Mode) bei der Übertragung, dessen Grundbaustein der Zeilenrahmen STM-n ist, der den technischen Vorschriften der SDH (auf Englisch: Synchronous Digital Hierarchy) entspricht, deren Terminologie in der Mitteilung G.707 der UIT-T definiert ist; und
• - die zunehmende Verbreitung der optischen Faser in den Verbindungen des Fernleitungsnetzes, den Verbindungen innerhalb des Ortsnetzbereiches und sogar den lokalen Verbindungen, zusätzlich zu den herkömmlichen Verbindungsmitteln, wie Koaxialkabel, verdrillte Zweidrahtleitungen.
• Die Mitteilung 1.361 definiert die Codierung der ATM-Zellen, insbesondere die Struktur des ATM-Kopfes, an die in Fig. 1 erinnert wird. An der Schnittstelle Teilnehmer-Netz umfaßt diese Struktur ein erstes Feld mit 4 Bit, das Feld für die Flußsteuerung GFC (General Flow Control) genannt wird. Das zweite Feld ist das Feld für die Wegesuche, das aus einem Feld VCI (Virtual Channel Identifier) mit 16 Bit und einem Feld VPI (Virtual Path Identifier) mit 8 Bit besteht. Die weiteren Felder PTI, CLP und HEC (auf Englisch: Head Error Check) werden hier nicht im einzelnen ausgeführt, weil sie in der vorliegenden Erfindung nicht betroffen sind. An der Schnittstelle zwischen Netzen wird das Format des Kopfes mit Ausnahme des Feldes GFC beibehalten, das durch ein zusätzliches Feld VPI mit 4 zusätzlichen Bits ersetzt wird.
• So ist die Nummer des logischen ATM-Kanals in zwei komplementäre Bezeichner zerlegt, die zwei hierarchisch gegliederte Organisationsgebilde für die Leitweglenkung unterscheiden: die logische Leitung VP, die durch ihren VPI gekennzeichnet ist, und den logischen Kanal VC, der durch seinen VCI gekennzeichnet ist, in einer logischen Leitung.
• Es ist auch zu bemerken, daß beim Übertragungsmodus ATM zu Synchronisations- und Füllzwecken leere Zellen verwendet werden, die die Zeitintervalle einnehmen, die nicht von Nutzzellen eingenommen werden. Im synchronen SDH-Modus gibt es zwei Multiplexierungsebenen. Die erste, Abschnittsebene genannt, besteht darin, synchrone Zeilenrahmen (STM-n) Oktett für Oktett und in Phase zu multiplexieren. So ist es möglich, leicht die Datenrate zu erhöhen. Die zweite, Leitungsebene genannt, betrifft einen virutellen Container VCi, welcher aus einem Container Ci, der die Nutzinformation enthält, und einer Überdatenrate (surdébit) POH besteht, die für Nutzungs- und Erhaltungsoperationen bestimmt ist. Um einen virtuellen Container VCi zu bilden, setzt ein synchroner SDH-Multiplexer eventuell virtuelle Container VCj zusammen, die von mehreren Nebenflußeinheiten mit geringerer Datenrate als der virtuelle Container VCi getragen werden.
• Als Beispiel wurde in Fig. 2 die Struktur eines Rahmens STM-1 (synchrones Transportmodul vom Typ 1 genannt) des synchronen SDH-Übertragungsmodus dargestellt. Dieser Rahmen von Fig. 2, der dafür vorgesehen ist, einen virtuellen Container VC4 zu enthalten, umfaßt einen Satz von Oktetten, der aus 9 Zeilen und 270 Spalten, nämlich 2430 Oktetten, besteht. Dieser Rahmen besitzt eine Wiederholung von 125 Mikrosekunden. Die Wiederholungsfrequenz des Rahmens und seine Erzeugungsfrequenz beträgt 8 kHz, was in Datenrate 9 · 270 Oktette · 8 kHz = 155,520 Mbit/s entspricht. Die neun ersten Spalten enthalten die Überdatenrate SOH des Abschnitts (Section Overhead), die sich auf zur Verwaltung des Leitungsabschnitts gehörige Diensteinformationen bezieht, plus den Zeiger AU-4 auf der Verwaltungseinheit vom Typ 4. Eine weitere Spalte mit 9 Oktetten ist der Überdatenrate POH der Leitung (Path Overhead) gewidmet, die sich auf zur Verwaltung des virtuellen Containers VC4 gehörige Diensteinformationen bezieht. Der Zeiger AU-4 wird verwendet, um das erste Oktett des virtuellen Containers VC zu erhalten, welches sich im Prinzip irgendwo im Rahmen STM-1 befinden kann, außer in den neun ersten Spalten, die für die Überdatenrate SOH des Abschnitts reserviert sind. Der Container VC4 entspricht einer Nutzdatenraten von 149,760 Mbit/s.
• Was die von den Europäern übernommene Hierarchie betrifft, ist die Aufstellung der verschiedenen Container die folgende: VC4 (149,76 Mbit/s), VC3 (48,384 Mbit/s), VC2 (6,784 Mbit/s) und VC12 (2,176 Mbit/s). In der Tat ist in Europa der Container VC4 ein erzwungender Durchgangspunkt, und die Bildung eines Rahmens STM-1 endet immer mit der Einfügung eines VC4 und seines Zeiger in jenen.
• Die Norm gestattet noch eine zusätzliche Flexibilität durch die Verwendung der Verkettung. Diese besteht darin, Container desselben Typs zusammenzusetzen, um für den Bedarf geeignetere Größen zu erhalten. Ein Container VC4 kann höchstens 3 VC3 oder 63 VC12 enthalten. Gegenwärtig ist eine erste Generation von SDH-Ausrüstungen dafür vorgesehen, die Container VC12, VC3 und VC4 zu verwalten.
• Der Vollständigkeit wegen muß noch bemerkt werden, daß ein Rahmen STM- 4 mit einer Online-Datenrate von 622 Mbit/s vorgesehen ist, in welchem die Verbindung von 4 VC4 beispielsweise gestattet, eine Leitung VC4-4c mit einer Kapazität von 599,04 Mbit/s zu erhalten. Es wird auch ein Rahmen STM-16 ins Auge gefaßt, um das Fernleitungsnetz und den Ortsnetzbereich mit Systemen von Leitungen mit großer Kapazität auszustatten.
• Nachdem oben ATM-Übertragungsmittel einerseits und SDH-Übertragungsmittel andererseits definiert wurden, müssen die verschiedenen Probleme untersucht werden, die sich stellen, wenn versucht wird, sie gemeinsam arbeiten zu lassen, ob diese Probleme aufgrund der verschiedenen Beschaffenheiten der gewählten Mittel oder aufgrund der Mittel auftreten, die in der augenblicklichen Situation schon vorher vorhanden waren.
• So ist es gegenwärtig schwierig vorherzusagen, wie groß das von den ATM- Nutzern erzeugte tatsächliche Verkehrsvolumen wird. Es ist wahrscheinlich, daß für den größten Teil die von den Nutzern verwendeten Datenraten einige Mbit/s nicht übersteigen. Der größte Teil der Nutzer digitaler Verbindungen gibt sich mit einigen Zehn oder Hundert kbit/s zufrieden. Die Infrastrukturen von gegenwärtigen privaten Netzen, die trotzdem Bereiche mit starker Konzentration versorgen, liegen gegenwärtig bei 34 Mbit/s. Selbst bei neuen Diensten bleiben die Nutzdatenraten verglichen mit den möglichen Datenraten der Schnittstellen relativ gering; ebenso ist es nicht sicher, daß zwischen den Netzausrüstungen die ATM-Datenraten sehr hoch sind.
• Andererseits entspricht das Anschließen eines einzigen ATM-Nutzers durch ein STM-1/VC4-Band in notwendigen Ressourcen ausgedrückt dem Anschließen von 15 bis 20 000 zusätzlichen Telefonteilnehmern. Die ATM- Ausrüstungen laufen somit Gefahr, ohne Abschwächung leere Zellen zu verbrauchen. Nun werden aber die leeren Zellen von den SDH-Ausrüstungen nicht erkannt und werden somit als Nutzverkehr übertragen. Von diesem Gesichtspunkt aus ist die Nutzung der Leitung VC4 nicht optimal. Es muß verstanden werden, daß im Modus ATM für annehmbare Leistungen eine Nutzlast pro ATM-Band von 80% empfohlen wird, d. h. daß die verbleibenden 20% von leeren Zellen eingenommen werden.
• Um zu versuchen, die Nutzung der Leitung VC4 zu verbessern, kann mit einer ATM-Multiplexierung fortgefahren werden, d. h. diese SDH-Leitung mit Hilfe eines ATM-Multiplexers unter mehreren Nutzern aufgeteilt werden, der die logischen Leitungen VP auf untergenutzten eingehenden Leitungen wiederherstellt und sie auf einer einzigen ausgehenden Leitung sammelt. Der Betrieb eines ATM-Multiplexers ist dem einer ATM-Querverbindungseinrichtung für logische Leitungen VP ähnlich. Die Funktion kann außerdem mit den gleichen Matrizen, beispielsweise einer Matrix von 16 Anschlüssen ausgeführt werden, die von 15 zu 1 verwendet wird. Es ist jedoch die Kenntnis der Wegesuchetabellen der logischen Leitungen VP nötig, da ja zwei gleiche VPI auf zwei verschiedenen zufließenden Bändern verwendet werden können. Daraus ergibt sich, daß es beim ATM-Multiplexer nötig ist, alle VPI zu übersetzen.
• Die deterministische oder statistische ATM-Multiplexierung ist eine Lösung, die gestattet, das Gewicht des ATM auf der Übertragung zu verringern. Aber sie ist nicht für alle Fälle geeignet, beispielsweise denjenigen mit verschiedenen Richtungen, denjenigen der Multiplexierung mit synchronem Verkehr, ein Fall, der ins Auge faßt werden muß, wie es unten getan wird, oder denjenigen einer geringeren Anzahl von zufließenden Bändern. Die Komplexität der Funktionen und der Verwaltung kann auch eine Bremse für die Verbreitung der Lösung der ATM-Multiplexierung sein, wie es zu sehen sein wird.
• Die ATM-Multiplexierung bietet auch auf der Ebene der Verwaltung des Verkehrs Probleme. Beispielsweise ist es am Nutzerzugang nötig, vor einer Multiplexierung zu prüfen, daß kein Nutzer die Datenrate überschreitet, die ihm pro logischer Leitung VP zugewiesen ist. Eine solche Überschreitung könnte unangenehme Folgen für den Verkehr der anderen Nutzer haben. Es sind komplexe Steuerfunktionen für die Datenrate pro logischer Leitung VP notwendig. Es sind in systematischer Weise Mittel zum Meistern dieser Funktionen an den Zugängen der ATM-Querverbindungseinrichtungen vorgesehen. Sie in Höhe eines ATM-Multiplexers für Teilnehmer vorzusehen, führt nur zu einer Verdoppelung und zieht übermäßige Gesamtkosten nach sich. Dies gilt für weitere Funktionen, wie den Abstand oder die Verarbeitung der Erhaltungsflüsse usw. Alle diese Funktionen sind notwendig, sobald ein Gebilde VP verarbeitet wird. Ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem sie an den ATM- Querverbindungseinrichtungen im Standard vorhanden sind, wird es überflüssig und teuer, sie wieder in einem lokalen ATM-Multiplexer für Teilnehmer unterzubringen.
• Diese Funktionen haben auch einen starken Einfluß auf die Verwaltung der Ausrüstung, die sich dabei als schwerer erweist. Bei einem ATM-Multiplexer müssen die Verbindungen konfiguriert werden, sie modifiziert werden können, die Unterbrechungen erfaßt, die Leistung ausgewertet und die Zeilen gezählt werden. Beispielsweise verlangt eine Modifikation der Datenrate, schnell auf die Polizeifunktion einzuwirken, ja sogar Protokolle der schnellen Reservierung zu verarbeiten. Beim Verwaltungssystem des ATM-Netzes ist ein permanentes Band notwendig. Die Kontexte müssen pro Verbindung gesichert werden. Alle diese Funktionen erhöhen das Gewicht der Verwaltung, die ein wichtiger Faktor bei den Kosten der Ausrüstung wird, speziell wenn es sich um Multiplexer für Teilnehmer handelt.
• Die eventuelle Verstopfung in einem ATM-Multiplexer erfordert auch, die Last der abgehenden ATM-Leitung zu begrenzen. Es wird im allgemeinen der theoretische Wert von 80% genommen, um zu akzeptablen Leistungen zu kommen. Es sind somit nur 120 Mbit/s am Ausgang eines ATM-Multiplexers zu einer ATM/STM-1-Schnittstelle hin verfügbar. Die Optimierung der Leitung ist somit nur teilweise.
• Zusammenfassend geben, wie oben zu sehen war, die gegenwärtigen Verkehrsvorassagen zu bedenken, daß in naher Zukunft, zehn bis zwanzig Jahren, die Nutzung der SDH-Leitungen und der Leitung VC4 fern davon sind, optimal zu sein; daß die SDH-Leitungen zu viele leere Zellen übertragen; daß eine Multiplexierung notwendig ist, aber daß die reine ATM-Multiplexierung keine zufriedenstellende Lösung bildet.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine andere Multiplexierung als die ATM-Multiplexierung vorzusehen, deren Nachteile und Unzulänglichkeiten aufgrund hautsächlich der nicht optimalen Nutzung der SDH-Leitungen, beispielsweise der Leitung VC4, wie sie heute wahrscheinlich erscheint, oben beschrieben wurde. Im folgenden wird dieser erfindungsgemäße Multiplexer "hybrider Multiplexer" genannt, wie es in der Einleitung angekündigt wurde.
• Es muß auch die bestehende Situation berücksichtigt werden. Gegenwärtig sind die Schnittstellen, die bei öffentlichen ATM-Ausrüstungen verwendet werden, hauptsächlich die PDH (auf Englisch: Plesiochronous Digital Hierarchy) mit 34 Mbit/s und die SDH mit 155 Mbit/s. Einige PDH-Inseln sind fähig, in einem Bedienungsnetz noch für eine Zeit zu bestehen. Es war notwendig, PDH/SDH-Brückenausrüstungen vorzusehen. So wird im Falle eines Zwischenbetriebs mit der PDH nach einem Positivstopfen VC12 zum Übertragen der 2,048 Mbit/s, VC3 zum Übertragen der 34,368 Mbit/s und VC4 zum Übertragen der 139,264 Mbit/s verwendet. Gegenwärtig verwaltet die erste Generation von SDH-Ausrüstungen vorrangig die Container VC12, VC3 und VC4, hauptsächlich weil sie vor allem die gesamte PDH/SDH- Brückenfunktion sicherstellen. Es ist trotzdem nicht wünschenswert, die PDH- Schnittstellen in einer SDH-Umgebung beizubehalten, weil die PDH/SDH- Brücke immer Bandbreite verbraucht, speziell im Fall der 34 Mbit/s.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hybride Multiplexierung vorzusehen, die auch eine Lösung für das durch das Vorhandensein von PDH-Inseln aufgeworfene Problem bietet.
• Der hybride Multiplexer verarbeitet den ATM-Fluß im ganzen ohne Übersetzung des VPI. Der ATM-Fluß auf einem zufließenden SDH-Band wird unverändert in einer besser dimensionierten SDH-Ausgangsleitung übertragen, wobei die Multiplexierung auf SDH-Ebene erfolgt. Aber im Unterschied zu einem SDH-Multiplexer verarbeitet der hybride Multiplexer die Zellen der physikalischen Ebene. Er wirkt somit als Brücke der Leitungsebene. Es werden dort Funktionen, wie die Zelleneinstellung oder die Fehlererfassung HEC ausgeführt, aber die Tatsache, daß nicht wieder zur VP hinaufgegangen wird, bringt Vereinfachungen hinsichtlich der ATM-Multiplexierung mit sich.
• Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein hybrider Multiplexer vorgesehen, der umfaßt:
• - eine Vielzahl von eingehenden SDH-Bändern, die den ATM-Verkehr transportieren,
• - jeweils für jedes eingehende SDH-Band, das den ATM-Verkehr transportiert, bereitgestellt
• erste Empfangsmittel zum Empfangen des Inhalts des SDH-Containers mit großer Kapazität, der in einem SDH-Rahmen übertragen wird, erste Konzentrationsmittel zum Verringern der Zahl von ATM-Zellen des in den ersten Empfangsmitteln empfangenen Containers, indem die leeren Zellen beseitigt werden, die dort enthalten waren,
• Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines SDH-Containers mit geringer Kapazität mit den von den Konzentrationsmitteln gelieferten ATM- Zellen, indem ihnen praktischerweise leere Füllzellen hinzugefügt werden,
• - Multiplexierungsmittel zum Ausführen der synchronen SDH-Multiplexierung der in den Erzeugungsmitteln erzeugten Container mit geringen Kapazitäten, indem so ein neuer SDH-Container mit großer Kapazität erzeugt wird,
• - Übertragungsmittel zum Übertragen des von den Multiplexierungsmitteln erzeugten SDH-Containers mit großer Kapazität auf einem abgehenden SDH-Band in einem SDH-Rahmen,
• - ein abgehendes SDH-Band.
• Nach einem weiteren Merkmal umfaßt der hybride Multiplexer noch:
• - eine Vielzahl von eingehenden PDH-Bändern, die einen PDH-Container transportieren,
• - jeweils für jedes eingehende SDH-Band, das einen PDH-Container transportiert, bereitgestellt
• zweite Empfangsmittel zum Empfangen des Inhalts des PDH-Containers,
• zweite Konzentrationsmittel zum Verringern des Inhalts des in den zweiten Empfangsmitteln empfangenen PDH-Containers, indem die Nutzungs- und Erhaltungs-Überdatenrate für den PDH-Rahmen beseitigt wird, zweite Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines SDH-Containers mit geringer Kapazität mit dem verbleibenden PDH-Inhalt,
• - Multiplexierungsmittel zum Ausführen der synchronen SDH-Multiplexierung nicht nur der von den ersten Erzeugungsmitteln erzeugten Container mit geringen Kapazitäten sondern auch der von den zweiten Erzeugungsmitteln gelieferten SDH-Container mit geringer Kapazität, indem so ein neuer SDH-Container mit großer Kapazität erzeugt wird,
• - Übertragungsmittel zum Übertragen des von den Multiplexierungsmitteln erzeugten SDH-Containers mit großer Kapazität auf einem abgehenden SDH-Band in einem SDH-Rahmen,
• - ein abgehendes SDH-Band.
• Nach einem weiteren Merkmal führen, wenn der PDH-Container ATM-Zellen enthält, die zweiten Konzentrationsmittel auch eine Verringerung der ATM- Zellen durch, indem ebenfalls die leeren Zellen beseitigt werden, und fügen die zweiten Erzeugungsmittel auch geeignete Füllzellen hinzu.
• Nach einem weiteren Merkmal ist der von den ersten Erzeugungsmitteln erzeugte SDH-Container mit geringerer Kapazität das Ergebnis einer Verkettung.
• Nach einem weiteren Merkmal ist, wenn ein empfangener Container ATM- Zellen enthält, zwischen den Konzentrationsmitteln und den Erzeugungsmitteln ein FIFO-Speicher vorgesehen, um die von den Konzentrationsmitteln gelieferten ATM-Zellen zu speichern und sie an die Erzeugungsmittel zu liefern.
• Die oben genannten Merkmale der Erfindung sowie weitere zeigen sich deutlicher beim Lesen der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei die Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in welchen:
• Fig. 1 Diagramm ist, das die Struktur eines ATM-Kopfes zeigt,
• Fig. 2 ein Diagramm ist, das die Struktur eines SDH-Rahmens zeigt,
• Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen hybriden Multiplexers ist,
• Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm der ersten Empfangsmittel ist, die im hybriden Multiplexer von Fig. 3 verwendet werden,
• Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm der ersten Erzeugungsmittel ist, die im hybriden Multiplexer von Fig. 3 verwendet werden,
• Fig. 6 ein Diagramm ist, das zeigt, wie verschiedene Arten zufließender Einheiten in eine Leitung VC eines SDH-Rahmens STM-1 eingefügt werden, und
• Fig. 7 ein Schema ist, das die Verwendung der SDH-Container mit geringen Kapazitäten zeigt, wie sie im erfindungsgemäßen hybriden Multiplexer angeboten wird.
• Der hybride Multiplexer von Fig. 3 umfaßt einen Multiplexer 100, der drei Reihen von Eingängen 110.1 bis 110.9, 120.1 bis 120.9 und 130.1 bis 130.9 und einen Ausgang 200 umfaßt, wobei der hybride Multiplexer noch einen Steuereingang 301 aufweist, der mit dem Ausgang eines Verwaltungs- und Steuerungsrechners 300 verbunden ist.
• Die Reihe von Eingängen 110.1 bis 110.9 empfängt Daten, die jeweils von eingehenden SDH-Bändern 111.1 bis 111.9 stammen, die ATM-Zellen transportieren. Das eingehende Band 111.1 ist mit dem Eingang eines Empfängers 400 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang einer FIFO- Speicherreihe 500 verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang eines Generators 600 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang 110.1 des Multiplexers 100 verbunden ist. Im folgenden wird angenommen, daß jedes eingehende Band 111.1 bis 111.9 SDH-Rahmen STM-1 trägt, aber einige von ihnen ATM-Zellen transportierende PDH-Rahmen tragen können, die für den Fachmann auf dem Gebiet in analoger Weise behandelt werden.
• Die Reihe von Eingängen 120.1 bis 120.9 empfängt Daten, die jeweils von eingehenden Bändern 121.1 bis 121.9 stammen, die Nicht-ATM-Daten transportieren, die entsprechend dem PDH-Übertragungsmodus mit 34 Mbit/s übertragen werden. Als Beispiel ist das eingehende Band 121.1 mit dem Eingang eines Empfängers 700 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Generators 600 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang 120.1 des Multiplexers 100 verbunden ist.
• Die Reihe von Eingängen 130.1 bis 130.9 empfängt Daten, die jeweils von eingehenden Bändern 131.1 bis 131.9 stammen, die Nicht-ATM-Daten transportieren, die entsprechend dem PDH-Übertragungsmodus mit 2 Mbit/s übertragen werden. Als Beispiel ist das eingehende Band 131.1 direkt mit dem Eingang eines Generators 600 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang 130.1 des Multiplexers 100 verbunden ist.
• Beim Empfänger 400 von Fig. 4 ist das eingehende SDH-Band 111.1 an eine Schaltung 401 zur Wiederherstellung der Zeitbasis, eine Einstellungsschaltung 402 und einen Serien/Parallel-Wandler 403 parallel angeschlossen. Die Schaltung 401 stellt die SDH-Zeitbasis des eingehenden Bandes 111.1 in bekannter Weise wieder her, die hier nicht beschrieben wird. Das wiederhergestellte Taktsignal wird an die Einstellungsschaltung 402 und den Wandler 403 geschickt. Die Einstellungsschaltung 402 bestimmt, ebenfalls in bekannter Weise, die Oktettgrenzen und den Ort der Oktette mit Überdatenrate SOH, zum Beispiel im in Fig. 2 gezeigten SDH-Rahmen. Die Schaltung 402 steuert den Serien/Parallel-Wandler 403 derart, daß der Wandler 403 Daten in einzelnen Oktetten über ein Gatter ET 404 an den Speicher 500, an eine Interpretationsschaltung 405 für den Zeiger, der in der Überdatenrate SOH enthalten ist, an eine Schaltung 406 für die Begrenzung von Zellen und an einen Detektor 407 für leere Zellen gibt. Die Einstellungschaltung 402 liefert auch ein Oktett-Taktsignal an den Speicher 500, die Schaltung 405, die Schaltung 406 und den Detektor 407 für leere Zellen. Die Einstellungsschaltung 402 liefert auch Steuersignale an die Schaltung 405, die den Ort der Oktette der Überdatenrate SOH angeben.
• Der Betreib der Interpretationsschältung 405 für den Zeiger ist in der Mitteilung G.707 der UIT-T definiert. Sie definiert den Ort der Überdatenrate des POH-Containers. Die Schaltung 405 liefert an die Schaltung 406 zur Begrenzung von Zellen eine Information, um anzugeben, ob ein den Wandler 403 verlassendes Oktett ein Nutzoktett ist oder nicht.
• Die Schaltung 406 zur Begrenzung von Zellen arbeitet, indem sie das Feld HEC des Kopfes der ATM-Zelle in bekannter Weise einsetzt. Sie erzeugt Signale, die den Anfang jeder empfangenen Zelle angeben und schickt diese Signale an einen Steuereingang des Speichers 500, so daß die Überdatenrate SOH und die Überdatenrate POH dort nicht gespeichert werden. Die Einzelheiten und der Betreib der Schaltung 406 zur Begrenzung von Zellen sind in der Mitteilung 1.432 der UIT-T gegeben.
• Der Generator 600, in Fig. 5 gezeigt, hat die Funktion, ausgehend von den im FIFO-Speicher 500 gespeicherten ATM-Zellen einen virtuellen Container zu bilden und dort die Überdatenraten POH, die diesen virtuellen Container betreffen, einzufügen, um einen richtigen virtuellen SDH-Container zu bilden, der dann im Multiplexer 100 mit weiteren virtuellen Containern im Rahmen STM-1/VC4 gemultiplext wird.
• Beim Generator 600 ist der Dateneingang einer Schaltung 601 zum Einfügen von Daten mit dem Datenausgang des FIFO-Speichers 500 verbunden. Ein Eingang der Schaltung 601 ist mit einem Ausgang zur Auswahl einer Bildungsschaltung 602 verbunden, die die Enveloppe eines virtuellen Containers VC erzeugt. Die Schaltung 602 ist auch mit Eingängen zur Auswahl einer Erzeugungsschaltung 603, die die dem virtuellen Container VC zugewiesene Überdatenrate POH erzeugt, und einer Erzeugungsschaltung 604 verbunden, die den virtuellen Container VC erzeugt. Der Ausgang der Schaltung 603 ist mit einem ersten Dateneingang der Schaltung 604 verbunden. Der Ausgang der Schaltung 601 ist mit einem zweiten Dateneingang der Schaltung 604 verbunden. Der Ausgang der Schaltung 604 ist mit dem Eingang 110.1 des Multiplexers 100 verbunden.
• Der Steuereingang der Schaltung 602 ist mit dem Ausgang einer Schaltung 605 zur Auswahl des virtuellen Containers verbunden, deren drei Steuereingänge k, l und m durch den Eingang 301 mit der Verwaltungsschaltung 300 verbunden sind. Die Steuereingänge k, l und m entsprechen den Werten der drei Parameter K, L und M, deren Rolle jetzt definiert wird.
• Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 in Erinnerung gebracht wird, weist der SDH-Rahmen STM-1 2430 Oktette auf, die in 270 Spalten mit 9 Zeilen strukturiert sind. Der SDH-Multiplexer 100, Fig. 3, gestattet, verschiedene Arten von zufließenden Einheiten mit geringerer Datenrate, die an diese Eingänge 110.1 bis 110.9, 120.1 bis 120.9 und 130.1 bis 130.9 gegeben werden, an seinem Ausgang 200 in einem Rahmen STM-1 zusammenzusetzen. Selbstverständlich muß die Summe der Datenraten der zufließenden Einheiten geringer als die Datenrate eines virtuellen Containers VC4, nämlich 149 760 Mbit/s, sein.
• Entsprechend der SDH-Terminologie wird jede zufließende Einheit mit TU (auf Englisch: Tributary Unit) bezeichnet. Im virtuellen Container VC4 ist jede Einheit TU eine synchrone Struktur, die eine bestimmte Anzahl von Spalten im Rahmen einnimmt. In der Praxis werden die Einheiten TU zuerst in den virtuellen Container VC4 eingefügt, der wiederum dann in den Rahmen eingefügt wird.
• Die Diagramme a und b der Fig. 6 geben die jeweiligen Größen und die jeweiligen Formate zweier Einheiten TU an, die darstellen, wie sie an sehr genauen Orten in den virtuellen Container VC4 eingefügt werden. Diese die Einheiten TU-12 und TU-2 betreffenden Diagramme sind direkt aus der Fig. 10-1 der bereits genannten Empfehlung G.707 abgeleitet, und ihr Verfahren zur Einfügung ist in Absatz 7 der Empfehlung G.707 beschrieben.
• Die Einheit TU-12, Fig. 6a, hat eine Datenrate von 2304 kbit/s und setzt sich aus 38 Oktetten alle 125 Ps zusammen, die in der virtuellen Leitung VC4 4 Spalten mit 9 Zeilen einnehmen. Die Einheit TU-2, Fig. 6b, hat eine Datenrate von 6912 kbit/s und setzt sich aus 108 Oktetten alle 125 Ps zusammen, die in der virtuellen Leitung VC4 12 Spalten mit 9 Zeilen einnehmen. Fig. 7-10 der Empfehlung G.707 gibt in Abhängigkeit von drei Parametern K, L und M die jeweilige Zuweisung und Numerierung der Einheiten TU-12, TU-2 usw. an, die der Betreiber des SDH-Multiplexers mittels der Verwaltungsschaltung 300 im Rahmen STM-1 verwenden kann. Die Daten dieser Zuflußeinheiten werden dann in die zugewiesenen Spalten eingefügt. In der Praxis definieren die Koeffizienten K, L und M die Adressen der Spalten, in welche die Daten eingefügt werden.
• Zurück zu Fig. 5: der Betreiber kann mit Hilfe der Verwaltungsschaltung 300 und in Kenntnis der von der Schaltung 601, d. h. vom Speicher 500, geforderten Datenrate die Sendung von Parametern K, L und M über den Eingang 301 an die Steuereingänge k, l und m der Auswahlschaltung 605 entscheiden, die durch die Bildungsschaltung 602 die Schaltung 601 zum Einfügen von Daten steuert.
• In der Praxis kann die Datenrate der ATM-Zellen des Speichers 500 entweder kleiner oder gleich derjenigen einer Einheit TU-12 sein, oder höher als diejenige einer Einheit TU-12 aber kleiner oder gleich derjenigen einer Einheit TU-2 oder höher als diejenige einer Einheit TU-2 aber kleiner oder gleich derjenigen einer Einheit TU-3, oder höher als diejenige einer Einheit TU-3 aber kleiner als diejenige eines VC4.
• Es ist eine große Vielfalt von Situationen möglich, wie es die Diagramme von Fig. 7 zeigen, die sich auf Situationen beziehen, die in Europa angetroffen werden können, die aber der Fachmann auf dem Gebiet leicht modifizieren könnte, um die von anderen Ländern gewählten Normen zu erfüllen.
• Als Beispiel laufen in Fig. 7 links die vier Diagramme (1) bis (4) rechts zu einer in einem Rahmen STM-1 übertragenen virtuellen Leitung VC4 zusammen.
• Das Diagramm (1) bezieht sich anfangs auf Leitungen mit einer Datenrate von 2,176 Mbit/s. Eine Leitung C-12 mit dieser Datenrate wird in eine virtuelle Leitung VC-12 umgewandelt, indem ihr eine Leitungs-Überdatenrate POH hinzugefügt wird. Die virtuelle Leitung VC-12 wird in eine Einheit TU-12 eingeführt, deren Zeiger gestattet, den Ort der virtuellen Leitung VC-12 zu kennen. Rechts des Rechtecks TU-12 gibt die Zahl 3 an, daß es möglich ist, bis zu drei Einheiten TU-12 mit oder ohne Verkettung zu multiplexieren, um eine virtuelle Leitung mit einer Datenrate zu erhalten, die praktisch einer virtuellen Leitung VC-2 mit einer Datenrate von 6,784 Mbit/s äquivalent ist.
• Das Feld TUG.2 gibt einfach die Gruppe von 12 Spalten an, die entweder der Gruppe von Fig. 6b für eine Einheit TU-2 oder drei Gruppen von Fig. 6a für die Multiplexierung von drei TU-12 entspricht. Das ist per Analogie das gleiche für das folgende Feld TUG.3.
• Weiter links gibt die Zahl 7 die maximale Multiplexierung mit oder ohne Verkettung an, um eine Datenrate zu erhalten, die praktisch zu einer virtuellen Leitung VC-3 mit einer Datenrate von 48,384 Mbit/s äquivalent ist. Noch weiter links gibt die Zahl 3 die maximale Multiplexierung mit oder ohne Verkettung an, um eine Datenrate zu erhalten, die praktisch zu einer virtuellen Leitung VC-4 mit einer Datenrate von 149,76 Mbit/s äquivalent ist. Schließlich endet das Diagramm (1) mit der virtuellen Leitung VC-4, dem Zeiger AU-4 und dem Rahmen STM-1.
• Die Diagramme (2) und (3) lassen sich wie das Diagramm (1) interpretieren.
• Das Diagramm (4) bezieht sich anfangs auf eine Leitung C-4, die in eine virutelle Leitung VC-4 umgewandlet wird, um in den Rahmen STM-1 eingefügt zu werden.
• Wie oben erwähnt kann die Datenrate an ATM-Zellen des Speichers 500 höher als diejenige einer Leitung C2 aber kleiner als diejenige von zwei Leitungen C2 angetroffen werden. In diesem Fall ist es möglich, im Generator 600 mit einer Verkettung zweier Einheiten TU desselben Typs fortzufahren, indem die Daten (Oktett für Oktett) zyklisch auf die entsprechenden Spalten verteilt werden.
• Als Beispiel wird die Einfügung von ATM-Zellen in zwei verkettete Leitungen C2 beschrieben. Es werden nacheinander die folgenden verschiedenen Phasen angetroffen:
• Phase C2.2c - Die ATM-Zellen werden in einen Container mit der Kapazität von zwei Leitungen C2 eingefügt. Die Oktetts werden abwechselnd in jede Leitung C2 verteilt.
• Phase VC2.2c - Jeder Leitung C2 wird eine POH (Überdatenrate zur Erhaltung des Containers) hinzugefügt, um die virtuelle Leitung VC2.2c zu bilden.
• Phase TU2.2c - Jede virtuelle Leitung VC2 wird dann in eine TU2 eingeführt. Der Zeiger von TU2 gestattet, den Ort der VC2 in der TU2 zu kennen. Die beiden TU2 von TU2.2c haben den gleichen Zeigerwert, wie es die Verkettung will.
• Phase VC4 - Die beiden TU2 werden dann entsprechend ihrer vom Betreiber gewählten Nummer in VC4 eingefügt. Eine VC4 kann bis zu 21 TU2 enthalten. Jede TU2 nimmt in VC4 12 Spalten an ganz genauen und festen Orten ein. Die Tabelle im Anhang gibt die von den TU2 eingenommenen Spalten in Abhängigkeit von ihrer Nummer an. Tatsächlich ist diese Nummer durch die drei Parameter K, L, M gegeben. Wenn beispielsweise der Betreiber die Verwendung der beiden ersten TU2 (K = 1, L = 1, M = 0 und K = 1, L = 2, M = 0) wählt, sind die verwendeten Spalten die Spalten 10, 13, 31, 34, 52, 55 usw. Die nicht verwendeten Spalten werden für einen eventuellen weiteren Zufluß frei gelassen. Eine POH vervollständigt die VC4.
• Phase AU4 - Die VC4 wird dann in die AU4 eingeführt. Der Zeiger von AU4 gestattet, den Ort der VC4 in der AU4 zu kennen.
• Phase STM-1 - Die AU4 wird dann an einem ganz genauen und festen Ort in einem Rahmen eingeführt. Die SOH (Überdatenrate zur Erhaltung des Rahmens) wird eingefügt.
• Wie zu sehen ist, gibt es nur zwei Ebenen von Zeigern, VC2 in TU2 und VC4 in AU4. Tatsächlich kann im SDH-Netz ein VC4 den Rahmen STM-1 ändern, wobei der Zeigerwert modifiziert werden kann. Auf die gleiche Weise kann VC2 während ihres Laufes im SDH-Netz eine TU2 ändern.
• Diese Zeiger werden dann vom Empfangsteil verwendet, um die virtuellen Container wiederherzustellen. Die Operationen sind die folgenden:
• Phase STM-1 - Der Rahmen STM-1 wird wiederhergestellt, die SOH (Überdatenrate zur Erhaltung des Rahmens) wird analysiert und die AU4 wird leicht herausgezogen, weil ihre Position bekannt und fest ist.
• Phase AU4 - Der Wert des Zeigers wird analysiert, um die VC4 herauszuziehen, wobei dieser Wert im Laufe der Zeit eventuell variieren kann.
• Phase VC4 - Die POH von VC4 wird analysiert und die beiden TU2 werden aus der VC4 herausgezogen. Jede TU2 nimmt tatsächlich einen bekannten Ort ein, der in der VC4 fest und durch ihre Nummer bestimmt ist. Im oben genannten Beispiel, in dem der Betreiber die Verwendung der beiden ersten TU2 (K = 1, L = 1, M = 0 und K = 1, L = 2, M = 0) gewählt hat, sind die gelesenen Spalten die Spalten 10, 13, 31, 34, 52, 55 usw.
• Phase TU2.2c - Der Wert der Zeiger von TU2 wird analysiert, um jede VC2 herauszuziehen. Die Wertunterschiede werden ausgeglichen (die VC2 sind verkettet).
• Phase C2.2c - Die ATM-Zellen werden aus den verketteten Containern C2 herausgezogen.
• Bei einem Empfänger 700, der mit einem der Eingänge 121.1 bis 121.9 verbunden ist, die entsprechend dem PDH-Übertragungsmodus übertragene Nicht-ATM-Daten mit 34 Mbit/s empfangen, werden die Überdatenrate der Nutzung und Erhaltung des eingehenden PDH-Rahmens beseitigt. Die Beseitigung erfolgt durch herkömmliche Mittel. Dann hat der entsprechende Generator 600 eine Struktur und einen Betrieb, die denjenigen des oben beschriebenen Generators ähnlich sind.
• Jeder der mit den Eingängen 131.1' bis 131.9 verbundene Generator 600 arbeitet wie es oben beschrieben wurde.
• Es wurde gerade die Struktur eines erfindungsgemäßen hybriden Multiplexers beschrieben, indem zusammengefaßt der Betrieb erläutert wurde. Die Struktur eines entsprechenden hybriden Demultiplexers und sein Betrieb lassen sich für den Fachmann auf dem Gebiet praktisch durch Symmetrie herleiten. Tabelle 1

Claims (5)

1. Hybrider Multiplexer, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:

- eine Vielzahl von eingehenden SDH-Bändern (111.1 bis 111.9), die den ATM-Verkehr transportieren,

- jeweils für jedes eingehende SDH-Band, das den ATM-Verkehr transportiert, bereitgestellt

- erste Empfangsmittel (400) zum Empfangen des Inhalts des SDH-Containers mit großer Kapazität, der in einem SDH-Rahmen übertragen wird,

- erste Konzentrationsmittel (500) zum Verringern der Zahl von ATM-Zellen des in den ersten Empfangsmitteln empfangenen Containers, indem die leeren Zellen beseitigt werden, die dort enthalten waren,

- Erzeugungsmittel (600) zum Erzeugen eines SDH-Containers mit geringer Kapazität mit den von den Konzentrationsmitteln (500) gelieferten ATM-Zellen, indem ihnen praktischerweise leere Füllzellen hinzugefügt werden,

- Multiplexierungsmittel (100) zum Ausführen der synchronen SDH-Multiplexierung der in den Erzeugungsmitteln (600) erzeugten Container mit geringen Kapazitäten, indem so ein neuer SDH- Container mit großer Kapazität erzeugt wird,

- Übertragungsmittel zum Übertragen des von den Multiplexierungsmitteln erzeugten SDH-Containers mit großer Kapazität auf einem abgehenden SDH-Band in einem SDH-Rahmen,

- ein abgehendes SDH-Band (200).

2. Hybrider Multiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er noch umfaßt:

- eine Vielzahl von eingehenden PDH-Bändern (121.1 bis 121.9), die einen PDH-Container transportieren,

- jeweils für jedes eingehende SDH-Band, das einen PDH- Container transportiert, bereitgestellt

- zweite Empfangsmittel (700) zum Empfangen des Inhalts des PDH-Containers,

- zweite Konzentrationsmittel zum Verringern des Inhalts des in den zweiten Empfangsmitteln empfangenen PDH-Containers, indem die Nutzungs- und Erhaltungs-Überdatenrate für den PDH-Rahmen beseitigt wird,

- zweite Erzeugungsmittel (600) zum Erzeugen eines SDH- Containers mit geringer Kapazität mit dem verbleibenden PDH-Inhalt,

- Multiplexierungsmittel (100) zum Ausführen der synchronen SDH-Multiplexierung nicht nur der von den ersten Erzeugungsmitteln (600) erzeugten Container mit geringen Kapazitäten sondern auch der von den zweiten Erzeugungsmitteln (600) gelieferten SDH-Container mit geringer Kapazität, indem so ein neuer SDH-Container mit großer Kapazität erzeugt wird,

- Übertragungsmittel zum Übertragen des von den Multiplexierungsmitteln erzeugten SDH-Containers mit großer Kapazität auf einem abgehenden SDH-Band in einem SDH-Rahmen,

- ein abgehendes SDH-Band (200).

3. Hybrider Multiplexer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von den ersten oder zweiten Erzeugungsmitteln erzeugte SDH-Container mit geringerer Kapazität das Ergebnis einer Verkettung ist.

4. Hybrider Multiplexer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der PDH-Container ATM-Zellen enthält, die zweiten Konzentrationsmittel auch eine Verringerung der ATM-Zellen durchführen, indem ebenfalls die leeren Zellen beseitigt werden und die zweiten Erzeugungsmittel (600) auch geeignete Füllzellen hinzufügen.

5. Hybrider Multiplexer nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein empfangener Container ATM-Zellen enthält, zwischen den Konzentrationsmitteln und den Erzeugungsmitteln ein FIFO-Speicher vorgesehen ist, um die von den Konzentrationsmitteln gelieferten ATM-Zellen zu speichern und sie an die Erzeugungsmittel zu liefern.