FI90486C - Menetelmä ja laite synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä suoritettavan elastisen puskuroinnin toteuttamiseksi - Google Patents

Description

1 90486

Menetelmä ja laite synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä suoritettavan elastisen puskuroinnin toteuttamiseks i 5

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä sekä oheisen patenttivaatimuksen 3 johdanto-osan mukainen laite synkronisessa 10 digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä suoritettavan elastisen puskuroinnin toteuttamiseksi.

Nykyinen digitaalinen siirtoverkko on plesiokroni-nen, mikä tarkoittaa sitä, että jokaisella 2 Mbit/s pe-ruskanavointijärjestelmällä on oma, toisista järjestel-15 mistä riippumaton kellonsa. Tämän johdosta ei ylemmän asteen järjestelmän bittivirrasta pystytä paikallistamaan yhtä 2 Mbit/s:n signaalia, vaan 2 Mbit/s:n signaalin erottamiseksi on ylemmän tason signaali demultipleksoitava jokaisen väliasteen kautta 2 Mbit/s -tasolle. Tästä johtu-20 en on erityisesti haaroittuvien yhteyksien, joilla vaaditaan useita multipleksereitä ja demultipleksereitä, rakentaminen ollut kallista. Toinen plesiokronisen siirtoverkon haitta on se, että kahden eri laitevalmistajan laitteet eivät useinkaan ole keskenään yhteensopivia.

. 25 Muun muassa yllä mainitut puutteet ovat johtaneet uuden synkronisen digitaalisen hierarkian SDH (Synchronous Digital Hierarchy) määrittelyyn. Määrittely on tehty CCITT:n suosituksissa G.707, G.708 ja G.709. Synkroninen digitaalinen hierarkia perustuu STM-N -siirtokehyksiin 30 (Synchronous Transport Module), joita on usealla hierarkiatasolla N (N=l,4,16...). Olemassa olevat PCM-järjestelmät, kuten 2, 8, ja 32 Mbit/s:n järjestelmät multiplek-soidaan SDH-hierarkian alimman tason (N=l) synkroniseen 155,520 Mbit/s kehykseen, jota kutsutaan edellä esitetyn .35 mukaisesti STM-1 -kehykseksi. Ylemmillä hierarkiatasoilla 2 90486 ovat bittinopeudet alimman tason monikertoja.

Kuviossa 1 on havainnollistettu STM-N -kehyksen rakennetta, ja kuviossa 2 yhtä STM-1 -kehystä. STM-N -kehys koostuu matriisista, jossa on 9 riviä ja N kertaa 5 270 saraketta siten, että jokaisen rivin sarakkeen ris teyskohdassa on yksi tavu. N x 9:n ensimmäisen sarakkeen rivit 1-3 ja 5-9 käsittävät siirto-otsikon SOH (Section Overhead), ja rivi 4 AU-osoittimen. Loppuosan kehysrakenteesta muodostaa N kertaa 261 sarakkeen pituinen osa, 10 johon sisältyy STM-N- kehyksen hyötykuormaosa.

Kuvio 2 havainnollistaa yhtä STM-1- kehystä, joka on siis 270 tavun pituinen edellä esitetyn mukaisesti. Hyötykuormaosa käsittää yhden tai useamman hallintoyksikön AU (Administration Unit). Kuvion esimerkkitapauksessa hyöty-15 kuormaosa muodostuu ylimmän hierarkiatason AU-yksiköstä AU-4, johon on sijoitettu vastaavasti ylimmän tason virtuaalinen kontti VC-4 (Virtual Container). (Vaihtoehtoisesti siirtokehys STM-1 voi sisältää useita alemman tason AU-yksiköitä (AU-3), joista kuhunkin on sijoitettu vastaava 20 alemman tason virtuaalinen kontti (VC-3)). VC-4 muodostuu puolestaan kunkin rivin alussa olevasta yhden tavun pituisesta (yhteensä 9 tavua) reittiotsikosta PÖH (PathOverhe-ad) sekä hyötykuormaosasta, jonka sisältämät alemman tason kehykset sisältävät myös tavuja, jotka mahdollistavat lii-25 täntätasauksen suorittamisen mapituksen yhteydessä mapitettavan informaatiosignaalin nopeuden poiketessa jossain määrin nimellisarvostaan. Informaatiosignaalin mapitusta siirtokehykseen STM-1 on kuvattu esimerkiksi patenttihakemuksissa AU-B-34689/89 sekä FI-914746.

30 Jokaisella tavulla, joka on AU-4 -yksikössä on oma paikkanumeronsa. Edellä mainittu AU-osoitin sisältää VC-4-kontin ensimmäisen tavun paikan AU-4 -yksikössä. Osoittimien avulla voidaan suorittaa SDH-verkon eri pisteissä positiivisia tai negatiivisia osoitintasauksia. Jos verkon 35 solmuun, joka toimii tietyllä kellotaajuudella, tuodaan 3 90486 ulkopuolelta virtuaalinen kontti, jonka kellotaajuus on äskeistä suurempi, on seurauksena datapuskurin täyttyminen. Tällöin on suoritettava negatiivinen tasaus: vas taanotetusta VC-kontista siirretään yksi tavu otsikkotilan 5 puolelle ja osoittimen arvoa pienennetään vastaavasti yhdellä. Jos taas vastaanotetulla VC-kontilla on solmun kellonopeuteen nähden pienempi nopeus, pyrkii datapuskuri tyhjenemään. Tällöin on suoritettava positiivinen tasaus: vastaanotettuun VC-konttiin lisätään täytetavu ja osoit-10 timen arvoa kasvatetaan yhdellä.

Kuvio 3 esittää sitä, kuinka STM-N-kehys on mahdollista muodostaa olemassaolevista asynkronisista bittivirroista. Nämä bittivirrat (1,5, 2, 6, 8, 34, 45 tai 140

Mbit/s, jotka on esitetty kuviossa oikealla) pakataan 15 ensimmäisessä vaiheessa CCITT:n määrittelemiin kontteihin C (engl. Container). Toisessa vaiheessa lisätään kontteihin ohjaustietoa sisältäviä otsikkotavuja, jolloin saadaan edellä esitetty virtuaalinen kontti VC-11, VC-12, VC-2, VC-3 tai VC-4 (lyhenteiden perässä esiintyvistä indek-20 seistä ensimmäinen viittaa hierarkiatasoon ja toinen bit-tinopeuteen). Tämä virtuaalinen kontti pysyy koskemattomana matkallaan synkronisen verkon läpi aina kontin määränpäähän asti. Virtuaalisista konteista muodostetaan edelleen (hierarkiatasosta riippuen) joko ns. aliyksiköitä TU ·’ 25 (Tributary Unit) tai edellä esitettyjä AU-yksiköitä (AU-3 ja AU—4) lisäämällä niihin osoittimet. AU-yksikkö voidaan mapittaa suoraan STM-1- kehykseen, mutta TU-yksiköt on koottava aliyksikköryhmien TUG (Tributary Unit Group) ja VC-3- sekä VC-4- yksiköiden kautta AU-yksiköiden muodosta-30 miseksi, jotka sitten voidaan mapittaa STM-1- kehykseen. Kuviossa 3 on mapitusta (engl. mapping) merkitty yhtenäisellä ohuella viivalla, kohdistusta (aligning) katkoviivalla, ja multipleksausta (multiplexing) yhtenäisellä paksummalla viivalla.

35 Kuten kuviosta 3 voidaan havaita, on STM-1 -kehyksen 4 90486 muodostamiseen olemassa useita vaihtoehtoisia tapoja, samoin voi esimerkiksi ylimmän tason virtuaalisen kontin VC-4 sisältö vaihdella sen mukaan, miltä tasolta ja miten sitä on lähdetty rakentamaan. STM-l-signaaliin voi siten 5 sisältyä esim. 3 TU-3- yksikköä tai 21 TU-2- yksikköä tai 63 TU-12- yksikköä. Ylemmän tason yksikön sisältäessä useita alemman tason yksiköitä, esim. VC-4- yksikön sisältäessä vaikkapa TU-12-yksiköitä (joita on siis yhdessä VC-4- yksikössä yhteensä 63 kappaletta, vrt. kuvio 3), on 10 alemman tason yksiköt mapitettu ylemmän tason kehykseen käyttäen lomitusta siten, että kustakin alemman tason yksiköstä on ensin otettu peräkkäin ensimmäiset tavut, sen jälkeen toiset tavut, jne. Näin ollen, VC-4- signaalin sisältäessä esim. edellä mainitut 63 kappaletta TU-12 sig-15 naaleja, sijaitsevat nämä VC-4- kehyksessä kuvion 2 esittämällä tavalla eli siten, että ensin tulee ensimmäisen TU-12- signaalin ensimmäinen tavu, sen jälkeen toisen TU-12- signaalin ensimmäinen tavu, jne. Viimeisen eli 63. TU-12- signaalin ensimmäisen tavun jälkeen tulee jälleen en-20 simmäisen TU-12- signaalin toinen tavu, jne. STM-1- kehyksen yhdelle riville tulee siten jokaisesta TU-12- signaalista neljä tavua, ja koko STM-1- kehykseen siis 4x9= 36 tavua. Yksi kokonainen TU-12 -kehys, jonka pituus on 500 μβ, jakautuu perustapauksessa neljään peräkkäiseen 25 STM-1- kehykseen. TU-12- kehykseen kuuluu neljä osoitinta-vua V1-V4 siten, että ensimmäinen neljännes TU-12-kehyk-sestä sisältää osoitintavun VI, toinen neljännes osoitin-tavun V2, jne. Kaksi ensimmäistä tavua VI ja V2 muodostavat varsinaisen TU-osoitinarvon, tavua V3 käytetään ta-30 sauksen suorittamiseen ja tavu V4 on varattu muihin tarkoituksiin. TU-12- osoitin, joka siis muodostuu tavuista VI ja V2, osoittaa ensimmäiseen tavuun VC-12-yksikössä. Tätä ensimmäistä tavua merkitään yleisesti viitemerkillä V5. TU-12 -kehyksen rakenne ilmenee tarkemmin kuviosta 8 35 ja 13, joihin viitataan tarkemmin vielä jäljempänä.

5 90486

Edellä kuvattuja SDH-kehysrakenteita sekä niiden muodostamista on kuvattu esimerkiksi viitteissä [1] ja [2], joihin viitataan tarkemman kuvauksen suhteen (viite-luettelo on selitysosan lopussa).

5 Kytkettäessä esim. edellä kuvattuja TU-1-, TU-2- tai TU-3 -tason signaaleja esim. kuvion 4 esittämässä SDH-ris-tikytkentälaitteessa 41 on kaikkien kytkettävien saman hierarkiatason signaalien oltava toisiinsa nähden täysin synkronisia, toisin sanoen samalla kellosignaalireunalla 10 kellotettuja. Lisäksi on kytkettävien signaalien kehysten oltava täysin samanvaiheisia.

Edellä esitetty synkronointi voi tapahtua kunkin sisääntulevan linjan synkronointiyksikössä 42, jossa ris-tikytkentälaitteeseen 41 tulevan signaalin hyötykuorma va-15 rastoidaan tulevasta signaalista uutetun kellosignaalin tahdissa elastiseen puskuriin ja luetaan siitä ristikyt-kentälaitteen kellosignaalin tahdissa. Jotta saataisiin selville elastiseen puskuriin kirjoitettava hyötykuorma ja sen vaihe, on ylempien tasojen kehysten sisältämät ohjaus-20 tiedot, esimerkiksi osoittimet, purettava auki. Vastaavas ti on elastisesta puskurista luettavaan hyötykuormaan voitava liittää SDH:n mukaiset ylempien tasojen kehysrakenteet ja niihin liittyvät ohjaustiedot.

Tietyn hierarkiatason hyötykuorman täytyy siis 25 kulkea elastisen puskurin läpi, jotta synkronointi risti- kytkennän kellotahtiin onnistuisi. Mikäli saman hierarkiatason kanavia on useita, täytyy jokaisella olla oma, muista riippumaton elastinen puskurinsa. Esimerkiksi synkronoitaessa edellä kuvatulla tavalla yhden STM-1 -kehyksen 30 sisältämät 63 VC-12- signaalia, tarvitaan 63 kappaletta toisistaan riippumattomia elastisia puskureita.

Puskurointi onkin tunnetuissa laitteissa toteutettu rakentamalla yksi käsiteltävän hierarkiatason elastinen puskuri, jota on sen jälkeen monistettu tarvittava määrä. 35 Tälläisen ratkaisun periaatteellinen lohkokaavio on esi- 6 90486 tetty kuviossa 5, jossa esimerkkinä on (edelleen) käytetty 63 VC-12- kanavan puskurointia synkronointiyksikössä 42. STM-1 -kehysrakenteen omaava signaali tuodaan ensin yhteiseen tulkintayksikköön 51, joka tulkitsee AU-5 osoitintiedot sekä H4-tavun VC-4-kontin reittiotsikossa (PÖH) löytääkseen kehysrakenteeseen sisältyvät TU-12-ke-hykset. Tämän jälkeen tulkintayksikkö 51 jakelee kunkin TU-12 -kanavan tavut omalle tulkintayksikölleen 52, joita on tässä tapauksessa siis yhteensä 63 kappaletta. Tul-10 kintayksikkö tulkitsee kunkin TU-12-kanavan osoittimen löytääkseen sen sisältämän VC-12-signaalin vaiheen. Johtuen TU-12 -yksiköiden lomituksesta kehysrakenteessa toimii kukin tulkintayksikkö siis vain noin 1/63 osan ajasta. Kukin VC-12 -signaali talletetaan omaan elastiseen pusku-15 riinsa 53, joka on riippumaton muista puskureista 53. Muodostettaessa ylimmän tason kehysrakenne uudelleen generoidaan jokaisen uuden TU-12 -yksikön osoitintiedot omassa generointiyksikössään 54, minkä jälkeen lopullinen kehys-rakenne muodostetaan yhteisessä generointiyksikössä 55 20 yhdistämällä elastisista puskurimuisteista saatavat hyö tykuormat uusiin osoittimiin ja uusiin ohjaustietoihin. Kunkin elastisen puskurin 53 täyttöastetta valvotaan omalla valvontayksiköllään 56.

AU- ja TU-osoittimia sekä niiden muodostamista ja 25 tulkitsemista on kuvattu viitteessä [1], johon viitataan tarkemman kuvauksen suhteen.

Ongelmaksi edellä kuvatussa tunnetussa puskurointi-tavassa muodostuu tarvittava suuri kovomäärä. Tämä johtaa esim. 63 TU-12 -kanavan tapauksessa siihen (johtuen ny-30 kyisten suunnittelumenetelmien ja mikropiiriteknologian rajoituksista), ettei mikropiirille mahdu juurikaan muuta logiikkaa näiden 63 elastisen puskurin lisäksi. Suurimman kovomäärän tunnetussa ratkaisussa vaativat juuri muistie-limet (kuten D-kiikut, latchit, jne.). Nykyinen mikropii-35 riteknologia mahdollistaa kyllä pieneen tilaan integroi- 7 90486 tujen RAM-muistien käytön, mutta nämä tuovat piipinta-alan säästöä vasta noin 100 bitin kokoisia ja tätä suurempia muistielimiä rakennettaessa. RAM-muistien hyödyntäminen tuottaa tunnetussa ratkaisussa vain vähän etua, sillä 5 yhden elastisen puskurin koko ei välttämättä ole juurikaan 100 bittiä suurempi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin päästä eroon edellä kuvatuista ongelmista ja saada aikaan menetelmä ja laite, jotka mahdollistavat elastisen puskuroin-10 nin suorittamisen käyttäen entistä pienempää kovomäärää, ja jotka myös mahdollistavat RAM-muistilohkojen käytön niin, että siitä saavutetaan entistä suurempi hyöty. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuk-15 sen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön perusajatuksena on käyttää puskuroinnissa aikajakoarkkitehtuuria siten, että ainakin kahden saman 20 hierarkiatason signaalin elastinen puskurointi suoritetaan aikajaetusti mainituille signaaleille yhteisessä puskuri-muistissa.

Käytettäessä keksinnön mukaista aikajaettua puskurointia voidaan hyödyntää pieneen tilaan integroituja RAM-25 muistilohkoja, sillä tarvittavien muistilohkojen koot ovat huomattavasti yli 100 bittiä. Tarvittava piipinta-ala pienenee myös huomattavasti. Piipinta-alan pieneneminen pienentää komponenttien ja samalla koko laitteen kokoa tai vaihtoehtoisesti mahdollistaa entistä suuremman kapasitee-30 tin entisen kokoiseen laitteeseen.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin esimerkkien valossa viitaten kuvioihin 6-10 oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää yhden STM-N- kehyksen perusraken- 35 netta, 8 90486 kuvio 2 esittää yhden STM-1- kehyksen rakennetta, kuvio 3 esittää STM-N- kehyksen muodostamista olemassaolevista PCM-järjestelmistä, kuvio 4 esittää lohkokaaviona SDH-ristikytkentälai-5 tetta, jonka synkronointiyksiköissä keksinnön mukaista puskurointimenetelmää käytetään, kuvio 5 esittää lohkokaaviona puskurointiperiaatetta tunnetuissa ratkaisuissa, kuvio 6 esittää lohkokaaviona puskurointiperiaatetta 10 synkronointiyksikössä, jossa käytetään keksinnön mukaista menetelmää, kuvio 7 esittää tarkemmin kuvion 6 synkronointiyk-sikön purkuyksikköä, jossa kehysrakenne puretaan, kuvio 8 esittää kuviossa 7 esitetyn purkuyksikön 15 toimintaa yhden TU-12 -signaalin yhden kehyksen osalta, kuvio 9 esittää tarkemmin synkronointiyksikön elastista puskuria, jossa käytetään keksinnön mukaista menetelmää, kuvio 10 esittää elastisen puskurin täyttöasteen 20 valvontaa, kuvio 11 esittää elastisen puskurin täyttöasteen valvonnassa käytettävän eroarvon vaihteluväliä, kuvio 12 esittää tarkemmin kuvion 6 synkronointiyksikön muodostusyksikköä, jossa kehysrakenne muodostetaan 25 uudelleen, ja kuvio 13 esittää kuviossa 12 esitetyn muodostusyksi-kön toimintaa yhden TU-12 -signaalin yhden kehyksen osalta.

Kuviossa 6 on esitetty yksi aikajakoinen synkro-30 nointiyksikkö, jossa sovelletaan keksinnön mukaista pusku rointiperiaatetta. Aikajakoperiaatetta sovelletaan myös kehysrakenteen purkamiseen ja muodostamiseen sekä puskurimuistin täyttöasteen valvontaan, jotka seikat ovat kohteina omissa rinnakkaisissa patenttihakemuksissaan. Synk-35 ronointiyksikkö 42 käsittää peräkkäiset TU-12- kanavien 9 90486 purku- ja muodostusyksiköt 61 ja 62, joiden välissä on kaikille TU-12- kanaville yhteinen elastinen puskurimuisti 63, jonka täyttöastetta valvotaan samoin yhteisen valvontayksikön 64 avulla. Synkronointiyksikössä 42 suoritetaan 5 sisääntulevan AU-4- signaalin synkronointi toiseen AU-4-tasoiseen kelloon. STM-1- signaali tuodaan aluksi yhteiseen AU-tulkintayksikköön 51, joka tulkitsee sinänsä tunnetulla tavalla (CCITT:n suosituksia noudattaen, viite [1]) Αϋ-4-osoitintiedot, erottaa TU-12- signaalit AU-4-10 kehyksestä ja syöttää TU-12- signaalit jatkokäsittelyyn purkuyksikölle 61, jossa suoritetaan TU-12- osoittimien tulkinta ja erotetaan VC-12 data TU-12- kehysrakenteesta. Osoitinkäsittely suoritetaan yhdessä tai useammassa pro-sessointivaiheessa aikajakoisesti, toisin sanoen siten, 15 että ainakin kahden saunan hierarkiatason signaalin prosessointia hoidetaan saunaa fyysistä johdinta pitkin. Pur-kuyksikkö 61 käsittää näin ainakin yhden aliprosessorin 65 ja väliaikaisen muistin 66 muodostaman aliprosessointiyk-sikön 67, joka hoitaa ainakin kahden saman hierarkiatason 20 signaalin kehysrakenteen osoittimien käsittelyä. Tässä selityksessä esitettävässä esimerkissä puskuroidaan kaikki 63 TU-12- kanavaa samassa puskurissa, mutta se ei ole välttämätöntä, vaan useampia puskureita voidaan myös sijoittaa keskenään rinnan tai peräkkäin, kunhan ainakin 25 kahden TU-12- signaalin elastinen puskurointi suoritetaan aikajakoisesti ko. kanaville yhteisessä puskurimuistissa.

TU-purkuyksikköön 61 tuleva VC-12 -hyötykuorma kulkee sen läpi muuttumattomana, ja se varastoidaan kaikille TU-12- kanaville yhteiseen puskurimuistiin 63, jonka täyt-30 töastetta valvotaan yhteisellä valvontayksiköllä 64. TU-12- osoittimien ja kehysten uudelleenmuodostus suoritetaan muodostusyksikössä 62 vastaavasti yhdessä tai useammassa prosessointivaiheessa aikajakoisesti, toisin sanoen siten, että ainakin kahden kanavan signaalien prosessointia hoi-35 detaan samaa fyysistä johdinta pitkin. TU-muodostusyksikkö 10 90 486 62 käsittää vastaavasti ainakin yhden aliprosessorin 65 ja väliaikaisen muistin 66 muodostaman aliprosessointiyksikön 67, joka hoitaa ainakin kahden saman hierarkiatason signaalin kehysrakenteen osoittimien käsittelyä. Tässä seli-5 tyksessä esitettävässä esimerkissä käsitellään kaikki 63 kanavaa samassa muodostusyksikössä, mutta se ei ole välttämätöntä, vaan useampia muodostusyksiköitä voidaan myös sijoittaa keskenään rinnan tai peräkkäin.

Kuviossa 7 on esitetty tarkemmin yhtä purkuyksikköä 10 61, joka käsittää Vl-muistin 71, TU-12 tilamuistin 73 ja osoittimen lukuyksikön 72 muodostaman aliprosessointiyksikön sekä V5-paikkamuistin 74. Seuraavassa purkuyksikön toimintaa kuvataan yhden TU-12- signaalin yhden kehyksen osalta viitaten samalla myös kuvioon 8, jonka vasempaan 15 sarakkeeseen on piirretty yksi TU-12- kehys, joka koostuu sinänsä tunnetusti 140 datatavusta (jotka on numeroitu kehyksen viereen) ja neljästä osoitintavusta V1-V4. Yhden TU-12 kehyksen pituus on 500 μβ, joten se lähetetään perustapauksessa neljässä STM-1- kehyksessä. Kuviossa 8 20 muissa sarakkeissa on esitetty Vl-muistiin 71, TU-12- tilamuistiin 73 ja V5-paikkamuistiin 74 tapahtuvat lukuja kirjoitustapahtumat. Jokaisen muun TU-12- signaalin osalta on toiminta vastaavanlainen, kahden peräkkäisen signaalin käsittely on ainoastaan ajallisesti yhden kello-25 jakson verran toisiinsa nähden siirtynyt.

TU-purkuyksikköön sisääntulevan TU-12-kehyksen ensimmäinen tavu eli Vl-tavu talletetaan aluksi Vl-muistiin 71. Vl-tavun jälkeen tulevat datatavut talletetaan puskurimuistiin 63, samoin kaikki muut datatavut. Kuviossa 30 8 on puskurimuistiin tapahtuvia VC-12-datan talletusjakso ja merkitty nuolilla A. TU-12- kehyksen toisen neljänneksen alkaessa tavusta V2 luetaan Vl-tavu muistista ja uusi osoitinsana muodostetaan osoittimen lukuyksikölle 72 yhdistämällä VI- ja V2-tavut. Vähän ennen uuden osoitinsanan 35 muodostamista luetaan osoittimen vanha tila tilamuistista 11 90486 73 lukuyksikölle. Vanha tila käsittää tiedot edellisen (voimassaolevan) osoittimen arvoista. Osoittimen lukuyk-sikkö 72 käsittelee saamansa tiedot, ja tulokseksi saatava uusi tilatieto talletetaan tilamuistille 73. Lisäksi sa-5 manaikaisesti kirjoitetaan V5-paikkamuistiin 74 V5-lippu (1 bitti) uuden tilan määräämään osoitteeseen. Paikka-muisti 74 käsittää 63 x 140 yhden bitin pituista muistipaikkaa eli kullekin kanavalle muistipaikan jokaista TU-12- kehyksen datatavua varten. V5-lippu eli looginen yk-10 könen kirjoitetaan sitä datatavua vastaavaan osoitteeseen, johon uusi osoitin osoittaa. Muut 139 muistipaikkaa sisältävät loogisen nollan. V5-paikkamuistia luetaan TU-12-kehyksen datatavujen ajan, jolloin tietyllä kohdalla (joka ilmaisee V5-tavun paikan) saadaan ulos nollasta poikkeava 15 arvo. Tieto V5-tavun paikasta (V5 loc.-signaali, kuvio 7) talletetaan puskurimuistiin.

Sisääntulevat VI- ja V2-tavut kertovat myös sen, täytyykö aiemmin kuvattu osoitintasaus suorittaa. Negatiivisen tasauksen tapauksessa kirjoitetaan V3-tavun si-20 sältö puskurimuistiin, positiivisen tasauksen tapauksessa ei V3-tavun jälkeen tulevaa datatavua kirjoiteta puskuri-muistiin.

Kuviossa 9 on esitetty tarkemmin keksinnön mukaista elastista puskuria 63, johon mm. VC-12 data talletetaan. 25 Puskuri käsittää varsinaisen puskurimuistin 101 ja sitä ohjaavat laskuriyksiköt, joihin kuuluu sisaänmenopuolella ensimmäinen kanavalaskuri 102 ja ensimmäinen osoitelasku-riyksikkö 103 sekä ulostulopuolella toinen kanavalaskuri 104 ja toinen osoitelaskuriyksikkö 105. Sisäänmenopuolen 30 yksiköt ohjaavat datan muistiin kirjoitusta ja ulostulo-puolen yksiköt vastaavasti muistista lukua. Sisäänmenopuo-lella tahdistetaan kirjoitus kello- ja synkronointisignaa-leilla clockl ja syncl ja ulostulopuolella kello- ja synk-ronointisignaaleilla clock2 ja sync2, jotka ovat riippu-35 mattomia sisäänmenopuolen vastaavista signaaleista. Pusku- 12 90 486 rimuisti 101 käsittää 63 kappaletta (1 kutakin kanavaa varten) muistiyksiköitä 106, joista kussakin on tässä esimerkkitapauksessa 10 peräkkäistä 8 bitin (eli 1 tavun) levyistä muistipaikkaa 106a. (Muunmuassa SDH-kehysraken-5 teissä olevien aukkojen ja erilaisten viiveiden takia on kuhunkin muistiyksikköön varattu tilaa tässä esimerkissä 10 muistipaikan verran, muistipaikkojen lukumäärä voi olla myös jokin muu, esim. 16). Osoitelaskuriyksikkö 103 käsittää 63 kappaletta osoitelaskureita, joista kukin laskee 10 yhdestä kymmeneen osoittaen vastaavaa muistipaikkaa yhdessä muistiyksikössä. Kunkin osoitelaskurin vaihe voi olla erilainen, koska kunkin kanavan täyttöaste puskurissa voi vaihdella. Ensimmäinen kanavalaskuri 102 laskee jatkuvasti yhdestä kuuteenkymmeneenkolmeen (1-63), ja se tahdistetaan 15 synkronointisignaalilla syncl. Kanavalaskurin 102 avulla valitaan aikajakoisesti yksi ensimmäisistä osoitelasku-reista, ja vastaava tavu kirjoitetaan ko. muistiyksikössä valitun osoitelaskurin osoittamaan muistipaikkaan 1-10.

Ulostulopuolella luettavan tavun osoite muodostetaan 20 vastaavalla tavalla toisen kanavalaskurin 104 ja toisen osoitelaskuriyksikön 105 avulla: kanavalaskuri 104 valitsee aikajakoisesti yhden toisista osoitelaskureista, jonka osoittamasta muistipaikasta tavu luetaan puskurimuistin ulostuloon 107.

25 Kuvioissa 10 ja 11 on esitetty tarkemmin elastisen puskurin täytön valvontaa, joka suoritetaan yhteisellä valvontayksiköllä 64. Kunkin muistiyksikön 106 (eli kunkin TU-12- kanavan) täyttöastetta valvotaan johtamalla valvontayksikön 64 sisäänmenoihin kanavakohtaisesti ensimmäisen 30 ja toisen osoitelaskurin (luku- ja kirjoituslaskureiden) arvot. Valvontayksikkö vähentää lukulaskurin arvosta kir-joituslaskurin arvon ja vertaa tulosta E ennaltamäärättyi-hin rajoihin, jotka voivat olla esim. 2 ja 8 kuvion 11 mukaisesti. Ihannetilanteessa eroarvo E on noin 5 (puoli-35 välissä).

13 90486 Täytön valvonta toimii ulostulopuolen (lukupuolen) kanssa samassa tahdissa. Jotta valvontayksikkö 64 pystyisi vertaamaan saman kanavan arvoja keskenään, täytyy kirjoi-tuslaskurista 103 ottaa lukulaskurin 105 osoitetiedon 5 kanssa samanvaiheinen osoitetieto, toisin sanoen samaa kanavaa vastaavat laskurit (valittava kirjoituspuolen kanava on eri kanava kuin se kanava, jolle sillä hetkellä kirjoitetaan).

Eroarvosta riippuen täytön valvontayksikkö antaa 10 ulostuloonsa tiedon kunkin kanavan täyttöasteesta käyttäen 2 bitillä ilmoitettavaa kolmea eri tilaa (täysi/tyhjä/so-piva), ja tämä tieto johdetaan TU-muodostusyksikölle.

Kuvioissa 12 ja 13 on esitetty synkronointiyksikön 42 TU-muodostusyksikön 62 rakenne ja toiminta vastaavalla 15 tavalla kuin esitettiin edellä purkuyksikön toiminta kuvioihin 7 ja 8 viitaten. Muodostusyksikkö 62 muodostaa edellä kuvatut V-tavut sekä päättää tasauksesta. Ainoa muuttuja kehysrakenteen muodostuspuolella on TU-12- osoitin. Kehystä rakennettaessa voi edellä kuvattu V5-tavu 20 olla missä tahansa paikassa TU-12- kehystä, ja tämä paikka on kerrottava tavuilla VI ja V2 (muutettava puskurimuistista saatava V5-lipun hetki osoitinluvuksi). Muodostuspuolelle saadaan omat kello- ja synkronointisig-naalinsa clock2 ja sync2 (kuvio 9), jotka ovat riippumat-25 tornia purkuyksikön vastaavista signaaleista, mutta samat kuin puskuroinnin lukupuolella käytettävät kello- ja syn-kronointisignaalit.

Muodostusyksikön sisäänmenossa on referenssilaskuri 92 sekä sille kytketty puskurin tilamuisti 91, joka on 30 puolestaan kytketty TU-12- osoitingeneraattorille 93, joka muodostaa ulostulon tilamuistin 94 kanssa oman ali-prosessointiyksikkönsä 67. Tilamuistin ulostulo on kytketty multiplekserille 95, jonka toiseen sisäänmenoon on kytketty suoraan puskurimuistilta 63 saatavat datatavut. 35 Referenssilaskuri 92 laskee VC-12-kehyksen tavuja 0- i4 90 486 139 (kuvio 10, vasen sarake). Muodostusyksikön sisäänme-noon syötetään V5-paikkatietosignaali (V5 loc.), joka on vastaava signaali, joka muodostettiin purkuyksikössä. V5-lipun tullessa talletetaan referenssilaskurin sen hetkinen 5 arvo puskurin tilamuistiin 91. Tietyllä hetkellä (V4-tavun kohdalla) ennen osoitintavun lähetystä suoritetaan prosessointi TU-12- osoitingeneraattorissa 93. Prosessointia varten osoitingeneraattoriin luetaan referenssilaskurin arvo puskurin tilamuistista 91 sekä TU-12- osoittimen van-10 ha tilatieto ulostulon tilamuistista 94. Prosessoinnin seurauksena saadaan osoittimen uusi tilatieto, joka sisältää muun muassa VI- ja V2-tavujen arvot. Tämä uusi tilatieto talletetaan vanhan tilalle ulostulon tilamuistiin. Osoittimen tilatiedot ja puskurimuistilta saatava 15 data yhdistetään multiplekserissä 95, jonka ulostuloon saadaan siten uudelleen muodostetut TU-12- kanavat.

Osoitintasaus suoritetaan muodostusyksikössä tuomalla valvontamonitorilta 64 tieto puskurin täyttöasteesta TU-12- osoitingeneraattorille 93. Tieto, joka on (edellä 20 kuvatulla tavalla) yksi kolmesta mahdollisesta tilasta (täysi/tyhjä/sopiva) ilmoitetaan siis 2 bitillä. Osoitin-generaattori 93 tulkitsee täyttöasteen ja tekee sen mukaan päätöksen tasauksen suorittamisesta.

TU-muodostusyksikön ulostuloon saatava signaali 25 johdetaan AU-generointiyksikölle 55 (kuviot 5 ja 6), jossa lopullinen AU-4- signaali muodostetaan sinänsä tunnetulla tavalla.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, ei keksintö 30 luonnollisestikaan ole rajoitettu siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka edellä on esimerkkinä käytetty SDH-spesifisiä termejä, soveltuu keksintö yhtä hyvin käytettäväksi myös 35 esim, vastaavassa amerikkalaisessa SONET-järjestelmässä 15 90486 tai missä tahansa muussa vastaavassa järjestelmässä, jossa kehysrakenne muodostuu ennalta määrätystä määrästä vakio-pituisia tavuja, ja joka kehysrakenne käsittää osoittimen, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehysrakenteen sisällä.

5 Samaten voidaan keksintöä käyttää edellä mainittujen järjestelmien eri hierarkiatasoilla tapahtuvaan puskurointiin. Esimerkkeinä mainittakoon edellä kuvatun VC-12-kehysten lisäksi VC-11-, VC-21-, VC-22-, VC-31-, VC-32-, VC-3- sekä VC-4-kehysten puskurointi SDH-järjestelmässä 10 tai VC-1.5-, VC-2-, VC-3-, VC-4- tai VC-6- kehysten puskurointi SONET-järjestelmässä. Aikajakoperiaatetta ei myöskään välttämättä tarvitse soveltaa kehysrakenteen purkamiseen ja muodostamiseen eikä puskurimuistin täyttö-asteen valvontaan edellä esitetyn mukaisesti, joskin nämä-15 kin on edullista toteuttaa edellä kuvatulla tavalla. Yhteisten kanavien puskuroinnin keksinnön mukaisesti suorittava yksikkö voi olla myös osana suurempaa puskurointiyk-sikköä, riippumatta siitä, miten puskuroitava data annetaan suuremman puskurointiyksikön sisäänmenoon tai miten 20 puskuroitu data annetaan ko. suuremman yksikön ulostuloon.

Viiteluettelo: [1] . CCITT Blue Book, Recommendation G.709: "Syn- 25 chronous Multiplexing Structure," May 1990.

[2] , SDH - Ny digital hierarki, TELE 2/90.

Claims (4)

1. Menetelmä synkronisessa digitaalisessa tietolii- 5 kennejärjestelmässä, kuten SDH- tai SONET-järjestelmässä suoritettavan elastisen puskuroinnin toteuttamiseksi, jossa järjestelmässä kehysrakenne muodostuu ennalta määrätystä määrästä vakiopituisia tavuja ja käsittää osoitti-men, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehysrakenteen 10 sisällä, jossa menetelmässä kehysrakenteeseen sisältyvät hyötysignaalit talletetaan ainakin yhteen elastiseen puskurimuistiin, tunnettu siitä, että ainakin kahden seunan hierarkiatason signaalin elastinen puskurointi suoritetaan aikajaetusti mainituille signaaleille yhteisessä 15 puskurimuistissa (101).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien saman hierarkiatason signaalien elastinen puskurointi suoritetaan aikajaetusti yhteisessä puskurimuistissa (101).

3. Laite synkronisessa digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä suoritettavan elastisen puskuroinnin to teuttamiseksi, jossa järjestelmässä kehysrakenne muodostuu ennalta määrätystä määrästä vakiopituisia tavuja ja käsittää osoittimen, joka osoittaa hyötykuorman vaiheen kehys-25 rakenteen sisällä, joka laite käsittää muistielimet (101) kehysrakenteeseen sisältyvien hyötysignaalien tallettami seksi, tunnettu siitä, että se käsittää muistieli-mille (101) kytketyt valintaelimet (102, 104), joiden avulla valitaan aikajakoisesti ainakin kaksi saman hierar-30 kiatason signaalia kulloinkin muistiin kirjoitettavaksi ja vastaavasti kulloinkin muistista luettavaksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että valintaelimet käsittävät kanavalas-kurit (102, 104), joiden laskentajaksoon kuuluvat kaikki 35 saman hierarkiatason kanavat. s 17 90486