ITMI991277A1

ITMI991277A1 - Ottimizzazione della gestione delle informazioni dei k-byte in trame sdh

Info

Publication number: ITMI991277A1
Application number: IT1999MI001277A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Betta; Andrea Manganini; Vittorio Mascolo
Original assignee: Cit Alcatel
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-09
Also published as: US6944157B1; EP1059750A2; DE60034994D1; DE60034994T2; ATE363778T1; EP1059750A3; ITMI991277A0; EP1059750B1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il campo delle reti SDH (Synchronous Digital Hierarchy) per telecomunicazioni ed in particolare riguarda le architetture di protezione di reti SDH. Ancora più in particolare riguarda l’ottimizzazione della gestione temporale delle informazioni dei byte K.

Come è noto, ad esempio dalla Raccomandazione ITU-T G.707 , le trame SDH sono costituite da strutture annidate a più livelli di multiplazione sincrona i cui componenti fondamentali sono chiamati Moduli di Trasporto Sincrono STM (Synchronous Transport Module), di livello N (N=l, ...) indicante la frequenza di cifra (ad esempio STM-1 155 Mb/s, STM-16 2488 Mb/s). Ogni modulo STM-N si compone di una parte di testa detta "Section Overhead” (SOH), contenente informazioni ausiliarie di gestione e sincronizzazione, e di una parte seguente detta "Information Payload" contenente la parte informativa.

L’informazione della sezione SOH è inoltre classificata in “Regeneration Section Overhead” (RSO) e “Multiplex Section Overhead” (MSOH) che passa trasparentemente attraverso i rigeneratori. In particolare, nella sezione MSOH vi è una pluralità di byte collocati in posizioni standardizzate ben precise e byte riservati a scopi da definire e da standardizzare.

Come definito dalla Raccomandazione ITU-T G.841, il protocollo di Commutazione Automatica di Protezione (Automatic Protection Switching, brevemente APS) di un anello per telecomunicazioni viene portato su due particolari byte, i cosiddetti byte K1 e K2, della sezione MSOH. In particolare la stessa Raccomandazione ITU-T G.841 definisce che, per quanto riguarda il byte K1 (vedi Fig. 3), i suoi primi quattro bit (bits aKM, aK12, <a>K13· <a>K14) portino codici di richiesta di bridge (codici di richiesta di trasmissione di identico traffico sui canali di protezione e di lavoro) mentre i successivi quattro bit (bits aK15, aK16, aK17, aK18 portino identificativi (ID) del nodo di destinazione per il codice di richiesta di bridge indicato nei primi quattro bit. Le funzioni del byte K2 (si veda sempre Fig. 3) sono come segue: i primi quattro bit (bits aK21, aK22, aK23, aK24) portano identificativi del nodo sorgente; i bit aK26 aK27, aK82 definiscono lo stato del nodo mentre il quinto bit (3Κ25) rappresenta un codice di lunghezza del path (0 = path breve, 1 = path lungo).

Nell’ambito delle protezioni d’anello MS-SP ring, ad esempio a 2 fibre, 4 fibre e transoceanico, si pone il problema di aumentare il numero di nodi gestibili dalla protezione. Dal momento che attualmente i bit disponibili per gli identificativi (ID) dei nodi sorgenti (aK21 aK22, aK23, aK24) o di destinazione (aK15, aK16, aK17, aK18) sono solo quattro, gli attuali anelli per telecomunicazioni non possono avere più di sedici nodi. Questo ovviamente rappresenta ima forte limitazione nello sviluppo delle reti per telecomunicazioni.

Un altro problema legato ai byte K1 e K2 è che quando variano si ha, per ogni byte variato (quindi uno o al massimo due) un interrupt proveniente dall’Asic al microprocessore. In ogni caso è necessario gestire la temporalità degli eventi per gestire completamente l’informazione contenuta nei byte K1 e K2.

Alla luce degli inconvenienti dello stato della tecnica, è lo scopo principale della presente invenzione fornire un metodo per gestire temporalmente in modo ottimizzato le informazioni dei byte K1 e K2 e quindi incrementare la velocità di commutazione in un anello per telecomunicazioni. Uno scopo correlato della presente invenzione è anche quello di fornire una soluzione per incrementare il numero massimo di nodi che possono essere presenti, e gestiti dal protocollo APS, in un anello per telecomunicazioni.

Uno scopo ulteriore della presente invenzione è quello di fornire una trama SDH con un apposito byte che permetta un’ottimizzazione della gestione temporale delle informazioni dei byte K1 e K2 e permetta di gestire un anello con un numero di nodi superiore ai sedici attualmente previsti.

Questi scopi, oltre ad altri, vengono ottenuti mediante una trama SDH avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione indipendente 1 ed un metodo avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 7. Ulteriori caratteristiche peculiari dell’invenzione vengono indicate nelle rispettive rivendicazioni dipendenti.

L’invenzione prevede sostanzialmente di utilizzare opportunamente un byte della sezione MSOH della parte di testa SOH: alcuni dei bit di tale byte vengono utilizzati come estensione dell’identificativo del nodo sorgente, altri come estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione ed altri ancora per ottimizzare la ricezione delle variazioni dell’informazione portata dagli altri byte K1 e K2.

L’invenzione risulterà certamente chiara dopo aver letto la descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da leggersi con riferimento alle annesse tavole di disegni in cui:

- la Fig. 1 mostra schematicamente le funzioni dei vari bit del byte KO secondo una prima ripartizione in accordo con la presente invenzione;

- la Fig. 2 mostra schematicamente le funzioni dei vari bit del byte KO secondo una seconda e diversa ripartizione in accordo con la presente invenzione; e

- la Fig. 3 mostra schematicamente la ripartizione nota e standardizzata dei byte K1 e K2.

Quindi, secondo la presente invenzione, viene utilizzato uno dei byte “liberi”, cioè un byte la cui funzione non è ancora stata definita e/o standardizzata, della sezione MSOH (ci si riferisca a questo proposito alla sopracitata Raccomandazione ITU-T G.841). Per comodità, senza che questo costituisca una limitazione, tale byte verrà definito in questa descrizione come “byte KO”

Con riferimento alle Figure 1 e 2, il byte KO ha bit relativi all’identificazione del nodo sorgente, bit relativi all’ identificazione del nodo di destinazione e almeno un bit per l ottimizzazione della ricezione delle informazioni portate dai byte K1 e K2.

La prima ripartizione dei bit (Fig. 1) del byte KO prevede due bit (bits aK05, aK06) di estensione dell’identificativo del nodo sorgente (IDSNE); i successivi due bit (bits aK07, aK08) contengono analogamente un’estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione (IDDNE) mentre gli altri bit (bits aK01 aK02, aK03, aK04) vengono utilizzati per ottimizzare la ricezione delle variazioni dell’informazione portata dai byte K1 e K2. Con questa prima ripartizione dei bit del byte KO il numero di nodi dell’anello può così arrivare fino a 64.

La seconda ripartizione dei bit (Fig. 2) del byte KO prevede tre bit (bits aK03, aK04, aK05) di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente (IDSNE); i successivi tre bit (bits aK06, aK07, aK08) contengono analogamente un’estensione dell 'identificativo del nodo di destinazione (IDDNE) mentre gli altri bit (bits aK01 aK02) vengono utilizzati per ottimizzare la ricezione delle variazioni dell’ informazione portata dai byte K1 e K2. Con questa seconda ripartizione dei bit del byte KO il numero di nodi dell’anello può arrivare addirittura a 128.

In pratica, con la prima ripartizione dei bit del byte KO, il nodo sorgente viene identificato da sei bit (i primi quattro (bits aK21 aK22, aK23, aK24) del byte K2 e i due (bits aK05, aK06) del byte KO) mentre con la seconda ripartizione il nodo sorgente viene identificato da sette bit (i primi quattro (bits aK21, aK23, aK24) del byte K2 e i tre (bits aK03, aK04, aK05) del byte KO). Analogo discorso per il nodo di destinazione che in un caso viene identificato dai secondi quattro bit (bits aK15, aK16 aKI7, aK18) del byte K1 e dagli ultimi due bit (bits aK07, aK08) del byte KO e nell’altro caso sempre dai secondi quattro bit del byte K1 (bits aK15, aK16, aK17,, aK18) e dagli ultimi tre bit (bits aK06, aK07, aK08) del byte KO. In questo modo, come detto sopra, il numero di nodi può arrivare fino a 64 o 128. È bene precisare che i bit meno significativi sono quelli dei byte K1 e K2 (per il nodo sorgente il bit meno significativo è il bit aK24, mentre per il nodo di destinazione è il bit aK18).

Per quanto riguarda i bit “TOGGLE” dedicati alla variazione dell’ informazione (bits aK01 aK02, aK03 aK04 nella prima ripartizione del byte K0 e bits aK01, aK02 nella seconda ripartizione) essi vengono variati solo qualora ci sia una variazione del byte K1, del byte K2 o dei bit del byte KO. Se ad esempio il byte KO (con la ripartizione di Fig. 1) è inizialmente convenzionalmente 1100, nel caso cambiasse un bit del byte K1 (o di K2), il byte K0 diventerebbe 0011, verrebbe generato un interrupt e i byte K1 e K2 verrebbero entrambe letti. In altre parole il TOGGLE del byte K0 deve dire semplicemente se il Kl e/o il K2 e/o il K0 sono cambiati. Quindi in linea di principio basterebbe un solo bit il cui valore potrebbe essere 0 o 1 (0 ad esempio per indicare un cambiamento di Kl do K2, 1 per indicare nessun cambiamento o il contrario). È comunque evidente che i bit riservati al TOGGLE saranno generalmente in numero pari (quattro per la ripartizione secondo la Fig. 1 e due per la ripartizione secondo la Fig. 2). Si preferisce comunque, per maggior sicurezza, che il valore di tutti i bit del TOGGLE vari passando da una condizione (nessuna variazione di K1, K2 o K0) ad un’altra (variazione di K1, K2 o KO). Così si potrà ad esempio avere: 0000/1111, 1100/0011, 1010/0101, 1001/0110 (ripartizione di Fig. 1) e 11/00, 10/01 (ripartizione di Fig. 2).

In altre parole, Γ identificativo “complessivo” o “esteso”del nodo di destinazione viene calcolato con il seguente algoritmo:

IDDNKi+K0 = IDDNK] + 16 * IDDNEK0;Dove: ÌDDNKi+K0 = numero binario identificativo del nodo di destinazione “esteso” (calcolato usando i bit di K1 e K0); IDDNKÌ = numero binario identificativo del nodo di destinazione (bits aK15, aK16, aK17, aK18); IDDNEK0 = numero binario di estensione dell 'identificativo del nodo di destinazione (bits aK07, aK08; aK06, aK07, aK08). La sequenza di bit sarà una delle seguenti: <α>κ07 <α>κ08 <α>κ15 <α>κ16 <α>κ17 <α>κ18 O αΚ06 αΚ07 aK08 αΚ15 αK16 αΚ17 aK18 (dove aK18 è il bit meno significativo). ;Analogamente, l identificativo “complessivo” o “esteso” del nodo sorgente viene calcolato con il seguente algoritmo: ;;IDSNK2+K0 = IDSNK2 +16 *IDSNEK0

Dove: IDSNK2+K0 = numero binario identificativo del nodo sorgente “esteso” (calcolato usando i bit di K2 e K0); IDSN K2 = numero binario identificativo del nodo sorgente (bits <a>K21, <a>K22, <a>K23, <3>K24); IDSNE K0 = numero binario di estensione dell’identificativo del nodo sorgente (bits aK0S, aK06; aK03 - aK05). La sequenza di bit sarà una delle seguenti:

<a>K 05 <a>K06 <a>K21 <a>K 22 <a>K 23 a Κ24 <0 a>K 03 <fl>K04 a K05 aK2l aK22 °a23 aK 24 (dove aK24 è il bit meno significativo).

L’uno e l’altro degli algoritmi in questione può naturalmente essere svolto da un programma software fatto girare in un elaboratore e quindi l’ambito di protezione della presente invenzione si estende a tale programma software e ad una memoria di elaboratore in cui è stato caricato il programma software.

In pratica, nella soluzione secondo la presente invenzione il byte KO viene parzialmente e primariamente utilizzato per indicare se l’informazione contenuta nei K-byte (K1 e K2) o in K0 è variata e deve essere analizzata o no. Quindi un interrupt viene generato solo eventualmente al ricevimento del byte K0 e dopo averlo letto.

Il tecnico del ramo riconoscerà che sarebbe anche possibile utilizzare i primi quattro bit del byte K0 per l’estensione dell’ identificativo del nodo sorgente (IDSNE) ed i successivi quattro bit per l’estensione dell 'identificativo del nodo di destinazione (IDDNE): in questo modo l’anello per telecomunicazioni potrebbe avere fino a 256 nodi ma la commutazione risulterebbe sicuramente più lenta dal momento che in ricezione verrebbe letta l’informazione contenuta nel K1 e nel K2 e gli interrupt verrebbero attivati in ricezione dei medesimi byte K1 e K2. In altre parole, in corrispondenza di ciascun nodo dell’anello, K1 viene letto/scritto ma si deve attendere un certo tempo aspettando K2 e KO. Un’altra possibile ripartizione dei bit del byte KO potrebbe anche prevedere un solo bit (ad esempio aK01) come estensione del nodo sorgente, un solo bit (ad esempio aK02) di estensione del nodo di destinazione ed uno o più dei restanti bit (aK03 - aK0B) come TOG-GLE: il numero massimo di nodi gestibili sarebbe però solo 32.

Per quanto riguarda la presente invenzione, in trasmissione il trasmettitore deve avere l’accortezza di inviare prima i byte K1 e K2 e solo per ultimo il byte KO: solo se quest’ultimo conterrà nel campo “TOGGLE” una codifica differente dalla precedente farà scattare rinterrupt. Solo a questo punto l’intera informazione contenuta nei tre byte verrà letta.

Naturalmente, i concetti inventivi della presente invenzione sono comunque validi anche nel caso in cui l’ordine dei bit non fosse quello indicato nelle Figure 1 e 2. In altre parole, i bit del toggle potrebbero essere anche gli ultimi quattro o gli ultimi due del KO (cioè quelli meno significativi) e non necessariamente i primi quattro ed i primi due. Allo stesso modo potrebbe anche essere invertito l’ordine dei bit IDSNE e di quelli EDDNE senza nulla togliere alla generalità della presente invenzione.

Per quanto infine riguarda la posizione del byte KO non esistono vincoli particolari se non quello di utilizzare uno dei byte fino ad ora non utilizzati della trama SDH. Convenzionalmente, per questioni di possibili utilizzi futuri degli altri byte, si preferisce che il byte KO sia alla riga 9, colonna 9 del primo STM-1, in pratica quello nell’angolo inferiore destro.

È evidente che alla forma di realizzazione illustrata e descritta in dettaglio potranno essere apportate numerose modificazioni senza peraltro fuoriuscire dall’ambito di protezione definito dalle seguenti rivendicazioni che si intendono tutte una parte integrante della presente descrizione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Trama SDH comprendente una sezione di testa (SOH) con una Regeneration Section Overhead (RSO) e una Multiplex Section Overhead (MSOH) comprendente a sua volta un primo byte (Kl) ed un secondo byte (K2), detto primo byte (Kl) comprendendo bit (aK15, aK16, aK17, aKI8) identificanti il nodo di destinazione e detto secondo byte (K2) comprendendo bit (aK21 aK22, aK23, aK24) identificanti il nodo sorgente, caratterizzata dal fatto che la detta Multiplex Section Overhead (MSOH) comprende un terzo byte (KO) comprendente almeno un bit (aK05, aK06; aK03, aK04, aK05) di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente, almeno un bit (aK07, aK08; aK06, aK07, aK08) di estensione deH’identificativo del nodo di destinazione e almeno un bit (aK01 aK02, aK03, aK01 aK02) indicante una variazione dell’ informazione in detto primo e/o secondo e/o terzo byte (K1, K2, KO).
2) Trama SDH secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sia detti bit (aK05, aK06) di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente sia detti bit (aK07, aK08) di estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione sono in numero di due e detti bit (aK01, aK02, aK03, aK04) indicanti una variazione dell’ informazione sono in numero di quattro.
3) Trama SDH secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sia detti bit (aK03, aK04, aK05) di estensione dell’identificativo del nodo sorgente sia detti bit (aK06, aK07, aK08) di estensione dell’identificativo del nodo di destinazione sono in numero di tre e detti bit (aK01, aK02) indicanti una variazione dell’ informazione sono in numero di due.
4) Trama SDH secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti bit (aK05, aK06 di estensione dell’identificativo del nodo sorgente sono il quinto e sesto bit del byte KO, detti bit (aK07, aK08) di estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione sono i successivi due e detti bit (aK01, aK02, aK03, aK04) indicanti una variazione dell'informazione sono i primi quattro.
5) Trama SDH secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti bit (<a>κ03, aK04, aK05) di estensione dell’identificativo del nodo sorgente sono il terzo, il quarto e il quinto bit del byte KO, detti bit (ak06, aK07, aK08) di estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione sono i successivi tre e detti bit (aK01 aK02) indicanti una variazione dell’ informazione sono i primi due.
6) Trama SDH secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, caratterizzata dal fatto che il terzo byte (K0) è posto in corrispondenza della riga 9, colonna 9 del primo STM-1 della trama.
7) Metodo per ottimizzare la gestione temporale delle informazioni portate da un primo byte (Kl) ed un secondo byte (K2) della Multiplex Section Overhead (MSOH) della sezione di testa (SOH) di una trama SDH e per incrementare il numero di nodi in un anello ottico per telecomunicazioni, caratterizzato dalla fase di ripartire i bit (aK0l-aK08) di un terzo byte (KO) della Multiplex Section Overhead (MSOH) in modo tale che almeno uno di essi (aK05, aK06; aK03, aK04, ak5o) rappresenti un’estensione dell’ identificativo del nodo sorgente, almeno uno di essi (aK07, aK08; aK06, aK07, ak08) rappresenti un’estensione deH’identificativo del nodo di destinazione e almeno uno dei rimanenti (aK01 aK02, aK03, aK04; aK01, aK02) indichi una variazione dell’informazione in detto primo e/o secondo e/o terzo byte (K1, K2, KO).
8) Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che sia detti bit (aK05, aK06) di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente sia detti bit (aK07, aK08) di estensione dell’ identificativo del nodo di destinazione sono in numero di due e detti bit (aK01 aκ02, aK03 aK04) indicanti una variazione dell’ informazione sono in numero di 4.
9) Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che sia detti bit (aK03, aK04, aK05) di estensione dell’identificativo del nodo sorgente sia detti bit (aK06, aK07, <a>K08) di estensione dell 'identificativo del nodo di destinazione sono in numero di tre e detti bit (aK01, aK02) indicanti una variazione dell’informazione sono in numero di due.
10) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-9, caratterizzato dal fatto che, in trasmissione, vengono inviati per primi il primo ed il secondo byte (Kl, K2) e successivamente il terzo byte (KO).
11) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-10, caratterizzato dal fatto che, in ricezione della trama SDH, il primo ed secondo byte (Kl, K2) vengono letti solo se almeno uno, ma preferibilmente tutti, i bit (aK01 aK02, aK03, aKM; aK01, aK02) indicanti una variazione dell’ informazione del terzo byte (K.0) sono variati e come conseguenza viene generato un interrupt.
12) Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che l identificativo del nodo di destinazione viene calcolato con il seguente algoritmo: IDDNK1+K0 = IDDNK , 16*IDDNEK0 Dove: IDDNK1+K0 = numero binario identificativo del nodo di destinazione “esteso” (calcolato usando i bit di K1 e K0); IDDNK1 = numero binario identificativo del nodo di destinazione (bits aK15 aK16 aK71 aK18); IDDNEK0 = numero binario di estensione dell’identificativo del nodo di destinazione (bits aΚ07, aK08 aK06, aK07, aK08).
13) Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che l’ identificativo del nodo sorgente viene calcolato con il seguente algoritmo: IDSNK2+KQ = IDSNK2 + 16 * IDSNEK0 Dove: IDSNK2+K0 = numero binario identificativo del nodo sorgente “esteso” (calcolato usando i bit di K2 e KO); IDSNK2 = numero binario identificativo del nodo sorgente (bits aK21, aK22, <a>K23’ <a>K24)> IDSNEK0 = numero binario di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente (bits aK05, aK06; aK03 - aK05), 14) Programma per elaboratore comprendente mezzi di codifica di programma di elaboratore adatti ad eseguire l’algoritmo indicato nella rivendicazione 12 o 13, quando detto programma viene fatto girare in un elaboratore. 15) Mezzi leggibili da un elaboratore aventi un programma per elaboratore memorizzato in essi, in cui detto programma fa in modo che detto elaboratore esegua l’algoritmo indicato nella rivendicazione 12 o 13. 16) Uso di un terzo byte (K0) di una trama SDH per gestire in modo ottimizzato informazioni contenute in un primo (K1) ed un secondo (K2) byte della medesima trama, caratterizzato dal fatto che detto terzo byte (K0) comprende almeno un bit (aK05, aK06; aK03, aK04, aK05) di estensione dell’ identificativo del nodo sorgente, almeno un bit (aK07, aK08; aK06, aK07, aK08) di estensione dell’identificativo del nodo di destinazione e almeno un bit (aK01, aK02, aK03, aK04; aK01, aK02) indicante una variazione dell’informazione in detto primo e/o secondo e/o terzo byte (K1 , K2, K0).