专利名称：通信系统的制作方法
这个发明涉及一个通信系统，其中通过同步数字系列网络(SDH)传送宽带数据信号。
电信网络内数字传输载体的选择在过去的十年中随新标准的出现已经扩大了。提供标准接口速率比如1.544Mb/s，2.048Mb/s，34.368Mb/s和139.468Mb/s的准同步数字系列(PDH)现在已经由同步数字系列(SDH)代替了。SDH已经设计为通过‘映射’入虚拟容器以PDH接口速率传送信号，而实际上流行的SDH设备上大多数的接口是以PDH速率。这个‘映射’特性也允许未来的信号类型通过SDH网络与传统的信号类型并行地传送。为了增加信号带宽同时保持与现有的设备兼容性在SDH内也进行了准备。
PDH和SDH系统两者都落入称为时分多路复用(TDM)设备的宽的分类中，因为它们已优化为传送具有恒定的连续数据比特流的信号。由于这个优化，传统的话音业务能够以合理的效率在各种的容量级别上传输。与数据型信号相反，数据型信号主要是基于分组，所以当在SDH和PDH系统上时传输效率低。这个效率低的一个主要原因是不存在该选择的分组速率带宽的适当的容器容量。
反多路复用是在现有的低比特率通信信道或者载体上传输非标准或者更高比特率信号的一种方法。通过仔细地匹配反多路复用使用的低速率信道数量与要求的分组速率，能够使用TDM设备构成有效率的数据传输系统。反多路复用特别适合于处理异步传输模式(ATM)业务；已经设计一种方法(称为IMA)，通过打散和在一个信元一个信元的基础上重新构造宽带ATM信号用于反多路复用ATM信元为低容量PDH信号。随后，这些PDH信号可以映射入SDH传输系统，每当IMA在SDH上传递时导致具有不必要的信号处理的2级处理。此外，应用IMA方法到其他类型的宽带数据信号是困难的，这是因为由IMA使用的控制和通信机理依赖于ATM信元的存在。
本发明想提供以SDH传输系统更适当的和更有效的方法利用反多路复用方法的一个改进的通信，它与现有的SDH设备兼容。
根据本发明的通信系统在两个节点之间有一个SDH路径，其中该路径具有预定带宽的虚拟容器，在一个节点包括接收具有大于所述预定带宽的一个带宽的基于分组的数据的装置，和不管到用于传输的多个虚拟容器分组边界，以字节格式反多路复用所述数据到另一个节点的装置；在另外一个节点用于接收和重新装配所述数据的装置；和用于补偿由单独的虚拟容器的不同的路径长度引起的延迟的装置。
该通信系统适合于宽范围的宽带数据类型并且能够补偿由SDH传输系统引入的特定的定时损害。
正如已经知道的，虚拟容器是一个逻辑实体，仅仅存在于同步传输模块(STM)中，并且包含开销信息和有效负载数据两者。不同的类型的虚拟容器已经由国际标准机构定义以便综合每个容器的容量和结构；有效负载数据的类型和编码数据定时的方法；使用用于管理和维护目的的开销字节。当前虚拟容器(VC-N)类型包含VC-12，VC-2，VC-3和VC-4.本发明建议使用现有的虚拟容器来传输正如VC-IM-N表示的一个新的反多路复用映射的一种方法。
使用字节映射使原始的数字信号内容和它的相位/频率属性能够精确地保持，而不过度的使用基于ATM信元系统所要求的带宽。
本发明利用例子结合附图更进一步进行描述，其中
图1是关于反多路复用的示例图；图2说明本发明的一个实施例；图3更详细阐明本发明的传送方面；图4更详细阐明本发明的接收方面，和图5，6，7和8是示例图。
反多路复用的原理表示在图1中，在具有每个较窄带宽的载体信道的网络上传送相对宽带数据信号。分配许多这样的载体信道以使他们一起能够容纳该宽带数据。
因此具有X Mb/s带宽的输入数据信号1加到一个信号分段单元2，此单元2分离该信号为许多分开的窄带信号，每个窄带信号典型地是2Mb/s，在n信道3上传送到单元4，在单元4重新装配该信号。因为所有的信道3的传送时间通常不相同，单元4再定时该输入信号，和补偿每个信道3中的不同的相对延迟。从而原始信号重新组成和作为输出数据信号5输出。当必需在具有相对窄带宽容量的现有的电信电路上发送单独的数据信号时，使用这样的反多路复用技术。
图2图解地表示本发明的实施例，其中信号通过SDH传输系统从设备21传送到设备22，安排SDH传输系统传送虚拟容器(VC)23中的数据，每个数据典型地具有2Mb/s的标准带宽。
设备21具有三种类型的输入信号，虽然实际上也接收其它数据速率和其它输入信号类型。在以太网接口25上接收具有8Mb/s带宽的LAN信号24，在视频CODEC接口27上接收具有5Mb/s带宽的数字化视频信号26，和在ATM适配器29上接收具有20Mb/s带宽的ATM信号28。因此，可以以字节、信元(cellar)分组格式接收数据。三种类型的信号在字节基础上由VC-IM(虚拟容器反多路复用)单元30映射，单元30的功能参考图3更详细地叙述。
在基本单元30中变换输入宽带信号为2Mb/s数据流，每个数据流由虚拟容器通过传送系统23传递到设备22，单元31起着去映射该虚拟容器的作用和补偿由单独的虚拟容器已经运行的不同的传输路径引入的相对延迟。
当去映射时，原始信号被改变和视情况通过各自的接口单元32、33和34传递作为LAN、数字化视频和ATM信号输出。通过使用反多路复用技术在字节基础上映射该输入信号入虚拟容器，得到有效的使用可用的SDH带宽结果和不必修改SDH网络的中间节点。正如随后说明的，用于分段始发的信号为顺序的字节并随然后重新装配该原始数据流对于在SDH系统内数据信号的传送是优选的，并且合并由每个VC经受的不同的路径延迟的补偿以及保存宽带信号的定时特性。
对于特别的输入信号类型，由传送设备21代表的VC-IM传送功能表示在图3中，在此情况下假定是基于分组或者基于信元。数据适配器功能40用于终止宽带信号41中的数据分组或信元和执行与分组或者信元地址相关的任何路由选择功能。以不规则的间隔可以到达数据适配器40的分组或者信元转换成数据标线器42内的连续数据流。用于产生恒定的数据流的处理大多标准化和定义了；例如，利用ATM信号存在在传送实际数据的信元之间引入空闲信元的方法。
然后从数据标线器来的恒定的数据流由数据分离器43分段为8比特字节而不必考虑该分组或信元边界。然后每个后来的数据字节又插入到m个VC-n链路中的每一个链路，即以‘循环的’方式。为了跟踪字节顺序，使用三级顺序编号方案。考虑正如在图5表示的VC-IM-12链路映射的情况可以更详细地审查这个方案数据分离器43构成具有包括V5，J2，N2和K4字节的VC-12路径开销(POH)的标准SDH VC-12容器的500us多帧格式。当每个VC-IM-12在现有的SDH网络中传递时这个结构保证兼容性。开销字节插入功能45使用备用的SDH开销时隙插入新的VC-IM映射特定的字节，包括将在下面更详细地叙述的帧数指示符(FNUM)；指示已经收到新的通信消息的信息编号(MSN)和消息检验(MCHK)字节；在图5中详细叙述的6个多帧开销字节(OHBO-OHB5)。
第一等级的序列编号利用TU-12指示器，它是VC-12标准映射处理的一部分。TU-12指示符定义在VC-IM-12多帧62内V5字节61的位置，在多帧中的所有的其它字节保持恒定的相对位置。结果，该数据映射入的128有用负荷字节的序列在每个VC-IM-12内清楚地定义。
第二等级的序列编号方案包括使用在开销超帧内的链路序列标识符(LSI)字节(图6)。开销超帧有一个结构，以每8VC-IM-12多帧重复(图5)并且包含由管理系统用于标号和跟踪VC-IM群的网络连接的群ID(GID)和链路ID(LID)值；用于在VC-IM-12连接的两端之间传送通信和控制消息的32消息字节(MSGBO-MSGB 31)；一个LSI字节。在该发射机，构成VC-IM-12群的m个VC-12链路中每个链路给定一个独特的LSI号码，它识别用于插入字节到连续的VC-12的‘循环的’序列。
对于具有4链路和13字节的数据分组长度，在VC-IM-12发射机输出的第1和2等级的字节序列编号的组合结果的例子表示在图7。第一链路71的第一有用负荷字节包含该数据流的字节1；直到数据流的字节5插入第一链路73的第二有用负荷字节为止，第二链路72的第一有用负荷包含数据流的字节2。这个继续到字节13，然后下一个数据分组的字节1(或者如果没有新的分组是可用的，填充数据)映射入第二链路74的第四有用负荷字节。对于图7中的每个链路指示在开销超帧中传递的LSI值。
在VC-IM-4映射的情况下，类似的开销结构存在(图8)，包含一个LSI字节，具有包含在与VC-4相关的AU-4指示符内的第二等级的序列编号。相应于其它SDH容器速率(例如VC-2和VC-3)的另外的VC-IM-n映射格式类似于VC-IM-12或VC-IM-4格式。
第三等级的序列编号方案使用在图5，7和8中表示的FNUM值。开销字节插入功能45加上在FNUM位置的循环编号字节，使得它的十进制值在连续的复帧(VC-IM-12)或者帧(VC-IM-4)中从0递增到255。当FNUM值达到255时，下一个复帧/帧包含FNUM值0，然后如同前面那样继续递增。在属于相同组的所有链路传送的FNUM值对齐，正如在图7的每个链路中‘范例’值‘151’所表示的，但是当由于每个VC-IM-12链路的路径延迟不同它们到达接收器时可以不一致。
在VC-IM-n连接的接收端，如图4所示，原始数据信号从输入VC-n链路中构成。再构成处理主要地是识别使用三电平序列编号方案编码的数据的原来的序列的事情，这么做对分开的链路出现的不同的延迟进行补偿。去多路复用该SDH VC-n信号的正常机制是在VC终端功能55中对每个单独的VC执行的。例如，对于VC-12信号，这包括翻译TU-12指示符确定V5字节的位置；恢复V5，J2，N2和K4开销字节基于这些开销字节的值执行管理功能。一旦TU或者AU指示符位于VC-IM-n帧(例如图5和图8)，可以执行第二等级的序列解码。这涉及存取在开销字节提取单元50中的VC-IM-n开销字节，以便提取LSI字节值和FNUM值。开销字节提取单元50也发送在MSGBn字节中包含的32字节消息给链路/群管理单元51。链路/群管理功能发送和接收到发送端有关该群状态的通信，并因此控制VC-IM数据传送机制。同时地使用提取的LSI和FNUM以便再排序输入延迟补偿和数据再装配单元52的SDH帧同步的字节，产生剩下52字节的一个数据流，其中具有低FNUM值的字节首先引出而具有相同的FNUM值但是具有低LSI号码的字节首先引出。数据存储器结合在52中以便存储与该组中的最慢和最快链路之间最大的延迟相关的字节数量。只要延迟不大于+/-(FNUMMAX/2)VC-IM-n帧，这个简单的再排序机制总是保持该字节序列的完整性。在VC-12，这对应于数据存储器，它可以保持最小的(128xFNUM/2xN)字节，在此N是该组中的链路数量。然后在适配器53上再构成的宽带信号被变换为适当的接口格式，这取决于在VC-IM连接上传送的信号类型，并且由定时发生器54提供的再定时函数使用SDH系统时钟产生输出宽带信号的相位/频率属性。
如在图1表示的，VC-IM-n组要求通过该网络进行VC-n信道3的适当的连接。这可以使用现有的SDH网路管理功能独立地执行VC-IM功能的管理。开销超帧(图6)包括32字节消息信号以便传送附加的端对端VC-IM-n配置信息。当协调VC-IM组大小的动态变化，例如响应改变业务需求，而增加额外的链路或去除现有的链路，这个消息信号可用于在该系统的两端之间通信。用这种方式使用SDH类型开销管理VC-IM组，获得一个灵活的管理系统，它可以综合入当前的SDH网路管理功能或者可以由分开的控制器管理，如果中间的SDH设备不能识别VC-IM-n开销，该控制器在VC-IM-n路径的每端接入设备。
权利要求
1.在两个节点(21，22)之间具有一个SDH路径的一个通信系统，其中该路径具有预定带宽的虚拟容器，包括在一个节点(21)上用于接收包含基于分组的数据的输入数据的装置(40)，基于分组的数据具有大于预定带宽的一个带宽，和用于以字节格式反多路复用所述数据而不管到用于传输到所述其它节点的多个虚拟的容器的分组边界的装置(42，43，44，45)；在其它节点(22)上用于接收和重新装配所述数据的装置(50，51，52)；和用于补偿由单独的虚拟容器的不同的路径长度引起的延迟的装置(52)。
2.根据权利要求1的系统，其中连续的字节又插入每一个虚拟容器以便传输到其它节点。
3.根据权利要求1或2的系统，其中所述多个虚拟容器是相位调整相关的，和在所述一个节点上提供用于插入开销字节到每个虚拟容器的装置，开销字节指示该相位关系。
4.根据权利要求1，2或3的系统，其中多个虚拟容器，它传送从给定输入宽带数据信号获得的数据，此数据包括开销字节以便识别这样的使重新装配容易的所述数据信号。
5.根据权利要求4的系统，其中提供利用三等级序列编号系统跟踪该字节序列的装置，一个等级利用TU或者AU指示符识别参考字节，第二等级使用LSI号码识别虚拟容器的重复序列和第三等级使用帧数指示符(FNUM)识别不一致的路径延迟。
6.根据权利要求5的系统，包括在所述其它节点上利用LSI和FNUM重新排序数据的装置，因此具有低的FNUM值的字节首先引出和具有相同的FNUM值但是具有低的LSI号码的字节在具有更高的LSI号码的那些字节之前引出。
7.根据前面的任何一个权利要求的系统，其中所述一个节点适合于接收多个输入数据流，每个输入数据流具有不同的带宽和信号格式。
8.根据权利要求7的系统，其中提供一个装置，用于根据接收的输入数据的类型和/或带宽增加或者减少与特定的输入数据流的传送相关的虚拟容器数量。
9.根据前面的任何一个权利要求的系统，其中提供具有不同带宽的虚拟容器。
全文摘要
一个通信系统利用反多路复用在多个窄频带链路上传送宽带信号。为以允许有效的使用可用的链路,输入数据不论基于信元还是基于分组均以字节格式反多路复用,而不管到虚拟容器的分组边界。产生开销信号以允许在接收端重新装配原始数据。
文档编号H04Q11/04GK1255001SQ9912247
公开日2000年5月31日 申请日期1999年10月16日 优先权日1998年10月16日
发明者I·J·斯拉特尔, L·阿登 申请人:马科尼通讯有限公司