电信系统和使电信系统同步及发送数据的方法

专利名称：电信系统和使电信系统同步及发送数据的方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的电信系统、一种使电信系统同步的方法以及一种从电信系统把数据发送到至少一个传输网内的方法。本发明尤其涉及一些通过多个不同的传输网来传输数据的电信系统。
概念“电信”是指在经人-人、人-机和机-机之间的远距离进行通信的过程中、利用各种业务的所有信息技术传输方法的总称。通过结合信息技术和通信技术，电信便得到了一个非常特殊的意义。所述电信的特征在于利用如下的传输技术电缆传输技术、语音及数据无线电、卫星技术、光导技术、调制解调器、数字交换设备及交换技术、以及本地网等等。
为了在两(或多)方之间实现有意义的信息交换，除了纯粹的信息传输之外还需要有一种调整工作，它以协议的形式规定了有意义的通信所遵守的规范。譬如在OSI(开放系统互连)参考模型的各个级的业务规定中就讲述过这种调整。OSI参考模型是在1983年由国际标准组织(ISO)根据信息传输而在数据处理的范围内制定的，而且在通信系统的应用内也流行甚广。该OSI模型只说明了信息传输的原理，并由此只定义了各用户之间信息流的逻辑。因为OSI标准不包含关于通信的物理传输的规定，所以它与生产者无关，但是需要为实现通信系统而补充协议，以便基于其它的、譬如专用的标准进行详细地规定。
在原则上可以把异步通信与同步通信区分开来。异步通信通常被理解为在发送和接收级之间进行时间上完全去耦的信息交换。何时触发发送操作和所属的接收操作是不可预见的。
相反，如果交换是在一个固定的时间间隔内完成的，则发送和接收级之间的信息交换被理解为同步通信。在此，发送操作和所属的接收操作总是同时地执行的。
电信网的特征就在于各用户之间双向或多向数据交换的可能性。其前提条件是，每个参与的用户可以通过同一介质与每个另一用户进行通信。此处最简单的实现情况为所有用户的通信都位于基带之内。依据多个并行的有效用户，此处尤其可以应用如下方法，即以时分复用的形式给用户静态地分配可用的带宽。由于光导技术应用的不断增加、改善洲际数据通信的必要性以及性能要求的提高，60年代以来一直流行的准同步数字体系(PDH)越来越被同步数字体系(SDH)所代替。
准同步数字体系把不同终端系统的以PCM形式(脉冲编码调制)存在的数据逐比特地多路转换成数据流。在此，一个体系级的特征是在于其多路复用的基本信道数目或其下体系级的帧数目。
由于在欧洲和美国基本信道的传输速率是不同的，因而构造的是不兼容的PDH体系。在美国流行的DS1标准规定了三个体系级，而在欧洲的E1标准中则规定了五个级。在此，最低的级(E1)多路复用30个基本信道。根据允许偏离额定时钟(2-5)10-2Hz的准同步传输，额定的传输速率并不真正地对应于各个较低级的倍数，而是定得稍高一些。由此因允许的波动而在体系级内产生的空隙可以通过不包含信息的填充比特来填满(正填充)。
尽管对较高的PDH级也采取光波导体作为传输介质，但早在80年代，扩大应用光波导体已引起大家去考虑一种新型高效的方案，它应能取代老的PDH技术。
开始时是由Bellcore公司在美国进行研制，并于1984年由工业载体兼容讨论会(Industrial Carriers CompatibilityForum(ICCF))接管。由此而来的美洲标准SONET(同步光网络)便产生了得到国际电信联盟(ITU)通过的国际标准SDH(同步数字体系)。
SONET为一种由CCITT通过的、应用于光网络的接口族标准，也就是说应用于传输介质为玻璃光纤的网络。由此，SONET首次实现了使不同生产者的终端以标准化的形式进行通信，而且可以使光多路复用器利用数字的纵横制交换机直接进行通信。在此，数据速率能达到51.84Mbps至2.4Gbps以上。
所述的同步数字体系(SDH)有时也被称为SONET的国际变型方案。SDH传输的基本格式是STM-1帧(同步传送模式)。该STM-1帧由一个首部、分区附加信息、有用数据部分和载体组成。对所有较高体系级的STM帧而言，其固定传输时间是共同的。由于从155Mbps的传输速率起，SDH标准与SONET标准是兼容的，所以与PDH相比，SDH能实现更简单的洲际数据通信。由于相对于有效负荷只有较小的额外开销，所以SDH还有一个特点就是有大于96％的高效率。
与诸如PDH、SDH或SONET等标准传输网有通信连接的电信系统通常都需要同步，以便在针对传输网的接口处达到必需的时钟品质。在此可区分为两种同步工作方式。在外同步的情况下，由外部的同步源直接向系统输入时钟。相反，在通过传输链路进行同步的情况下，从接口的接收比特流中获得时钟，并以同步源的形式将其输入系统。对此，所述的接收数据帧除了有用信息之外，还包含有说明对方站的时钟信号品质的附加信息。
在准同步数字体系的一部分接口类型中，所述的时钟品质是在定时标志比特中传输的。表格1示出了遵照PDH(ITU G.832，E3)的定时标志比特、即MA字节。
在SONET和同步数字体系SDH的情况下，所述时钟信号的品质是在所谓的SSM字节(同步状态消息)中进行通信的。在表格2中示出了SONET(Bellcore GR253)中的SSM定义，而在表格3中则示出了同步数字体系(ITU G.708)中的SSM定义。
由于并行地存在诸如PDH、SDH或SONET等不同的标准传输网，所以需要有同时与多个这种传输网保持通信连接的电信系统。图2示出了这种包括有主处理器MP2和接口卡4-10的电信系统。在此，这种电信系统对每个不同的接口类型都具有一个自己的接口卡。另外，该通信系统还包括一个同步系统12，它被连接在所述的主处理器2和接口卡上。
如图2中的参考符号14所示，接口卡4-10与主处理器2就相应的时钟品质进行通信。此外，如参考符号16所示，接口卡还把从传输网获得的时钟提供给同步系统12。通过由主处理器2经通信连接17进行控制，所述的同步系统使电信系统与从接口卡传输过来的时钟16保持同步。
主处理器2根据经通信连接14从接口卡4-10接收到的时钟品质来评定应利用哪个从标准传输网输入的通信系统时钟信号来进行同步。正如上文所阐述和表格1～3所示出的，由于从不同接口类型所提供的时钟品质信息的格式是不同的，而且甚至还具有不同的值范围，所以必需在主处理器2内分开地处理不同接口类型的时钟品质。为此，所述的主处理器具有子单元20，每个这种子单元被设置用来处理一种接口类型(PDH，SDH，SONET)的时钟品质信息。主处理器2的该不同的子单元20总是具有不同的构造，而且总是根据不同的数据格式而分别具有不同的功能性。因此在主处理器内是分开地处理所述的时钟品质的。不同的处理也是从ITU-T，G.synce，01/98(同步层功能)的实际设计中得出的。该设计区分为1～3个选项，其中选项1和3说明的是遵照迄今ITU标准的同步数字体系，而选项2则涉及基于Bellcore的SONET。
上述结构类型的电信系统有个缺点，就是在主处理器内必须要有多个算法，以便用于属于不同传输网的值范围和格式。因此，根据在不同国家也可能不同的不同标准，总是需要对主处理器进行匹配。
因此，本发明的任务在于，提供一种文章开头所述类型的电信系统和使该电信系统同步及从该电信系统发送数据的方法，其中简化了时钟品质的通信。
该任务由权利要求1、10和20所述的对象来解决。
本发明的优选扩展方案由权利要求2～9、11～19和21～27给出。
利用本发明尤其可以实现只根据一种算法在系统内处理时钟品质。为此不再需要区分接口类型。
通过避免分开地处理来自于不同传输网的时钟品质，尤其在发送时可以简化系统内的通信，因为本发明电信系统的主处理器2只产生一种时钟品质值，并将其传送给所有相连的接口卡。由此可以取消在主处理器内生成不同的数据格式。这意味着减少了主处理器内的硬件和软件费用。
另外，还有利地减少了需发送的信号数目，并提高了系统的性能。
另一个优点在于，在引入新的传输网标准时可以简化电信系统的可再装性，原因是主处理器不包含取决于标准的元件。
利用本发明还可以优选地创造一种电信系统，在把数据转换成一种与传输网的格式无关的格式时，该电信系统可以选择一种覆盖所有特定格式的、独立格式的值范围。利用该方法可以避免在各个传输网的时钟品质方面的信息损失。
下面来阐述本发明的优选实施例。


图1示出了本发明的电信系统的优选实施例，以及图2示出了常规的电信系统。
在图1中示出了电信系统的一个优选实施例，如同上文讲述的已知电信系统一样，它也包含主处理器2、多个接口卡4-10和同步系统12。此外，所述的接口卡4-10还具有变换器22-28，它们把接口特有的时钟品质变换成统一的格式。譬如，定时标志变换器22把定时标志比特中所包含的、关于PDH传输网的时钟品质的信息转换成统一的格式。SDH接口卡6以及SONET接口卡8的SSM变换器24、26把SSM数据中所包含的、如表格2和3所示的品质信息变换成统一的格式。该被统一格式化的时钟品质被传输至主处理器2，如参考符号32所示。主处理器2具有一个共用的子单元30，由它接收所述被统一格式化的、所有接口卡的时钟品质，并利用一个单独的共用算法进行处理，然后再送至主处理器内加以处理。
在从所述的电信系统向一个或多个传输网发送数据时，主处理器2的共用子单元30通过通信连接32把当前统一数据格式的时钟品质传送给接口卡4-10的变换器22-28。该变换器把接到的时钟品质变换成相应的、如表格1～3所示的各个传输网的数据格式，以便从各个接口卡4-10把需发送的数据发送给对方站。
根据本发明的一种优选实施方案，所述时钟品质的统一格式具有如下的值范围，即其容量至少具有所连接的传输网的最大值范围。优选地，所述的时钟品质被存放在四比特的字节内。
表格1
表格2
表格权利要求
1.经多个不同的传输网中的至少一个传输数据的电信系统，其中从所述至少一个传输网向所述的电信系统至少输入一个时钟作为同步源，该电信系统的组成部分有至少一个接口单元(4-10)，用于从所述至少一个传输网接收数据，而该数据说明了经所述至少一个传输网输入的时钟的品质，以及一种对所述至少一个被输入的时钟的品质进行评定的装置(2，30)，其特征在于所述至少一个接口单元(4-10)包括一种变换器(22-28)，由该变换器把说明所述品质的数据变换成如下信息，即该信息的格式与所传输的数据的格式无关，而且该变换器还把该信息发送给所述的装置(2，30)进行评定。
2.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于如此地装设所述的变换器(22-28)，使得该变换器从用于评定的装置(2，30)中接收信息，并将该信息变换成所述至少一个传输网的格式的数据。
3.如权利要求1或2所述的电信系统，其特征在于所述的数据包含有有用数据和附加数据，其中所述时钟的品质通过所述的附加数据来说明。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电信系统，其特征在于所述多个不同的传输网包括至少一个PDH传输网。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电信系统，其特征在于所述多个不同的传输网包括至少一个SDH传输网。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电信系统，其特征在于所述多个不同的传输网包括至少一个SONET传输网。
7.如权利要求1～6中任一项所述的电信系统，其特征在于所述用于说明品质的信息包含有位于一个值范围内的数值。
8.如权利要求7所述的电信系统，其特征在于所述的值范围至少具有所述传输数据的最大值范围的容量。
9.如权利要求7所述的电信系统，其特征在于所述的值范围包括4比特的字节。
10.使与多个不同的传输网中的至少一个相连的电信系统同步的方法，其中从所述至少一个传输网向所述的电信系统至少输入一个时钟作为同步源，该方法包括如下步骤以所述至少一个传输网内所采用的格式从该至少一个传输网接收数据，而该数据说明了所述输入的时钟的品质，把所述数据变换成其格式与所接收的数据的格式无关的信息，通过分析该信息来评定所输入的时钟的品质，判断是否应利用所述输入的时钟来使所述的电信系统同步，以及如果所述的电信系统需要利用该输入的时钟进行同步，则利用该输入的时钟使该电信系统同步。
11.如权利要求11所述的方法，其中所述接收数据的步骤包括接收有用数据的步骤和接收附加数据的步骤，其中所述说明时钟品质的数据为附加数据。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述的数据为PDH传输网的数据。
13.如权利要求10～12中任一项所述的方法，其中所述的数据为SDH传输网的数据。
14.如权利要求10～13中任一项所述的方法，其中所述的数据为SONET传输网的数据。
15.如权利要求10～14中任一项所述的方法，其中所述把数据变换成信息的步骤包括一个换算步骤，即把所述输入的时钟的品质值换算成一个独立的值范围的值。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述的换算步骤可以无损失地进行反变换。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述的换算步骤包括设置4比特的字节。
18.如权利要求10～17中任一项所述的方法，其中所述的判断步骤包括选出所述输入的最高品质的时钟。
19.如权利要求10～17中任一项所述的方法，其中所述的判断步骤包括选出其品质超过某个阈值的输入时钟。
20.从电信系统把数据发送到多个不同传输网中的至少一个的方法，其中所述的数据说明了该电信系统与其同步的时钟的品质，该方法具有如下步骤以一种与所述发送数据的格式无关的格式生成一个说明所述品质的信息，把所述信息变换成在所述至少一个传输网内所采用的格式的数据，以及把该数据传输给所述的至少一个传输网。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述接收数据的步骤包括接收有用数据的步骤和接收附加数据的步骤，其中所述说明时钟品质的数据为附加数据。
22.如权利要求20～21所述的方法，其中所述的数据为PDH传输网的数据。
23.如权利要求20～22所述的方法，其中所述的数据为SDH传输网的数据。
24.如权利要求20～23所述的方法，其中所述的数据为SONET传输网的数据。
25.如权利要求20～24中任一项所述的方法，其中所述把数据变换成信息的步骤包括一个换算步骤，即把所述输入的时钟的品质值换算成一个独立的值范围的值。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述的换算步骤可以无损失地进行反变换。
27.如权利要求25或26所述的方法，其中所述的计算步骤包括设置4比特的字节。
全文摘要
电信系统可以通过传输链路进行同步。在此,电信系统接收时钟,并从所接收的数据流中接收说明该时钟信号的品质的附加信息。在与多个不同标准的传输网相连的电信系统中,在主处理器内需要有不同的算法,以便对所述不同格式的时钟品质数据进行分析。本发明可以简化该时钟品质的通信。不同的接口卡(4－10)具有变换器(22－28),该变换器在传输网特有的格式和一个独立的格式之间变换所述的时钟品质信息。在所述的主处理器(2)内只有一个用于处理所有时钟品质的子单元(30)。用于使电信系统同步的方法包括有如下一个步骤,即把传输网特有的数据变换成一种独立格式的信息。发送数据的方法包括这样一个步骤,即把所述独立格式化的信息变换成传输网特有的数据。
文档编号H04J3/06GK1324532SQ99812399
公开日2001年11月28日 申请日期1999年8月26日 优先权日1998年8月28日
发明者S·亨南, A·罗德尔, K·斯科尔卡, K·斯泰尼克 申请人:西门子公司