专利名称：通道测试信号发生器及检验器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于数字传输系统和同步传输系统中的通道测试信号发生器和通道测试信号检验器，尤其涉及用于例如B-ISDN(宽带综合业务数字网)或SONET(同步光纤网)的网络中所应用的数字传输系统和同步传输系统中的通道测试信号发生器和通道测试信号检验器。
近来，随着数字电信技术发展带来的传输量提高和接口标准化在国际上的推广，已经研制出并且付诸实践具有快速和大传输量的如B-ISDN和SONET的数字网络。作为支持这些数字网络的基础技术，同步数字体系标准化已知是一般情况下的数字传输系统的网络节点接口，例如ITU-T(国际电信联盟电信标准部)的建议书G.707(1995年7月)。
采用速率为155.52Mbps的传输帧(即通常所说的作为基本接口的同步传输模块等级1(STM-1)帧)是一种同步复用方案，它把各国间不同的一次群到四次群速率信息复用到具有国际标准化的一种速率的帧中。更具体地，速率为1.5Mbps或2Mbps的三段或四段的一次群速率信息复用到速率为6Mbps的二次群信息。七段或21段的二次群速率的信息复用到速率为50Mbps的三次群速率信息或者速率为150Mbps的四次速率信息。三段三次群速率信息被复用并备以某种格式的报头，并装配到根据同步传输模块STM-1的格式的传输帧中。另一方面，对150Mbps四次群速率信息设置报头并容纳在同步传输模块STM-1的传输帧中。
同步传输模块STM-1具有一个报头和一个净负荷，以字节为单位报头为9行×9列，而净负荷以字节为单位为9行×261列用于容纳信息，从而总共为9行×270列。报头的第一至第三行中包括一个再生段开销(RSOH)以表示关于再生段的管理信息，在第四行中包括一个AO(管理单元)指针，该指针指示净负荷的起点并且校准异步，在第五至第九行中包括一个复用段开销(MSOH)以表示复用段上的管理信息。
在三次群速率下，容纳在同步传输模块STM-1的净负荷中的信息包括位于第一行内的通道开销(POH)以及容纳在其余的260个列中的具体信息。另一方面，在四次群速率下，信息由三个信息块构成，每个块包括87列信息并且通道开销放在第一行中。各列是字节交织的以在STM-1中形成261列的净负荷。在上述情况里，包含着通道开销POH的净负荷被称为虚容器(container)VC-3和VC-4，而去掉通道开销POH的具体信息部分分别称为容器C-3和C-4。此外，虚容器VC-3和VC-4加上AU指针分别称为管理单元AU-3和AU-4。
类似地，在一次群和二次群中，仅包含具体信息和部分按速率的升序分别称为容器C-11、C-12和C-2，并且这些部分加上报头分别称为虚容器VC-11、VC-12和VC-2。此外，虚容器加上类似于AU指针的TU(支路单元)指针称为支路单元TU-11、TU-12和TU-2。在字节交织后复用的那些支路单元被称为支路单元群TUG-2和TUG-3。当以字节交织和设置通道开销ROH的方式复用支路单元群TUG-2和TUG-3时，则分别构成虚容器VC-3和VC-4。
同步传输模块STM-1是按行的方向从第一列的第一位到第九行的最后一位位串行读出的，并在信道上以125微秒传输的，从而形成速率为155.52Mbps的传输发射帧。在以同步数字体系为基础的传输系统里，每个节点，即每个传输设备，利用基于同步传输模块STM-1的传输帧进行传输，并且特别在大容量信道中它利用基于同步传输模块STM-N的传输帧进行其传输，STM-N是通过对同步传输模块STM-1进行字节交织形成的，其中N是2的n次幂并且n为包括零的偶数。同步传输模块STM-N包括一个9行×(9×N)列的段开销和一个9行×(261×N)列的净负荷，当N＝4时其标准化传输速率为620Mbps，当N＝12时(仅用于海底电缆)为1.8Gbps，当N＝16时为2.4Gbps，和当N＝64时为9.9Gbps。这样，传输速率取基本接口的整数N倍值。
对于用在这种数字传输系统里的通道测试方法，在CCITT(国际电报电话咨询委员会，现称为ITU-T)建议0.150(1992.10)定义用于具有不同传输速率的数字传输设备的测试的数字测试码模式。例如，第15级PN(伪随机)测试码模式指定为用于1.5Mbps、2Mbps、6Bbps、8Mbps、32Mbps、44Mbps下的测试。第15级PN模式是一个长度为215-1＝32767位的M(最大长度)序列模式，其是由一个15级的移位寄存器生成的，其中第14级和第15级的输出在模2加法级中相加而且该结果反馈到该移位寄存器的第一级的输入端。在这种情况下，可以出现连续15个1的最大值。
另外，第23级PN模式标志对速率为34Mbps和139Mbps的测试。第23级PN模式是一个长度为223-1＝8388607位的M序列模式，其是由一个23级的移位寄存器生成的，其第18级和第23级的输出在模2级中相加并把结果反馈到移位寄存器的第一级。在该情况下，可以出现连续23个1的最大值。
在上述情况中，现有体系的速率序列还包括在同步数字体系下，第15级PN模式分配给1.5Mbps容器C-11、2.0Mbps容器C-12、6Mbps容器C-2以及44Mbps容器C-3，而第23级PN模式分配给34Mbps容器C-3和139Mbps容器C-4。作为应用这些PN模式的一个例子，ITU建议O.SDH附件3(1993年10月)定义一种同步数字体系的测试信号结构。
该文件公开一种测试信号结构，在该结构中根据建议0.150的第23级PRBS(伪随机二进制序列)测试码模式插入到除了同步传输模块的段开销SOH和通道开销ROH之外的容器C-3和C-4中。类似地，公开在其中把根据建议0.150的PRBS测试码模式插入到被复用为同步传输模块的容器C-11、C-12和C-2的测试信号结构。另外，公开在其中把根据建议0.150的第23级PRBS测试码模式插入到除同步传输模式的再生段开销RSOH之外的所有STM-N帧字节之内的测试信号结构。
作为用于检验这些PN模式的电路在日本专利公开公布号2-140031(1990)、日本专利公布号7-118697(1995)和日本专利公开公布号4-4631(1992)中公开各种PN模式检测器。
在第一份公布号2-140031(1990)专利中公开一种PN模式检测器，它包括一个用于移位输入模式的移位寄存器，一个用于生成PN模式的PN模式发生器，一个用于比较它们的输出的比较器以及一个用于检测该PN模式的最大连读的0的个数的检测器，该PN模式检测器通过在检测结果上对移位寄存器的值进行移位以进入同步来缩短采集时间，然后由比较器比较采集的模式以进行差错检测。这是串行自同步PN模式检验器中的一种，它独立地在接收侧建立同步无须发射侧的同步。
第二份公开的7-118697号(1995)专利公开一种如第一份文件中的串行自同步PN模式检验器。它包括一个用于移位输入模式的第一n级移位寄存器，一个用于生成PN模式的包括着第二n级移位寄存器的PN模式发生器和一个用于对PN模式进行比较的比较器，其中n2-1个选择器中的一个和PN模式发生器中第二n级移位寄存器的各个输入端连接以便选择其前一级的输出或者第一n级移位寄存器的对应级的输出，从而第一n级移位寄存器独立于PN模式发生器同步被引入，而且第一n级移位寄存器的值在单时钟内以同步引入状态馈送到第二n级寄存器，这样通过比较它们的输出进行差错检测。
第三份公布的4-4631号(1992)专利公开一种并行自同步PN模式检验器，它包括一个用于把串行输入模式变换成并行模式的串行至并行变换器，一个用于生成PN模式的PN模式发生器，一个用于变换其输出的变换器，一个用于把它们输出和变换为并行形式的输入模式进行比较的比较器，以及一个用于制定同步的建立的判定电路。
但是，上述现有技术只公开PN模式的一般生成及检测，而没有公开一种可以在应用同步数字体系的数字传输系统中实现通道测试的系统。例如，需要发明一种把PN模式插入到按照ITU建议O.SDH附件3的同步传输模块的各个容器C中的插入方法、一种有关的检测方法以及一种实现这些方法的电路结构。
尤其是，虽然ITU建议O.SDH附件3公开直至容器C-11、C-12、C-2、C-3和C-4的测试信号结构，但它仍遗留着构造用于包含容器C-4-Xc的传输帧中的测试信号的任务，容器C-4-Xc是通过链接容器C-4形成的，其中Xc是2的n次幂而n是包括零的偶数。此外，建议O.150仅定义对应于容器C-4的在139Mbps速率上的测试码模式，没有公开任何对应于比容器C-4更快的容器C-4-Xc的测试码模式。
这还带来另一个问题，即尽管对传输设备开发和应用了一种用于对容器C-4-Xc生成及检测测试码模式的电路，但由于运行于n倍于150Mbps的速率下的电路是难以用现有的LSI(大规模集成)技术实现的这种设备将变为体积大和昂贵的。
因此本发明的一个目的是提供数字传输系统和同步传输设备中的通道测试信号发生器和通道测试信号检验器，从而可以解决现有技术中所涉及的上述问题，并且通过构造能有效地把测试码模式插入到同步传输模块中的系统实现对包含着更高阶容器C-4-Xc的传输帧的通道测试。
本发明的另一个目的是提供数字传输系统和同步传输设备中的通道测试信号发生器和通道测试信号检验器，从而可以用小和便宜的设备实现对包含着更高阶容器C-4-Xc的传输帧的通道测试。
根据本发明的第一方面提供一种数字传输系统，用于在传输设备间发送其阶数高于同步数字体系的基本接口的传输帧的阶数的传输帧，该数字传输系统在发送侧传输设备中至少包括一个第一指针处理电路，用于根据设备内部时钟信号和接收时钟信号处理指示各传输帧中容纳的虚容器的起始位置的一个指针；一个第一设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟信号检测各传输帧的位置并且用于发出指示该位置的控制信号；一个测试码模式生成电路；用于把最长序列伪随机(PN)模式生成为测试码模式，并且用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把测试码模式插入到传输帧的预定位置上；一个通道开销生成电路，用于生成管理通道的通道开销，并且用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把通道开销插入到已经插入了测试码模式的传输帧中的预定位置上；以及一个段开销生成电路，用于生成管理段的段开销，并且用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把段开销插入到已经插入了测试码模式和通道开销的传输帧中的预定位置上，其中间歇地生成连续测试码模式的测试码模式生成电路把连续测试码模式插入到传输帧内容纳的虚容器内至少一个净负荷的各行中，并且把预定的逻辑值插入到在其中停止生成检测信号的预定区间中，而且其中通道开销生成电路和段开销生成电路通过把开销重写在已经由测试码模式生成电路在其中插入了预定逻辑值的区间中。
这里，该数字传输系统还可以有益地在接收侧传输设备至少包括一个段开销处理电路，用于接收来自信道的传输帧并用于检测传输帧的段开销以对段开销进行预定的处理；一个第二指针处理电路，用于通过复原经段开销处理电路接收到的传输帧的指针把传输帧的同步从接收时钟信号重新定位到设备内部时钟信号上；一个第二设备内部帧计数中，用于根据设备内部时钟信号检测设备中各传输帧的位置，并用于发出指示各传输帧的位置的控制信号；一个通道开销监视电路，用于检测经第二指针处理电路馈送的各个传输帧的通道开销并用于监视通道开销的内容；以及一个测试码模式检验电路，用于根据来自设备内部帧计数器的控制信号，检测经第二指针处理的电路馈送的传输帧的测试码模式并且检验该测试码模式是否包括传输错误，其中测试码模式检验电路可以根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号间歇地生成对应于由测试码模式生成电路生成的测试码模式的连续测试码模式，并且可以通过对有净负荷与由测试码模式检验电路生成的连续测试码模式进行比较检查所接收的传输帧中容纳的虚容器中至少净负荷里的传输错误。
发送侧传输设备可有益地包括一个第一并行至串行变换电路，用于把已在字节下并行处理过的传输帧变换成要发送的位串行传输帧，而且接收侧传输设备可有益地包括一个第一串行至并行变换电路，用于把位串行传输帧变换成供字节并行下处理的字节并行传输帧。
基本接口可以是速率为155.52Mbps的同步传输模块等级(lev-el)1的传输帧，而更高阶的传输帧可以是其速率为同步传输模块等级1的速率的2的n次幂的倍数的传输帧，其中n是包括零的偶数，更高阶的传输帧接纳容器C-4-Xc，其阶数至少高于第四阶容器C-4，其中Xc是2的n次幂，其中发射侧传输设备可生成一个虚容器VC-4-Xc，用于进行包括对其中插入着连续测试码模式的容器C-4-Xc的测试，虚容器VC-4-Xc是用测试码模式生成电路和通道开销生成电路生成的，并且其中接收侧传输系统可以通过通道开销监视电路和测试码模式检验电路检测用于测试的虚容器VC-4-Xc的全部传输错误。
虚容器VC-4-Xc可包括一个9行×1列的通道开销和9行×(Xc-1)列的固定填充块以及一个9行×260Xc列的净负荷，并且测试码模式生成电路可以至少在通道开销和固定填充块的位置上停止生成测试码模式并在这些位置上插入预定逻辑值，而且通道开销生成电路可以生成带有固定填充块的通道开销并把它们插入到已经插入着预定逻辑值的位置上，用通道开销和固定填充块重写。
数字传输系统可以至少在发送侧传输设备中包括多个通道测试信号发生器，每个发生器各包括第一指针处理电路、第一设备内部帧计数器、测试码模式生成电路和通道开销生成电路，并且每个通道测试信号发生器在等于或低于基本接口的时钟频率的时钟频率下运行可以生成用于通过复用进行测试的虚容器VC-4-Xc，借助字节交织，虚容器包括在其中插入着从通道测试信号发生器馈送的测试码模式的容器。
数字传输系统可以至少在接收侧传输设备中包括多个通道测试信号检验器，每个检验器包括第二指针处理电路、第二设备内部帧计数器、通道开销监视电路和测试码模式检验电路，并且每个通道测试信号检验器在等于或低于基本接口的时钟频率的时钟频率下运行可以处理通过去复用对从信道馈送的虚容器VC-4-Xc进行划分所得到的通道测试信号。
该数字传输系统可以在每个传输设备中包括多个通道测试电路，每个通道测试电路包括第一和第二设备内部帧计数器、测试码模式生成电路、通道开销生成电路、第一和第二指针处理电路、通道开销监视电路和测试码模式检验电路，并且在等于或低于基本接口的时钟频率的时钟频率运行时可以处理包含着在其中插入测试码模式的容器C-4-Xc的虚容器VC-4-Xc。
发送侧传输设备可以包括一个第二并行至串行变换电路，用于把已在字节并行下处理过的传输帧变换成供发射的位串行传输帧，以及一个复用电路用于复用从第二并行至串行变换电路输出的信号，而且接收侧传输设备可以包括一个用于把按位串行传输的传输帧划分成多个帧的去复用电路以及一个用于把划分后的帧变换成供字节并行下处理的字节并行帧的第二串行至并行变换电路。
在本发明的第二方面中，提供同步传输设备里的通道测试信号发生器，当生成和发射具有阶数高于同步数字体系中的基本接口的传输帧的传输帧时，该发生器把通道测试信号插入到容纳在传输帧中的一个容器中，该通道测试信号生成器包括一个设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟检测设备中各传输帧的位置并用于发出指示该位置的控制信号；测试码模式生成装置，用于把最长序列伪随机(PN)模式生成为测试码模式，并且用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把测试码模式插入到各传输帧的预定位置上；以及通道开销生成装置，用于生成管理通道的通道开销，以及用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把通道开销插入到已对其插入测试码模式的传输帧中的预定位置上。
该测试码生成装置可以间歇地生成连续测试码模式，可以在停止生成测试码模式期间把预定的逻辑值插入到传输帧的区间里，并且可以把连续测试码模式插入到容纳在传输帧中的虚容器的至少一个净负荷的各行中。
通道开销生成装置可以有益地通过把通道开销重写到已由测试码模式生成装置在其中插入了预定逻辑值的区间中重写通道开销。
虚容器可以由一个通过把多个第四阶群虚容器VC-4串接起来构成的更高阶虚容器VC-4-Xc组成，其中Xc是2的n次幂并且n是包括零的偶数，并且虚容器VC-4-Xc可以包括一个9行×1列通道开销、9行×(Xc-1)列固定填充块和一个9行×260Xc列净负荷。
测试码模式生成装置可以至少在通道开销和固定填充块的位置上停止生成测试码模式，并且可以在这些位置上插入预定的逻辑值作为临时的通道开销及固定填充块，而且通道开销生成装置可以生成通道开销和固定填充块并且可以把通道开销和固定填充块重写到已经插入着临时的通道开销固定填充块的位置上。
测试码模式生成装置可以包括复位型串行PN模式发生器、串行自同步PN模式发生器和复位型并行PN模式发生器中的一个发生器。
根据本发明的第三方面，提供同步传输设备中的一种通道测试信号检验器，它通过信道接收的传输帧的阶数高于同步数字体系的基本接口的传输帧并检验插入在该传输帧的虚容器内的通道测试信号，该通道测试信号检验器包括指针处理装置，用于通过复原接收到的传输帧的指针把传输帧的同步从接收时钟信号重新定位到设备内部时钟信号上；一个设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟信号检测设备中各传输帧的位置并用于发出指示该位置的控制信号；通道开销监视装置，用于根据来自设备内部帧计数器的控制信号通过在检测经指针处理装置馈送的传输帧的通道开销监视开销的内容；以及测试码模式检验装置，用于根据来自设备内部帧计数器的控制信号通过检测经指针处理装置馈送的传输帧的测试码模式检查测试码模式的传输错误。
该测试码模式检验装置可以根据设备内部帧计数器发送的控制信号间歇地生成对应于插入在传输帧的预定部分里的测试码模式的连续测试码模式，并且可以根据测试码模式检验装置生成的测试码模式检查至少在接收到的传输帧中所容纳的虚容器的净负荷的传输错误。
虚容器可以由一个通过把多个第四阶群虚容器VC-4串接起来构成的更高阶虚容器VC-4-Xc组成，其中Xc是2的n次幂并且n是包括零的偶数，并且虚容器VC-4-Xc可以包括一个9行×1列通道开销、9行×(Xc-1)列固定填充块和一个9行×260Xc列净负荷。
通道开销监视装置可以检测通道开销和固定填充块，并对它们进行错误检测。
测试码模式检验装置可以包括一个串行自同步PN模式检验电路，用于串行地生成最长序列PN模式并且检验测试码模式。
测试码模式检验装置可以包括一个并行自同步PN模式检验电路，用于并行地生成最长序列PN模式并且检验测试码模式。
通过研究下述详细说明及附图，本发明的目的和特性将变得更为明确，其中图1是一个示意方块图，表示根据本发明的数字传输系统的一种实施方式的发射侧传输设备；图2是一个示意方块图，表示根据本发明的数字传输系统的实施方式的接收侧传输设备；图3表示应用于图1和2的示意实施方式的同步传输模块STM-N；图4表示应用于实施方式的通道测试信号的一个例子；图5类似于图4，表示应用于实施方式的通道测试信号的另一个例子；图6表示图7和8如何组合；图7和图8如图6所示组合时以示意方块图表示根据本发明的数字传输系统的一种备择实施方式的发射侧传输设备；图9类似图2是一个示意方块图，表示根据本发明的数字传输系统的备择实施方式的接收侧传输设备；图10类似图4，表示应用于备择实施方式的通道测试信号的一个例子；以及图11类似图4，表示应用于备择实施方式的通道测试信号的另一个例子。
现参照
本发明。请参照图1和2，它们表示根据本发明的一种数字传输系统的最佳实施方式，这种数字传输系统适用于通过把数字信号容纳在诸如B-ISDN(宽带综合业务数字网)的数字网络里的STM-N(同步传输模块层N)帧中发送根据SDH(同步数字体系)复用的数字信号。它包括如图1中所示的发送侧传输设备10、图2中所示的接收侧传输设备30以及连接设备的快速大传输容量信道50。
同步传输模块STM-N由N个基于155.52Mbps的基本接口的传输帧组成，其中N是2的n次幂，而n是包括零的偶数，它包括一个9行×(N×9)列的段(按字节)开销(SOH)100和一个9行×(N×261)列的净负荷200，如图3中所示。段开销100包括表示关于再生器系统的管理和操作信息的从第一行到第三行的再生器段开销(RSOH)110、在第四行的管理单元指针组(AU-n PTRs)120以及表示关于复用系统的管理和操作信息的从第五行到第九行的复用段开销(MSOH)130。
净负荷200容纳虚容器C-4-Xc，后者包括一个含有X倍于第四阶群容器C-4的容器(C-4-Xc)，其中X是2的n次幂。虚容器VC-4-Xc的第一列用作为表示其通道的管理信息的通道开销(POH)210。从第二列到第X列插入一个用于调整速度的(X-1)列的固定填充块。当复用X个各为9行×260列的第四阶群容器C-4时用预定的逻辑值填充该固定填充块。
在下述对本实施方式的说明中，将以N＝16为例说明数字传输系统。在这种情况下，传输系统装配和发送同步传输模块STM-16下的包含着速率为2488.32Mbps即基本接口速率155.52Mbps的16倍的虚容器的传输帧。顺便指出，在图1和2中只详细说明和本发明直接相关的部分，并略去其它的部分。
发送侧传输设备10例如是再生器终端里的一个传输部件，它从图中未示出的交换机或复用系统接收同步传输模块STM-16，并在按预定形式排列后传送到信道50。具体地，本实施方式的发送侧传输设备10包括一个通道试信号发生器60，用于把通道测试信号按虚容器VC-4-16c的形式插入到同步传输模块STM-16中。
更具体地，发送侧传输设备10包括一个接收帧计数器12、一个AU指针处理机14、一个开关电路16、一个设备内部帧计数器18、一个测试码模式发生器20、一个通道开销插入电路22、一个复用段终端电路24以及一个再生器段终端电路26，其中设备内部帧计数器18、测试码模式发生器20和通道开销插入电路22组成本实施方式的通道测试信号发生器60。
接收帧计数器12和AU指针处理机14各接收和同步传输模块STM-16形式下的接收帧SF同步的2488.32MHz接收时钟信号SCLK。同时，AU指针处理机14、设备内部帧计数器18、测试码模式发生器20、通道开销插入电路22、复用段终端电路24和再生器段终端电路26接收和系统中同步传输模块STM-16形式下的传输帧AF同步的2488.32MHz设备内部时钟信号ACLK。
更具体地，接收帧计数器12在接收时钟信号SCLK基准上对接收传输帧的各位计数，以检测各传输帧的位置，并输出结果。它包括一个满计数量为34560的二进制计数器，适用于对对应于同步传输模块STM-16的各行的34560个位的数量进行计数；包括另一个满计数量为1152的二进制计数器，适用于对段开销SOH的各行的位进行计数；并且还包括一个满计数量为33408的二进制计数器，适用于对净负荷的各行的位进行计数。具体地，满计数量为34560的计数器适用于计数三个周期，或从帧的起点到第四行处的AU指针的起始位置的传输帧的三行，并把结果即计数提供给AU指针处理机14。
AU指针处理器14根据接收帧计数器12馈送的检测信号从接收帧中抽取AU指针，并且通过译码该AU指针的内容生成新近形成的传输帧的AU指针。它典型地包括一个用于存储抽取的AU指针的指针缓冲器、一个用于译码其内容的译码器以及一个用于生成新AU指针的指针发生器。
更具体地，AU指针包括指示在传输帧STM-16里虚容器VC-4-16c的头地址(head address)的字节H1和H2，以及用于调节虚容器VC-4-16c的对准损失的字节H3。由于接收时钟信号SCLK和设备内部时钟信号ACLK之间的频率差异以及传输延迟，接收传输帧中的虚容器VC-4-16c的位置可能不同于它在新近形成的传输帧中的位置，从而必须根据接收时钟信号SCLK和设备内部时钟信号ACLK通过正确生成来重新定位字节H1和H2和H3。
通常接收生成的AU指针的通道开销插入电路22把生成的AU指针附着到虚容器VC-4-16c上以形成管理单元AU-4-16c。在本实施方式中，通过在发送通道测试信号时把指针值置成例如为零的预定值，把虚容器VC-4-16c的起始位置和同步传输模块STM-16的净负荷的起始位置对准。另外，把接收到的帧的净负荷接收成接收数据的AU指针处理机14通过对该数据在基于设备内部时钟信号ACLK的校准的重新定位把该数据当作设备内部数据提供给开关电路16。
开关(switching)电路16根据第一控制信号S1选择性地在经AU指针处理机14馈送的设备内部数据和由信道50馈送的通道测试数据之间进行切换。第一控制信号S1常规地断开以选择设备内部数据并当进行如图1中所示的通道测试时接通。
设备内部帧计数器18根据设备内部时钟信号ACLK检测设备中的传输帧的位置并发出指示这些位置的控制信号。该控制信号发送给AU指针处理机14、测试码模式发生器20和通道开销插入电路22。
具体地，设备内部帧计数器18在测试通道时对AU指针处理机14提供命令生成指针值的控制信号，以使AU指针处理机14生成传输帧起始位置处的通道测试信号。另外，设备内部帧计数器18通过多个计数器如接收帧计数器12中的满计数量为1152的二进制计数器、满计数量为33408的二进制计数器及满计数量的34560的二进制计数器检测传输帧的诸如段开销、AU指针、通道开销及固定填充块的位置，并且把这些位置提供给测试码模式发生器20。
测试码模式发生器20根据设备内部帧计数器18馈送的控制信号以及设备内部时钟信号ACLK生成测试码模式。它包括一个PN模式发生器20A，用于把M(最长)序列的PN(伪随机噪声)模式生成为测试码模式。具体地，测试码模式发生器20是一个传输帧构造电路，它进行同步传输模块STM-16的全部位组的变换，并且至少把连续PN模式分配给传输帧的净负荷，即虚容器VC-4-16c中容纳的容器C-4-16c的相应的各列。
更具体地，PN模式发生器20A最好是一个复位型串行PN模式发生器，其包括，例如，一个23级的移位寄存器；一个加法器，用于对移位寄存器的第18级和23级的输出进行模2加法，并且用于把加法结果反馈到第一级的输入端；一个复位电路，用于响应复位信号S2把移位寄存器的值复位成一个非零的特定值；以及诸如禁止门的门元件，用于根据帧对准码停止移位寄存器的输出。
测试码模式发生器20还包括一个模式停止电路20B，用于在特定区间(interval)中禁止PN模式的输出。模式停止电路20B设置为防止把PN模式插入到同步传输模块STM-16的全部部分中，从而使得有可能生成本实施方案的通道测试信号。模式停止电路20B包括位于一个门元件的输出端以在特定区间内保持预定逻辑值“1”或“0”的一个锁存电路和一个选择器。例如，若需要该电路在段开销SOH、通道开销POH和固定填充块的区间内选择相继的逻辑“1”或“0”，以在容器C-4-16c的区间中从门元件选择及输出PN模式。这是根据由设备内部帧计数器18馈送的控制信号进行的。测试码模式发生器20的输出经开关电路16提供给通道开销插入电路22。
通道开销插入电路22是一个用来生成虚容器VC-4-16c的通道开销POH的报头发器，并且根据来自AU指针处理机14的AU指针把报头附着在传输帧的预定位置上。如图3中所示，通道开销POH包括通道寻迹(trace)J1字节，包括BIP-8(位交织奇偶检验-8)的用于计算各列的位组的奇偶性以监视差错的B3字节，包括着用于识别通道信息的代码的C2字节，用于通知传输状态的错误的G1字节，通道用户信道F2和F3，位置指示符H4字节，包括APS(自动保护切换)信道(b1-b4)和备用位(b5-b8)的K3字节，以及用于终端间通信的网络操作员字节N1。
通道开销插入电路22按需要抽取字节，或者不加改变地抽取附着在前一级的各种字节，并把它们添加到虚容器VC-4-16c的第一列中。具体地，本实施方式包括一个用于从测试码模式发生器20计算PN模式的BIP-8的运算电路。另外，因为在本实施方式中在测试期间指针值为0，通过在设备中的传输帧的第十列进行重写插入通道开销POH，即重写到由测试码模式发生器20把预定逻辑值标记在其上的位置上。类似地，若需要，则把固定填充块重写插入到传输帧的第二至第十六列中。对其插入了测试码模式、通道开销POH和固定填充块的传输帧被提供到复用段终端电路24。
复用段终端复用24是传输信道50的复用段的一个发送侧终端电路，用于生成由信道50上的复用段的网络操作及管理信息组成的复用段开销MSOH，并把MSOH增添到实信息中。根据来自设备内部帧计数器18的控制信号它被添加到同步传输模块STM-16的传输帧的沿着第五到第九行的列(9×16)的中。复用段开销MSOH例如包括多个B2字节，它们包括通过计算每24位或者N×24位的奇偶性得到的用于监视段错误的BIP-24×n；用于控制交换系统的K1字节；用于把复用段状态传送成告警信号的K2字节；用于复用段的数据通信的D4-D12字节；以及用于通知复用错误状态的多个Z2字节。在本实施方式里，重写复用段开销以便插入到测试码模式发生器20在其上已标记着预定相继逻辑值的位置中。插入着复用段开销MSOH的传输帧被提供到再生器段终端电路26。
再生器段终端电路26是传输信道50的再生器或中继器段的一个发送侧终端电路，用于生成由信道50上的再生器段的网络操作及管理信息组成的再生器段开销RSOH，并把它增添到传输帧中。根据来自设备内部帧计数器18的控制信号它被沿着9×16列添加到传输帧的第一至第三行中。再生器开销RSOH包括包含着帧对准码的A1和A2字节；C1字节，用于当同步传输模块STM-1s和同步传输模块STM-16复用时表示同步传输模块STM-1s的标识号；包括BIP-8的B1字节，用于监视再生器段错误；在其中插入再生器段的故障标识码的F1字节；以及用于再生器段的数据通信的D1-D3字节。在本实施方式中，通过把它重写到在通道测试期间测试码模式发生器20在其上已标记着预定相继逻辑值的位置中插入再生器段开销RSOH。在其中插入再生器段开销RSOH的传输帧形成为一个完整的同步传输模块STM-16并被发送到信道50。
另一方面，接收侧传输设备30是一个例如再生器终端的传输设备，它接收发送侧传输设备经信道50发送的同步传输模块STM-16，并把STM-16发送给交换机或复用系统。具体地，在本实施方式中它包括一个用于检验接收到的同步传输模块STM-16中所容纳的虚容器VC-4-16c里的通道测试信号的通道测试信号检验器70。
更具体地请参照图2，本实施方式的接收侧传输设备30例如包括再生器段终端电路32、复用段终端电路34、AU指针处理机36、设备内部帧计数器38、通道开销监视电路40和测试码模式检验器42，其中AU指针处理机36、设备内部帧计数器38、通道开销监视电路40和测试码模式检验器42组成通道测试信号检验器70。
另外，如发送侧传输设备10中根据设备内部帧BF向AU指针处理机36、设备内部帧计数器38、通道开销监视电路和测试码模式检验器42提供频率为2488.32MHz的设备设备内部时钟信号BCLK。
再生器段终端电路32是一个接收侧终端电路用于端接传输信道50的再生器段或中断器段，该电路适用于检测来自由信道50馈送的同步传输模块STM-16的再生器段开销RSOH。它包括一个类似于发送侧传输设备10中的接收帧计数器12的接收帧计数器44，和一个根据在检测出的再生器段开销RSOH里的字节A1和A2所包含的帧对准码再生接收时钟信号RCLK并且把该时钟信号提供给复用段终端电路34和AU指针处理机36的时钟再生器。接收帧计数器44利用多个计数器例如满计数为1152、33408和34560的计数器检测复用段开销MSOH的位置和AU指针的位置，并把检测结果提供给复用段终端电路34和AU指针处理机36。
复用段终端电路34从经再生器段终端电路32馈送的同步传输模块STM-16检测复用段开销MSOH，并且端接复用段。管理单元AU-4-16c包括通过由再生器段终端电路32和复用段终端电路34从传输帧去掉段开销RSOH和MSOH而得到的AU指针和虚容器VC-4-16c，并被从复用段终端电路34提供到AU指针处理机36作为接收数据。
AU指针处理机36的功能不仅是作为从经复用段终端电路34馈送的接收数据检测AU指针并且处理AU指针的一个处理机，而且还作为一个根据接收时钟信号RCLK和设备内部时钟信号BCLK把接收数据重新定位在设备内部帧上的对准变换器，从而把它发送成设备内部数据BD。AU指针处理机36从AU指针的处理结果检测设备内部帧中虚容器(VC-4-16c)的初始位置，即通道开销POH的初始位置，并把检测结果提供给通道开销监视电路40和测试码模式检验器42。此外，把重新定位在设备内部时钟上的虚容器VC-4-16c作为设备内部数据提供给通道开销监视电路40和测试码模式检验器42。
设备内部帧计数器38如在发送侧那样根据设备内部时钟信号BCLK检测各传输帧在设备中的位置，并且发送指示位置的控制信号。它包括多个计数器，例如满计数为1152、33408和34560的计数器。控制信号被提供给AU指针处理机36、通道开销监视电路40和测试码模式检验器42。
通道开销监视电路40根据AU指针处理机36的位置信号以及来自设备内部帧计数器38的控制信号从AU指针处理机36馈送的设备内部数据检测通道开销POH，并且监视通道开销POH的内容。它包括一个译码器，用于在其字节基准上对通道开销POH的内容译码。具体地，它包括一个用于判定由BIP-8代表的奇偶检验位是否正常的运算电路。译码后的通道开销POH和固定填充块一起传送到图中未示出的下一个发送侧传输设备的通道开销插入电路。
测试码模式检验器42根据来自设备内部帧计数器38的控制信号从AU指针处理机36馈送的设备内部数据中检测测试码模式，并且检验测试码模式是否包括传输错误。它包括一个PN模式发生器42A，用于类似于发送侧中由测试码模式发生器20生成PN模式，一个采集电路42B，用于把设备内部数据中的测试码模式引入成和所生成的PN模式同步；一个用于对测试码模式进行比较的比较器42C；以及一个用于对从比较结果获得的位错误计数的错误计数器42D。
作为测试码模式检验器42，最好采用一个应用类似于在上面提及的日本专利公开公布号2-140031(1990)和日本专利公布号7-118697(1995)中说明的自同步方案的串行自同步PN模式检验器。不论如何，测试码模式检验器，包括一个用于在段开销SOH和通道开销POH的所有区间上停止PN模式的输出的模式停止电路42E以及一个若需要的固定填充块，从而仅连续比较插入到容器C-4-16c中的测试码模式。
现在说明利用上述结构的数字传输系统的实施方式的操作。首先，说明发送侧传输设备10的操作。根据接收帧接收到接收时钟信号SCLK时，接收帧计数器12通过对接收时钟信号SCLK的计数检测AU指针的位置，并接着把结果提供给AU指针处理机14。AU指针处理机14检测接收帧中的AU指针以进行预定的处理，并把AU指针提供给通道开销插入电路22。同时，接收到设备内部时钟信号ACLK的AU指针处理机14按设备内部时钟重新定位作为接收数据接收的虚容器VC-4-16c，并且通过开关电路16把它们作为设备内部数据传送到通道开销插入电路22。
类似地，设备内部帧计数器18根据设备内部帧通过对设备内部时钟信号ACLK的计数来检测各传输帧中的通道开销POH的位置，并且把它提供给通道开销插入电路22。从而，接收了来自AU指针处理机14的AU指针的通道开销插入电路22接着根据设备内部时钟信号ACLK把通道开销POH插入到由AU指针指示的传输帧中的位置上。此外，接收了经过开关电路16的虚容器VC-4-16c中的实信息及随后的通道开销的通道开销插入电路22接着把它们传送到复用段终端电路24。
接收传输帧后，复用段终端电路24把其中从第一行到第四行的数据不变地传送到再生器段终端电路26，并且还把在其第1至第169列增加了复用段开销MSOH之后的从第五行到第九行的数据传送到再生器段终端电路26。接收数据后，再生器段终端电路26把再生器段开销RSOH增添到各帧从第一行到第三行中的前169个列内，并把数据传送到信道50。接着，顺序发送以容纳着虚容器VC-4-16c的同步传输模块STM-16为形式的传输帧。
当在这种情况下进行通道测试时，通道测试信号生成为插入到几十个帧中的一个帧内，或者在异常情况下连续生成。为了开始通道测试，首先，通过在前一传输帧中的设备内部数据已经经开关电路16完成由AU指针处理机14的发送之后接通第一控制信号，把开关电路16和测试码模式发生器20的输出端连接起来。
接着，在传输帧中对设备内部时钟信号ACLK的计数达到前一帧时，设备内部帧计数器18当计数接近前一帧中的最后一行时对AU指针处理机14提供用于在下一设备内部帧中启动通道测试的控制信号。这样，AU指针处理机14产生表示通道测试信号中虚容器VC-4-16c的初始位置的指针值。另一方面，对测试码模式发生器20提供复位信号，从而把PN模式发生器20A中的移位寄存器置为非零的值。从而，当检测到该设备内部帧的起始位，设备内部帧计数器18把指示该位位置的控制信号提供给AU指针处理机14、测试码模式发生器20和再生段终端电路26。
从而，AU指针处理机14把所生成的AU指针发送给通道开销插入电路22。同时，测试码模式发生器20里的PN模式发生器20A根据设备内部时钟信号ACLK开始生成PN模式。而在本实施方式中，测试码模式发生器20例如选择逻辑值“0”，并且通过开关电路16把它提供给通道开销插入电路22直到模式停止电路20B接收到下一个控制信号为止。
接着，设备内部帧计数器18根据对设备内部时钟信号ACLK的计数检测通道开销POH的位置，并且向通道开销插入电路22提供指示该位置的控制信号。从而，通道开销插入电路22把其逻辑值指定为“1”的J1字节插入到虚容器VC-4-16c的第一行的起点处。在该过程中，若需要，它还从第二列到第十五列重写到固定填充块。
接着，为检测到通道开销POH的或者固定填充块的之后的位时，设备内部帧计数器18向测试码模式发生器20提供指示该位位置的控制信号。对此响应，测试码模式发生器20使它的模式停止电路20B选择从PN模式发生器20A馈送的PN模式，并且通过开关电路16把它提供给通道开销插入电路22。接收该PN模式后，通道开销插入电路22向复用段终端电路24提供J1字节、固定填充块和第一行的PN模式。
复用段终端电路24把从通道开销插入电路22馈送的数据不变地(因为它不把开销插入到第一行中)传送到再生器段终端电路26。接着，再生器段终端电路26根据来自设备内部帧计数器18的控制信号把第一行的再生器段开销RSOH从传输帧的起点重写到第9×19列，在其中插入逻辑值“0”。这样，再生器段终端电路26沿信道50依次发送通道开销POH的J1字节、固定填充块和PN模式，在信道上它们得到传输。
接着，通过检测第一行的最后一位的位置检测到第二行的起始位置时，设备内部帧计数器18把指示该位置的控制信号提供给测试码模式发生器20、通道开销插入电路22和再生器段终端电路，其方式同上面所述。从而，测试码模式发生器20再次停止PN模式的生成，并且根据设备内部时钟信号ACLK连续输出逻辑值“0”直至接收到下一个控制信号。该输出和上述一样通过开关电路16发送到通道开销插入电路22，后者把它重写到通道开销POH位置处的B3字节和第二行的固定填充块，并且经过复用段终端电路24把它提供给再生器段终端电路26。再生器段终端电路26按上面所述的相同方式用它重写再生器段开销RSOH位置处的第二行的信息，并且接着把它发送到信道50。
然后，当设备内部帧计数器18再次检测到通道开销POH和固定填充块之后的位时，测试码模式发生器20把它的方式从逻辑值“1”的选择方式切换到PN模式选择方式，并接着输出PN模式。从而，把PN模式插入到传输帧的净负荷里的容器C-4-16c的位置中，并且经过开关电路16、通道开销插入电路22、复用段终端电路24和再生器段终端电路26馈送到信道50以沿信道50传送。
当以这种方式完成传输帧的第二行的输出时，用相同的方式处理第三行测试码模式发生器20连续地对通道开销POH的第一列至终止位置以及必要时对固定填充块的位置输出逻辑值“0”，接着从PN模式发生器20A输出PN模式。接收这些数据后，通道开销插入电路22按与上述相同的方式插入第三行的通道开销POH的字节以及所需的固定填充块。然后，再生器段终端电路26增添再生器段开销RSOH，并将其输出提供到信道50以发送。
考虑第四行，通道开销插入电路22首先把已由测试码模式发生器20插入到第四行的第一至第916列的逻辑值“0”重写到由AU指针处理机14送来的AU指针中，并在下一个字节重写通道开销POH，接着若需要重写固定填充块。这些数据以及随后的PN模式经过复用段终端电路24和再生器段终端电路26提供到信道50以便发送。
类似地，复用段终端电路24接着根据来自设备内部帧计数器18的控制信号把第五行到第九行的第一列至第9×16列重写到复用段开销MSOH，并且通道开销插入电路22把下一个字节和相继的16列重写到通道开销POH及固定填充块。经过再生器段终端电路26这些数据和相继的PN模式提供到信道50以便传送。
结果，生成以通道测试信号为形式的虚容器VC-4-16c并容纳在同步传输模式STM-16中。具体地，虚容器VC-4-16c生成为如图4中所示在其中PN模式被连续地沿着它的容器C-4-16c的全部列插入，或者虚容器VC-4-16c生成为如图5中所示在其中PN模式被连续地沿着除固定填充块之外的容器C-4-16c的全部列插入，并且经信道50把它们顺序地传输给接收侧传输设备30。在这些图中，对AU指针里的H1和H2字节分配指针值“0”，并且对H3字节分配一个不指示进行正填充或进行负填充的值。在H1字节之后对字节组Y写入表示级连的值，例如“1001SS11”，其中不规定位SS，H2之后的各字节全为“1”。
在接收来自信道50中包括着通道开销测试信号的同步传输模块STM-16后，接收侧传输设备30使再生器段终端电路32顺序地从接收帧的第一行至第三行中抽取再生器段开销RSOH。同时，它通过检测来自第一行的A1和A2字节的帧对准码再生接收时钟信号RCLK。接着把再生的接收时钟信号RCLK提供给复用段终端电路34和AU指针处理机36。
另一方面，接收时钟信号RCLK后，接收帧计数器44通过对接收时钟信号RCLK的计数检测接收帧中AU指针的位置及复用段开销MSOH的位置，并且把结果提供给AU指针处理机36和复用段终端电路34。
从中去掉再生器段开销RSOH的数据作为接收数据馈送到复用段终端电路34。复用段终端电路34去掉第五行至第九行中的复用段开销MSOH，并且把余下的数据提供到AU指针处理机36。
接收到该数据后，AU指针处理机36从第四行抽取AU指针，并检测由AU指针指示的传输帧中净负荷的起始位置。在该过程中，AU指针处理机36接收设备内部时钟信号BCLK，把接收数据从接收时钟信号RCLK重定位到设备内部时钟信号BCLK上以便作为设备内部数据输出，并且生成指示它在设备内部帧的位置的一个指针，而且把该指针传送给通道开销监视电路40和测试码模式检验器42。
而设备内部帧计数器38对依据设备内部帧馈送的设备内部时钟信号BCLK计数，并把指示其位置的控制信号发送到AU指针处理机36、通道开销监视电路40和测试码模式检验器42。对此响应，通道开销监视电路40从设备内部数据逐行地抽取通道开销POH以及固定填充块(若存在)，并通过对它们的译码进行预定的处理。具体地，检测出包括BIP-8的B3字节后，通道开销监视电路40通过进行奇偶性计算检测虚容器VC-4-16c的各位是否正确，并把结果提供给该监视电路或控制器中的类似部分。从而，依靠接收帧中的通道开销POH完成对虚容器VC-4-16c的监视。
根据来自设备内部帧计数器38的控制信号，通过检测从AU指针处理机36馈送的设备内部数据中的测试码模式，测试码模式检验器42检验传输错误。更具体地，接收到指示来自设备内部帧计数器38的设备内部帧的起点的控制信号后，测试码模式检验器42激发PN模式发生器42A以开始生成类似发送侧的PN模式。但是，在生成期间，模式停止电路42E在段开销SOH、通道开销POH和固定填充块(若存在)的区间内停止PN模式的输出。然后，设备内部帧计数器38通过对设备内部时钟信号BCLK的计数检测传输帧中容器C-4-16c的起始位置，并向测试码模式检验器42提供指示该位置的控制信号。
接收来自AU指针处理机36的AU指针并接着接收来自设备内部帧计数器38的控制信号后，测试码模式检验器42通过根据AU指针中的H1和H2字节检测通道开销POH中J1字节的位置辨别剩余帧数据中的测试码模式。测试码模式检验器42里的采集电路42B首先开始引入已成为设备内部数据的测试码模式，从而从对准保护状态转换到采集状态。然后，比较器42C对测试码模式和生成的PN模式进行比较以检测测试码模式的位错误。检测出的位错误由错误计数器42D计数进行累计。
以这种方式，根据来自设备内部帧计数器38的控制信号，测试码模式检验器42通过由比较器42c对PN模式和容器C-4-16c的区间中的测试码模式进行比较检测从第一行到第九行的测试码模式的位错误，同时停止在段开销SOH、开销POH和固定填充块(若需要)的区间中生成PN模式。按这种方式检测出传输帧的位错误后，测试码模式检验器42逐帧地或者逐日地对检测结果计数并提供到图中未示出的控制器中的监视电路里以作为错误计数值，从而监视通道。
如前面所述，根据本数字传输系统的实施方式，发送侧传输设备10具有通道测试信号发生器60，用于生成PN模式并且用于把其插入到同步传输模块STM-16的净负荷里，而接收侧传输设备30具有通道测试信号检验器70，用于生成类似于发送侧一侧的PN模式并用于通过把它和接收的测试码模式进行比较检验位错误。这样能快速地检测和处理传输通道的差错。
在该情况下，因为通道测试码信号发生器60可以根据来自设备内部帧计数器18的控制信号自由地在预定的区间停止生成PN模式，可以有效地把连续PN模式插入到容纳在同步传输模块STM-16里的虚容器VC-4-16c的净负荷的行组内。另外，因为把预定的逻辑值插入到不插入PN模式的位置中，从而后级的通道开销插入电路22、复用段终端电路24和再生器段终端电路26可以容易地和正确地添加类似于普通同步传输模块STM-16里的报头。
于是，接收侧传输设备30如通道测试信号发生器60那样间歇地生成连续PN模式，并把它和测试码模式进行比较，从而可以正确地检测位错误。另外，由于发送侧按常规情况生成和插入通道开销POH，它可以利用B3字节检测通道开销POH的传输错误。从而，接收侧传输设备30可以对容纳在同步传输模块STM-16里的虚容器VC-4-16c的所有的位检测传输错误，这使得有可能达到有效的通道测试。
尽管上述实施方式是用其速率为基本接口速率的16倍的同步传输模块STM-16的传输作为同步传输模块STM-N的传输的示例来说明的，但是，当然本发明并不局限于此。例如，它可应用于同步传输模块STM-N的传输，其中N是2的n次幂，而n是包括零的偶自然数。
此外，尽管本实施方式是一个其中所有的部件电路适用于按位串行方式处理传输的例子，它们仍可以并行地处理传输帧，因为同步传输模块STM-N的每个传输帧的每列由八位组成。这可以通过在再生器段终端电路26的输出处设置一个并行至串行变换器28以及在再生器段终端电路32的输入处设置一个串行至并行变换器31来达到。
而且，有可能把类似于在Doo Whan Choi的论文“Parellel Scram-bling Techniques for Digital Multiplexers”(AT&T TECHNICALJOURNAL，Volume 65，issue 5，pages 123-135，September/October1986)中所说明的复位型并行PN模式发生器的电路充当为发送侧的测试码模式发生器20中的PN模式发生器20A，并且有可能把类似于在上面提到的日本专利公开公布号4-4631(1992)中公开的并行自同步PN模式检验器的电路充当接收侧的测试码模式检验器42。但是，它们必须具备模式停止电路，用于自由地停止PN模式的生成以便有效地生成和检验本实施方式的通道测试码信号。此外，通过按同步传输模块STM-N的传输帧的频率的1/8的因子减慢接收时钟信号SCLK和RCLK以及设备内部时钟信号ACLK和BCLK可以使各个部件电路按同步传输模块STM-N的传输帧的频率的1/8运行。例如，它们可以在311.04MHz下运行，该频率为同步传输模块STM-16的2488.32MHz频率的1/8。
图7和8表示根据本发明的数字传输系统的一种备择实施方式。这二张图的组合如图6所示。除了在发送侧和接收侧都包括N个帧处理机之外，这种数字传输系统的实施方式和前面所示和所说明的实施方式相同。每个帧处理机处理一个通过把同步传输模块STM-N划分成N个帧得到的帧。由各帧处理机处理的帧利用字节交织复用或利用字节解交织去复用。在下述对该备择实施方式的说明中，和图1和2的相似部分用相同的参考数字表示，并略去或简化对它们的说明。另外，该实施方式和上面的实施方式中一样也把同步传输模块STM-16作为同步传输模式块STM-N的例子。
数字传输系统的本实施方式包括如图7和8中所示的发送侧传输设备300、如图9中所示的接收侧传输设备500以及互连它们的信道50。发送侧传输设备300和接收侧传输设备500各包括16个帧处理机310和550。帧处理机310和550具有共同的结构，其包括类似于第一实施方式中的通道测试信号发生器和通道测试信号检验器，并且在LSI(大规模集成电路)上集成以形成通道测试电路。
更具体地，如图7和8中所示，发送侧传输系统300包括16个帧处理机310、310、…，16个复用段终端电路320、320、…，一个倍频器330，一个复用器340和一个再生器段终端电路26。每个帧处理机310适宜于接收频率为155.52MHz的接收时钟信号SCLK和设备内部时钟信号ACLK，该频率和基本接口的同步传输模块STM-1的频率相等，并且每个复用段终端电路320和帧处理机310共享设备内部时钟信号ACLK。
具体地，本发明的该备择实施方式的帧处理机310除了类似于第一实施方式的接收帧计数器12、AU指针处理机14、设备内部帧计数器18、测试码模式发生器20和通道开销插入电路22之外还包括测试码模式检验器42和通道开销监视电路40。这些部件组成包括一个通道测试信号发生器和一个通道测试信号检验器的通道测试电路。在本实施方式中，省略掉开关电路16，并且只有当测试码模式发生器20运行时仅直接向通道开销插入电路22提供测试码模式发生器20的输出，而在别的时候向它提供来自AU指针处理机14的设备内部数据。
每个帧处理机310装配一个类似于由把一个AU指针增加到9行×270列虚容器VC-4而形成的管理单元AU-4的帧，并且通过如第一实施方式中连续地把PN模式插入到其容器C-4的全部行中形成通道测试信号，并通过通道开销插入电路22把该通道测试信号提供给复用段终端电路320。
具体地，第一帧处理机310内的AU指针处理机14如第一实施方式中生成在通道测试期间其值为“0”的指针，并且其余的帧处理机310里的各个AU指针处理机14产生一个表示级连的指针。第一帧处理机310里的通道开销插入电路22生成虚容器VC-4-16c的通道开销POH，而在其余帧处理机310里的该电路则根据需要在通道开销POH的位置上插入固定填充块。除非插入固定填充块，在该位置插入PN模式。在本实施方式中，除第一帧处理机310外的其余帧处理机310计算通道开销POH里中至少B3字节的BIP-8，而第一帧处理机310收集结果以计算整个虚容器VC-4-16c的BIP-8，并把它插入到通道开销POH的B3字节里。
每个复用段终端电路320生成一个如同步传输模块STM-1中的5行×9列复用段开销MSOH，并把它添加到从帧处理机310馈送的一个帧中的第五至第九行。
接收155.52MHz设备内部时钟信号ACLK的倍频器330通过值为16的系数提高它的频率以生成频率为2488.32MHz的同步传输模块STM-16的时钟信号，并提供到复用电路340。
接收来自各个复用段终端电路320的9行×270列传输帧的复用电路340通过以列为基对它们进行字节交织对它们复用以形成按照同步传输模块STM-16的9行×(270×16)列的传输帧，并根据2488.32MHz时钟信号把复用后的传输帧提供给再生器段终端电路26。
现参照图9，接收侧传输设备500包括一个分频器510，一个去复用器520，16个复用段终端电路530、530、…，和16个帧处理机550、550、…。类似于在发送侧传输设备300中，向每个帧处理机550提供155.52MHz的设备内部时钟信号BCLK。
从信道50接收同步传输模块STM-16的再生器段终端电路32检测并从第一到第三行去掉再生器段开销RSOH，并把剩余的数据提供给去复用器520。此外，它从A1和A2字节检测帧对准码以再生2488.32MHz接收时钟信号并提供给分频器510和去复用器520。
分频器510将再生的接收时钟信号的频率除以16以生成频率为155.52MHz的接收时钟信号PCLK并经去复用器520提供到复用段终端电路530的帧处理机550。
去复用器520是一个去交织器，用于通过从根据再生器段终端电路32所馈送的同步传输模块STM-16的传输帧逐列地抽取分离16个传输帧，并在八位的基准上把它们提供给复用段终端电路530。
每个复用段终端电路530从去复用器520所分离的每个传输帧的第五至第九行检测复用段开销MSOH。它还抽取按每9列区间插入的报头并对它们执行预定的处理。
每个帧处理机550包括一个从由对应的复用段终端电路530馈送的接收数据抽取通道测试信号的通道测试信号检验器530，该处理机具有和发送侧传输设备300中的帧处理机310相同的内部结构。对它将参照图7和8更详细地说明。帧处理550中的AU指针处理机14根据接收帧计数器12和设备内部帧计数器18送来的控制信号把从复用段终端电路530(图9)馈送的接收数据变换成和设备内部时钟信号BCLK同步的设备内部数据，并把它带着替换过的新AU指针输出。
通道开销监视电路40，尤其中第一帧处理机550的该电路，根据AU指针处理机14馈送的AU指针以及设备设备内部帧计数器18馈送的控制信号抽取通道开销POH并对它进行处理。具体地，该电路检测B3字节并且计算它的奇偶性而且把结果送到例如作为控制电路的监视电路。
测试码模式检验器42根据从设备内部帧计数器18馈送的控制信号检测插入到容器C-4中的测试码模式的位错误。如果在已分离出的第二及随后的传输帧中存在固定填充块，测试码模式检验器42和第一至第十六帧处理机550一起检测9行×260列测试码模式以进行检验。如果不存在固定填充块，除第一帧处理550之外的帧处理机550通过检测9行×261列测试码模式进行检验。检验结果由错误计数器计数，并按各帧的基准或者每日的基准收集以提供给控制器中的监视电路。
如上面所述，根据数字传输系统的该备择实施方式，发送侧传输设备300把连续PN模式插入到通过把同步传输模块STM-16分解成为16个部分而得到的传输帧组的全部行中，并且按照同步传输模块STM-16组装传输帧，其中通过利用字节交织进行复用从而容纳通道测试信号。这允许各帧处理机310同步地按基本接口所采用的155.52MHz时钟信号运行，并可在一块LSI上构成，从而有可能实现小尺寸、便宜的传输设备。
类似地，接收侧传输设备500里的去复用器把容纳着通道测试信号的同步传输模块STM-16划分成16个传输帧，16个帧处理机550各处理16个传输帧中的一个以检验测试码模式。这也使得每个帧处理机550可在基本上等于或低于基本接口的频率的速度上运行，从而有可能构造小尺寸、低成本的设备。
在上述情况中，帧处理机310和350中各以LSI形式实现的通道测试电路可以根据从设备内部帧计数器18馈送的控制信号自由地生成在任何区间上间歇地停止的PN模式。这允许有效地把连续PN模式插入到通过划分同步传输模块STM-16得到的各帧中的容器C-4的行组中或者从其中把它抽取出来。另外，因为发送侧传输设备300把预定的逻辑值连续地插入到在其中未插入PN模式的位置里，后级通道开销插入电路22可以自由地插入通道开销POH和固定填充块(若需要)。这允许第一帧处理机310插入虚容器VC-4-16c的通道开销POH而使其余的帧处理机310仅插入PN模式。这使得有可能生成类似于图4中的如图10中所示的虚容器VC-4-16c的形式下的通道测试信号，或者生成包括着在其中还含有附加AU指针的管理单元AU-4-16c的通道测试信号。
另外，执行带有除第一帧处理机310之外的帧处理机310插入的固定填充块复用可以构造类似图5中的如图11所示的虚容器VC-4-16c或者构造管理单元AU-4-16c。在这种情况下，接收侧中的每个通道开销监视电路40可以利用由发送侧中每个通道开销插入电路为指示插入该PN模式的处理机310插入到固定填充块中的标识码检测其对应的PN模式。这使得有可能检测当复用电路340或去复用器520在进行复用或去复用时错误地判定帧位置而出现的错误，这可用来评估复用器的交织性能或者去复用器的去交错性能。更具体地，对交织和去交织的评估可以检测和防止这样的错误，即它们可以由于通道开销POH不是由除了第一帧处理机310之外的帧处理机310插入而产生的，并且从而接收侧会作出错误的判定，把当PN模式本身并不包括错误但是第二及随后的帧并不正确地排列的PN模式看作是正确的。
另外，因为发送侧传输设备300的每个帧处理机310包括通道测试检验器，该备择的实施方式还可以进行上游(upstream)通道测试。在这种情况下，上游通道可以是用于发送同步传输模块STM-16或用于发送同步传输模块STM-1的通道。具体地，因为在本实施方式中每个帧处理机310包括能处理虚容器VC-4的通道开销POH的通道开销监视电路40，甚至在上游互连着处理多个同步传输模块STM-1的切换或复用系统，通过由帧处理机组310检测通道开销POH和容器C-4可以检验传输错误，其中当发送包括着通道测试信号的各同步传输模块STM-1时对帧处理机组310提供虚容器VC-4。
类似地，因为接收侧传输设备500中的各个帧处理机550包括能够插入类似于虚容器VC-4的通道开销POH的报头的通道开销插入电路22，可以生成各包括着在其中添加了通道开销POH的虚容器VC-4的通道测试信号。这样，即使在下游互连着处理多个同步传输模块STM-1的切换或复用系统，有可能通过经交换机或复用设备发送通道测试信号可以实现对多条通道或单条连续通道的测试。因此，数字传输系统的该备择实施方式可以在处理包含着虚容器VC-4-16c的同步传输模块STM-16的整个系统或设备里进行虚容器VC-4-16c的通道测试。此外，它可以进行各个包含着虚容器VC-4的同步传输模块STM-1的通道测试。
尽管该备择实施方式是用其速率为同步传输模块的基本接口的16倍的同步传输模块STM-16的传输作为例子说明的，本发明当然并不局限于此。例如，它可应用于同步传输模块STM-N的传输，其中N为2的n次幂，而n为包括零的偶自然数。在该情况下，可以分别在发送侧和接收侧设置N组帧处理机310和550，从而它们可以根据速率大致等于或小于基本接口的速率的时钟信号运行。
此外，尽管该备择实施方式是一个在其中所有的部件电路适用于以位串行方式处理传输帧，但是它们可以并行地处理传输帧，这是由于同步传输模块STM-N的各个传输帧的各列是由8位组成的。这可以通在发送侧传输设备300的再生器段终端电路26的输出处设置一个并行至串行变换器以及在接收侧传输设备500的再生器段终端电路32的输入端设置一个串行至并行变换器来达到。在这种情况下，可以把复位型并行PN模式发生器采用为测试码模式发生器20，并且在接收侧把并行自同步PN模式检验器作为测试码模式检验器42。但是，它们必须备有模式停止电路，用于自由地停止生成PN模式。这允许设备中的部件电路可在仍然较低频率的时钟信号的基准下运行。例如，它们可以在19.44MHz频率上运行，即同步传输模块STM-1频率的1/8。
此外，尽管该备择实施方式说明成在其中每个帧处理机310和550包括包含着通道测试信号发生器和通道测试信号检验器的通道测试电路，但这不是必需的。例如，本发明在范围上可以覆盖由仅包含着通道测试信号发生器或通道测试信号检验器的帧处理机组成的数字传输系统，或者由仅在发送侧传输设备包含通道测试信号发生器和仅在接收侧传输设备包含通道测试信号检验器的帧处理机组成的数字传输系统。
根据按照本发明的数字传输系统，设置测试码模式发生器，其适用于间歇地生成连续测试码模式并且在停止测试码模式的区间中保持预定的逻辑值，从而把该逻辑值插入到传输帧中的预定位置中，这样把连续测试码模式插入到容纳在传输帧中虚容器内至少净负荷的所有列中。这使得有可能生成在其中把测试码模式有效地插入到其阶数高于基本接口的同步传输模块STM-N的净负荷中，并且达到对发送该同步传输模块STM-N的传输通道的有效测试。另外，由于把通道开销和段开销重写到插入预定的逻辑值的位置中，可以根据这些位置保持测试码模式的相对位置。这使得有可能生成包含着正确测试码模式的同步传输模块。
此外，接收侧传输设备可以通过生成对应于发送侧的带有自由插入停止区间的连续测试码模式以正确抽取测试码模式达到对通道测试信号的检验。
另外，包括着多个通道测试信号发生器和多个通道测试信号检验器的数字传输系统能够使它的部件电路运行在等于或低于基本接口频率的频率上，能够使信息通过字节交织复用和通过字节去交织去复用，并且能够把通道测试信号插入到更高阶的同步传输模块中和从其中抽取出。这使得有可能达到有效的通道测试。在这种情况下，可以用LSI的形式制造其运行频率等于或低于基本接口频率的各部件电路。这提供构造小尺寸和便宜的系统的优点。
包括着说明书、权利要求书、附图及公开摘要的于1996年12月20日申请的日本341298/1996号专利申请的全部公开在整体上作为本文的参考文献。
尽管本发明是参考特定示意性实施方式说明的，但它并不受到这些实施方式的限制。可以理解在不违背本发明的范围和精神下熟练的技术人员可改变或修改这些实施方式。
权利要求
1.一种数字传输系统，用于在传输设备当中发送其阶数高于同步数字体系的基本接口的传输帧的阶数的传输帧，所述数字传输系统在发送侧传输设备中至少包括第一指针处理电路，用于根据设备内部时钟信号和接收时钟信号处理表示各传输帧中所容纳的虚容器的起始位置的一个指针；第一设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟信号检测设备中各传输帧的位置，并用于发出指示该位置的控制信号；测试码模式生成电路，用于把最长序列伪随机(PN)模式生成为测试码模式，并用于根据所述设备内部帧计数器所馈送的控制信号把测试码模式插入到传输帧的预定位置上；通道开销生成电路，用于生成管理通道的通道开销，并用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把通道开销插入到其中已插入测试码模式的传输帧中的预定位置上；以及段开销生成电路，用于生成管理段的段开销，并用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把段开销插入到其中已插入测试码模式及通道开销的传输帧中的一个位置，其中，间歇性地生成连续测试码模式的所述测试码生成电路把连续测试码模式插入到传输帧中所容纳的虚容器内至少一个净负荷的各行中，并把预定的逻辑值插入到在其中停止生成测试信号的预定区间中，以及其中，所述通道开销生成电路和所述段开销生成电路通过把这些开销重写到已由所述测试码模式生成电路插入了预定逻辑值的区间中以预定的格式装配传输帧。
2.按照权利要求1的数字传输系统，其中所述数字传输系统还在接收侧传输设备中至少包括段开销处理电路，用于从信道接收传输帧，并用于检测传输帧的段开销以便对段开销进行预定的处理；第二指针处理电路，用于通过替代经所述段开销处理电路接收的传输帧的指针把传输帧的同步从接收时钟信号重新定位到设备内部时钟信号上；第二设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟信号检测设备中各传输帧的位置，并用于发出指示各传输帧的位置的控制信号；通道开销监视电路，用于检测经所述第二指针处理电路馈送的各传输帧的通道开销，并用于监视所述通道开销的内容；以及测试码模式检验电路，用于根据来自所述设备内部帧计数器的控制信号检测从所述第二指针处理电路馈送的传输帧的测试码模式，并用于检验测试码模式是否包括传输错误，其中，所述测试码模式检验电路根据从所述设备内部帧计数器馈送的控制信号间歇地生成对应于所述测试码模式生成电路生成的所述测试码模式的连续测试码模式，并通过对所述净负荷和由所述测试码模式检验电路生成的连续测试码模式进行比较检验容纳在接收传输帧中的虚容器内至少所述净负荷的传输错误。
3.按照权利要求2的数字传输系统，其中所述发送侧传输设备包括第一并行至串行变换电路，用于把已在字节并行下处理过的传输帧变换成要供发送的位串行传输帧，以及所述接收侧传输设备包括第一串行至并行变换电路，用于把位串行传输帧变换成要被字节并行处理的字节并行传输帧。
4.按照权利要求2的数字传输系统，其中所述基本接口是速率为155.52Mbps的同步传输模块等级1的传输帧，而更高阶传输帧是速率为同步传输模块等级1的速率的2的n次幂的倍数的传输帧，其中n是包括零的偶整数，所述更高阶传输帧包括其阶数至少高于第四阶容器C-4的容器C-4-Xc，其中Xc是2的n次幂，其中所述发送侧传输设备生成供测试的包含着其中插入着连续测试码模式的容器C-4-Xc的虚容器VC-4-Xc，所述虚容器VC-4-Xc是由所述测试码模式生成电路和所述通道开销生成电路生成的，而且其中所述接收侧传输系统利用所述通道开销监视电路和所述测试码模式检验电路检测供测试用的虚容器VC-4-Xc的所有传输错误。
5.按照权利要求4的数字传输系统，其中所述虚容器VC-4-Xc包括9行×1列的通道开销，9行×(Xc-1)列的固定填充块和9行×(260×Xc)列的净负荷，并且其中所述测试码模式生成电路至少在通道开销及固定填充块的位置上停止生成测试码模式，并把预定的逻辑值插入到所述位置上，并且所述通道开销生成电路生成包括着固定填充块的通道开销，并通过重写所述通道开销及固定填充块把它们插入到已经插入着预定逻辑值的位置上。
6.按照权利要求4的数字传输系统，其中所述数字传输系统在发送侧传输设备中至少包括多个各包含着所述第一指针处理电路、所述第一设备内部帧计数器、所述测试码模式生成电路和所述通道开销生成电路的通道测试信号发生器，以及其中，在等于或低于基本接口频率的时钟频率下运行的每个所述通道测试信号发生器，通过借助字节交织的复用生成供测试的虚容器VC-4-Xc，虚容器包含着在其中插入了从所述通道测试信号发生器馈送的测试码模式的容器。
7.按照权利要求4的数字传输系统，其中所述数字传输系统在所述接收侧传输设备中至少包括多个各包含着所述第二指针处理电路、所述第二设备内部帧计数器、所述通道开销监视电路和所述测试码模式检验电路的通道测试信号检验器，其中，在等于或低于基本接口频率的时钟频率下运行的每个所述通道测试信号检验器处理借助去复用通过划分从信道馈送的虚容器XC-4-Xc所得到的通道测试信号。
8.按照权利要求4的数字传输系统，其中所述数字传输系统在各个所述传输设备中包括多个各包含着所述第一和所述第二设备内部帧计数器、所述测试码模式生成电路、所述通道开销生成电路、所述第一和所述第二指针处理电路、所述通道开销监视电路和所述测试码模式检验电路的通道测试电路，并且在等于或低于基本接口频率的时钟频率下运行对包括着容器C-4-Xc的虚容器VC-4-Xc进行处理，在容器C-4-Xc中插入着测试码模式。
9.按照权利要求6的数字传输系统，其中所述发送侧传输设备包括第二并行至串行变换电路，用于把已在字节并行下得到处理的传输帧变换成待发送的位串行传输帧；以及复用电路，用于电路复用从所述第二并行至串行变换电路输出的信号，以及其中所述接收侧传输设备包括去复用电路，用于把在位串行下发送的传输帧划分成为多个帧，以及第二串行至并行变换电路，用于把划分后的帧变换成在字节并行下处理的字节并行帧。
10.一种同步传输设备里的通道测试信号发生器，当生成和发送其阶数高于同步数字体系中的基本接口的传输帧阶数的传输帧时，用于把通道测试信号插入到传输帧中所容纳的容器中，所述通道测试信号发生器包括设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟检测设备中各传输帧的位置，并用于发出指示该位置的控制信号；测试码模式生成电路，用于把最长序列伪随机(PN)模式生成为测试码模式，并用于根据所述设备内部帧计数器所馈送的控制信号把测试码模式插入到每个传输帧的预定位置上；以及通道开销生成电路，用于生成管理通道的通道开销，并用于根据从设备内部帧计数器馈送的控制信号把通道开销插入到其中已插入测试码模式的传输帧中的预定位置上。
11.按照权利要求10的通道测试信号发生器，其中所述测试码模式生成电路间歇地生成连续测试码模式，在停止生成测试码模式期间把预定的逻辑值插入到传输帧中的区间上，并且把连续测试码模式插入到传输帧中所容纳的虚容器内至少一个净负荷的各行内。
12.按照权利要求10的通道测试信号发生器，其中所述通道开销生成电路通过把通道开销重写到在其中已由所述测试码模式生成电路插入预定逻辑值的区间上重写通道开销。
13.按照权利要求11的通道测试信号发生器，其中所述虚容器由通过级连多个第四阶群虚容器VC-4形成的更高阶虚容器VC-4-Xc构成，其中Xc是2的n次幂，而n是包括零的偶数，并且其中所述虚容器VC-4-Xc包括9行×1列的通道开销、9行×(Xc-1)列的固定填充块和9行×(260×Xc)列的净负荷。
14.按照权利要求13的通道测试信号发生器，其中所述测试码模式发生电路至少在通道开销和固定填充块的位置上停止生成测试码模式，并且把预定的逻辑值插入到这些位置上作为暂时的通道开销和暂时的固定填充块，以及其中所述通道开销生成电路生成通道开销和固定填充块，并把通道开销和固定填充块重写到已插入着暂时的通道开销及固定填充块的位置上。
15.按照权利要求10的通道测试信号发生器，其中所述测试码模式生成电路包括复位型串行PN模式发生器。
16.按照权利要求10的通道测试信号发生器，其中所述测试码模式生成电路包括串行自同步PN模式发生器。
17.按照权利要求10的通道测试信号发生器，其中所述测试码模式生成电路包括复位型并行PN模式发生器。
18.一种同步传输设备里的通道测试信号检验器，用于通过信道接收其阶数高于同步数字体系中的基本接口的传输帧的阶数的传输帧，并检验插入到传输帧的虚容器中的通道测试信号，所述通道测试信号检验器包括指针处理电路，用于通过替代接收到的传输帧的指针把传输帧的同步从接收时钟信号上重新定位到设备内部时钟信号；设备内部帧计数器，用于根据设备内部时钟信号检测设备中各传输帧的位置，并用于发出指示该位置的控制信号；通道开销监视电路，用于根据来自所述设备内部帧计数器的控制信号，通过检测经所述指针处理电路馈送的传输帧的通道开销监视通道开销的内容；以及测试码模式检验电路，用于根据来自所述设备内部帧计数器的控制信号，通过检测经所述指针处理电路馈送的传输帧的测试码模式检验测试码模式的传输错误。
19.按照权利要求18的通道测试信号检验器，其中所述测试码模式检验电路根据所述设备内部帧计数器发送的控制信号间歇地生成对应于插入到所述传输帧的预定位置中的测试码模式的连续测试码模式，并且根据由所述测试码模式检验电路生成的测试码模式检验接收到的传输帧所容纳的虚容器中至少净负荷的传输错误。
20.按照权利要求19的通道测试信号检验器，其中所述虚容器由通过级连多个第四阶群虚容器VC-4形成的更高阶虚容器VC-4-Xc构成，其中Xc是2的n次幂，而n是包括零的偶数，以及其中所述虚容器VC-4-Xc包括9行×1列的通道开销、9行×(Xc-1)列的固定填充块和9行×(260×Xc)列的净负荷。
21.按照权利要求20的通道测试信号检验器，其中所述通道开销监视电路检测通道开销和固定填充块，并对它们进行错误检测。
22.按照权利要求18-21中任一权利要求的通道测试信号检验器，其中所述测试码模式检验电路包括串行自同步PN模式检验电路，用于串行地生成最长序列PN模式，并检验该测试码模式。
23.按照权利要求18-21中任一权利要求的通道测试信号检验器，其中所述测试码模式检验电路包括并行自同步PN模式检验电路，用于并行地生成最长序列PN模式，并检验该测试码模式。
全文摘要
一种可通过在处理阶数高于基本接口的同步传输模块STM－N组的系统里有效生成通道测试信号达到通道测试的通道测试信号发生器和检验器。测试码模式发生器间歇地生成连续PN模式,把预定逻辑值插入到传输帧的段开销和通道开销的位置并停止在这些位置上生成通道测试信号,并把连续PN模式插入到传输帧的净负荷的全部列中。通道开销插入电路把插入在通道开销位置上的预定逻辑值重写到通道开销中。复用段终端电路把插入在MSOH(复用段开销)的位置上的预定逻辑值重写到MSOH,并把插入在RSOH(再生器段开销)的位置上的的预定逻辑值重写到RSOH。
文档编号H04J3/00GK1185690SQ9710872
公开日1998年6月24日 申请日期1997年12月18日 优先权日1996年12月20日
发明者深泽明彦 申请人:冲电气工业株式会社