Мережа синхронної цифрової ієрархії і спосіб запобігання виникненню замкнених контурів синхронізації у цій мережі

1 Мережа синхронної цифрової ієрархи (SDHмережа), що містить множину пов'язаних між собою двоспрямованими каналами зв'язку вузлів, вхід одного з яких є входом для подання зовнішнього тактового сигналу, і яка виконана з можливістю пропускання тактового сигналу від вузла до вузла для здійснення синхронізації, яка відрізняється тим, що кожен вузол містить засіб для маркування тактового сигналу, який проходить через ВІДПОВІДНИЙ вузол, даними, що ідентифікують цей вузол як частину засобу для запобігання виникненню замкнених контурів синхронізації 2 SDH-мережа за п 1, яка відрізняється тим, що кожен вузол містить засіб для заміни будь-яких даних ідентифікації, отриманих від попередніх вузлів, через які пройшов сигнал 3 SDH-мережа за п 2, яка відрізняється тим, що кожен вузол містить засіб для зчитування даних ідентифікації вузла, від якого надійшов тактовий сигнал, і для передачі, у випадку, коли тактовий сигнал повинен бути повернений до того ж вузла, Цей винахід належить до мережі синхронної цифрової ієрархи (SDH -synchronous digital hierarchy), що визначатиметься надалі як SDH-мережа Системи зв'язку з використанням оптичних мереж, і, меншою мірою, мереж радіозв'язку, отримують все більше розповсюдження для використання цифрових форматів зв'язку Європейські системи стандартизовано МККЛТ на основі SDH-мережі, в сигналу про те, що даний тактовий сигнал не повинен використовуватись для синхронізації 4 SDH-мережа за п 3, яка відрізняється тим, що має засіб індикації статусу синхронізації SSMB, призначений для передачі сигналу проте, що тактовий сигнал не повинен використовуватись 5 SDH-мережа за п 4, яка відрізняється тим, що байт S1 індикації статусу синхронізації SSMB призначено для передачі вказаного сигналу 6 SDH-мережа за п 1, яка відрізняється тим, що кожен вузол містить засіб для введення даних ідентифікації до переліку, що передається з тактовим сигналом та ідентифікує множину попередніх вузлів, через які пройшов тактовий сигнал, і засіб для запобігання використанню ВІДПОВІДНИМ вузлом тактового сигналу для синхронізації у випадку, коли в переліку є дані, що ідентифікують ВІДПОВІДНИЙ вузол 7 SDH-мережа за п 6, яка відрізняється тим, що кожен вузол містить засіб для підрахунку КІЛЬКОСТІ вузлів, через які пройшов тактовий сигнал, і для запобігання використанню ВІДПОВІДНИМ вузлом тактового сигналу для синхронізації у випадку, коли ця КІЛЬКІСТЬ перевищила попередньо визначене значення 8 Спосіб запобігання виникненню замкнених контурів синхронізації в SDH-мережі, що містить множину пов'язаних між собою двоспрямованими каналами зв'язку вузлів, через які пропускають ЗОВНІШНІЙ тактовий сигнал від вузла до вузла для здійснення синхронізації, який відрізняється тим, що містить етап маркування тактового сигналу, що проходить через кожен вузол, даними ідентифікації цього вузла той же час американські системи використовують синхронні оптичні мережі (SONET - synchronous optical networks), що визначатимуться надалі як SONET-мережі, які працюють у ВІДПОВІДНОСТІ ДО стандарту ANSI Система SDH використовує інтерфейс вузол-мережа та є сумісною з системою SONET Для системи вузол-мережа необхідно отримувати інформацію про мережу з використай О о ю 45401 ням імпульсу синхронізації, який звичайно отримують від зовнішнього джерела синхронізації Винахід може бути використано для будь-якої подібної системи Для такої системи є важливим, щоб імпульс синхронізації, що використовується у вузлі з метою синхронізації, мав якнайвищу якість, тобто він не повинен бути викривлений такою мірою, що могла б призвести до невизначеності його значення Одна з проблем, пов'язаних з виникненням такого викривлення, може мати місце, коли коло синхронізації формується таким чином, що той самий сигнал синхронізації передається колом з повторенням, причому викривлення виникає в сигналі синхронізації кожного разу, коли він проходить через вузол мережі Задачею винаходу є створення способу, який запобігає виникненню таких кіл синхронізації В роботі «92 Orlando, US, vol 1-2-3, 6 12 1992, Institute of Electrical and Electronics Engineers, pp 821-828, J A Crossett et al SONET/SDH Network Synchronization and Synchronization Sources» описано основні опорні сигнали синхронізації для здійснення синхронізації мереж SDH та SONET, а також розподіл цих сигналів в синхронній оптичній мережі Ці сигнали забезпечують синхронізацію апаратури передачі даних і центрів керування У згаданій роботі обговорюються рівні якості синхронізації, що забезпечуються в мережі Мережу, що синхронізується, представлено з позиції мережі SONET та здійснено порівняння з мережею SDH У міжнародній заявці WO-A-94-11966 описано ієрархічний спосіб синхронізації для телекомунікаційної мережі, яка використовує синхронізацію на основі повідомлення та містить множину вузлів, що зв'язані між собою ЛІНІЯМИ передачі За такого способу вузли обмінюються сигналами, які містять повідомлення синхронізації з інформацією про пріоритет ВІДПОВІДНОГО сигналу в формі характеристик вузла, причому в рамках внутрішньої ієрархи синхронізації в системі Крім того, ЛІНІЯ передачі між двома вузлами контролюється з метою перевірки її двонаправленості, і як тільки двонаправленість лінії не може бути підтверджено, використання цієї лінії для синхронізації забороняється В одному з аспектів винаходу заявлено мережу синхронної цифрової ієрархи (SDH-мережу), яка містить множину вузлів, що зв'язані між собою двоспрямованими каналами зв'язку, причому ЗОВНІШНІЙ тактовий сигнал подається на вхід одного з зазначених вузлів, які виконано з можливістю проходження тактового сигналу від вузла до вузла для здійснення синхронізації, при цьому кожен вузол містить засіб для маркування тактового сигналу, який пройшов через ВІДПОВІДНИЙ вузол, даними, що ідентифікують даний вузол як частину засобу для запобігання виникненню замкнених контурів Як тільки наступний вузол пізнає, які вузли пройшов сигнал синхронізації, може бути прийняте рішення щодо можливості виникнення замкнутої мережі синхронізації В одному з варіантів виконання кожен вузол містить засіб для заміни будь-яких даних, що ідентифікують вузол, від попередніх вузлів, через які прийшов сигнал Таке рішення забезпечує ефективний спосіб, зокрема, запобігання виникненню кіл синхронізації між сусідніми вузлами Якнайкраще, якщо в такому випадку кожен вузол містить засіб для зчитування даних ідентифікації вузла, від якого надходить тактовий сигнал, і для передачі (у випадку, якщо цей тактовий сигнал повинен бути переданий назад до того ж вузла) сигналу, який забороняє використання цього тактового сигналу для синхронізації У SDH- мережі інформація передається в кадрах, що складаються з 270 байтів інформації, їх упорядковано стовпцями у дев'яти рядках Перші дев'ять стовпців використовуються для створення службової інформації (непродуктивні витрати), відомої як службова інформація розділу Індикація статусу синхронізації є частиною зазначеної службової інформації Байт інформації, що належить у службовій інформації до розділу синхронізації, позначається S1 та використовується для зазначення якості джерела синхронізації, що підтримує трафік, з яким він пов'язаний У варіанті виконання, що розглядається, саме байт S1 із зазначення статусу синхронізації призначений для передачі даних сигналу, які вказують, що тактовий сигнал не повинен використовуватись Варіант виконання, що описується вище, використовується, зокрема, для запобігання виникненню замкнених контурів синхронізації між сусідніми вузлами в мережі 3 метою запобігання контурів з великою КІЛЬКІСТЮ вузлів у альтернативному варіанті виконання кожен вузол містить засіб для додавання даних ідентифікації вузла до переліку, який передається разом із тактовим сигналом (причому цей перелік ідентифікує множину попередніх вузлів, через які пройшов тактовий сигнал) і засіб для запобігання використання ВІДПОВІДНИМ вузлом тактового сигналу для синхронізації (у випадку, коли згаданий вище перелік містить дані ідентифікації ВІДПОВІДНОГО вузла) Якщо вузол знаходить у цьому переліку свої власні ідентифікаційні дані, це означає, що ВІДПОВІДНИЙ вузол виявив замкнений ланцюг синхронізації Крім того, бажано, щоб незалежно від наявності замкнених контурів синхронізації тактовий сигнал не проходив через дуже велику КІЛЬКІСТЬ вузлів, поки не буде відкинутий Для цього у варіанті, що описаний вище, кожен вузол якнайкраще містить засіб для підрахунку КІЛЬКОСТІ вузлів, через які пройшов тактовий сигнал, і для запобігання (у випадку, якщо КІЛЬКІСТЬ вузлів перевищила встановлене значення) використання ВІДПОВІДНИМ вузлом тактового сигналу для синхронізації Варіанти виконання винаходу описуватимуться на прикладі з посиланням на рисунки, що його ілюструють На них показано на фіг 1 - схематичне зображення SDH- мережі у вигляді кільця, на фіг 2 - зображення мережі на фіг 1 після виникнення стану відмови, на фіг 3 - зображення пари сусідніх вузлів у складі альтернативного варіанту мережі більш складного типу, на фіг 4 - зображення пари вузлів, що функціонують ВІДПОВІДНО до одного з аспектів винаходу, 45401 на фіг 5 - зображення більш складної багаторежимної мережі ВІДПОВІДНО до винаходу, на фіг 6 - зображення мережі на фіг 5, що використовує інший аспект винаходу У ВІДПОВІДНОСТІ до фіг 1 SDH-мережа містить чотири вузли 1, 2, 3, 4, які упорядковано у кільцевій конфігурації, причому сусідні вузли з'єднано двонаправленим каналом зв'язку 5 У типовому випадку кожен вузол містить «елемент мережі», що складається з мультиплексора/демультиплексора, призначеного для маршрутизації трафіку та інших сигналів до інших елементів комутації через додаткові входи та виходи, які не показані на фіг 1 з метою забезпечення наочності рисунку Оскільки SDH- мережа являє собою синхронізовану мережу, важливо, щоб високоякісний сигнал синхронізації забезпечувався би в усіх вузлах мережі Як вказано на фіг 1, зовнішнє джерело синхронізації 6 підключене до входу першого вузла 1 мережі Зовнішнє джерело синхронізації позначене на рисунку як G811 (у термінах SDHмережі - джерело найвищої якості) Даний сигнал потім розподіляється по каналу передачі даних 5 таким чином, щоб не утворювались замкнені ланцюги синхронізації, тобто в кожен канал 5А або 5В надходить сигнал синхронізації від джерела, який повертається мережею зворотного зв'язку лише одноразово Якщо в будь-якій частині мережі виникне збій джерела синхронізації, як показано на фіг 2 в точці X, буде утворено мережу синхронізації, оскільки канал 5В отримуватиме інформацію синхронізації з ВІДПОВІДНОГО каналу, що існує для цього, тобто з каналу 5А від вузла 4 У цьому ви81 біт Кадрі Кадр 2 КадрЗ Кадр 4 Кадр 5 Кадр 6 Кадр 7 Кадр 8 Біті 1 (FAW) 0 0 0 0 0 0 0 Позначення FAW належить кодовому слову вирівнювання кадру На фіг 4 наведено випадок, коли два вузли 10, 11 з'єднано двома окремими двонаправленими каналами 5 Джерело синхронізації 6 з рівнем якості G 811 використовується для синхронізації кожної з ділянок передачі трафіку від першого вузла 10 до другого вузла 11 Індикація статусу синхронізації (SSMB), що використовується для кожної з ділянок вузла, вказує на те, що рівень якості відповідає G811 Встановлюється ідентифікатор джерела для позначення того, що воно належить до першого вузла 10 Другий вузол 11 використовує відновлений тактовий сигнал з однієї із зазначених ділянок для синхронізації трафіку, що передається назад до першого вузла 10 Проте, індикація статусу синхронізації SSMB у цьому випадку встановлюється у вигляді «не використовувати», вузол здатен виявити, що обидва канали 5Аі, 5Ві з'єднано з першим вузлом 10 і сигнал синхронізації було б реверсовано Байт S1 встановлюється у стан «1111» для індикації стану «не використовувати сигнал» На фіг 5 наведено приклад більш складної ме падку індикацію статусу синхронізації може бути введено у вигляді складової частини мультиплексованого службового сигналу ділянки в частину S1 службового сигналу ділянки Слід мати на увазі, що «зациклену» синхронізацію виявити не так просто, як показано на рисунку, оскільки вузли може бути з'єднано за допомогою багатьох ділянок і, отже, зациклення синхронізації може відбутись, якщо сигнал синхронізації від одного з таких джерел повернувся б до того ж самого вузла, але іншою ділянкою як показано на фіг З Приклади, наведені на фіг 1 - 3, ілюструють дуже простий набір напрямків, що умовно позначаються «північ-південь», для визначення місця зациклення сигналу синхронізації При використанні пристроїв з перехресними з'єднаннями або елементів, включених до «ґратчастої» мережі, виявлення місця повернення сигналу синхронізації до свого джерела стає менш визначеним і тому для кожного вузла треба передбачити деяке знання конфігурації мережі відносно и найближчого оточення для ВІДПОВІДНОГО вузла мережі ВІДПОВІДНО ДО винаходу в одному з його аспектів кожен вузол, функціонуючи, вводить ідентифікаційні дані до сигналу, пов'язаного з тактовим сигналом, такого як сигнал SSMB (ідентифікації статусу синхронізації) в SDH-мережі Байт S1 містить чотири резервних біти (1-4), і використовуються саме ці біти Ідентифікатор потребує виділення досить великого діапазону, у зв'язку з чим виділено 16 бітів на мультикадровій основі, як вказано нижче Біт 2 БітЗ ВО В2 В4 В6 В8 В10 В12 В14 В1 ВЗ В5 В7 В9 В11 В13 В15 Біт 4 Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв режі, в якій кожен вузол 21, 22, 23, 24 з'єднано двома двонаправленими ділянками 5-і, 5г, причому третій вузол 23 з'єднано з двома іншими вузлами 24 і 25 У кожному випадку при зацикленні синхронізації вказівка «не використовувати» передається в індикації статусу синхронізації SSMB Кожен вузол має можливість визначити, з якого іншого вузла мережі прийнятий сигнал синхронізації, і потім визначати необхідність реверсу сигналу синхронізації Як описано вище, засіб, що заявляється, виключає необхідність завантаження з центру керування до мережі інформації щодо потенційних зациклень синхронізації Крім того, мережа потребує незначних змін або взагалі не потребує змін конфігурації ВІДПОВІДНО до даних синхронізації Система має підвищену надійність, оскільки необхідну конфігурацію зведено до забезпечення ідентифікатора джерела синхронізації або ідентифікатора вузла для кожного елементу мережі, отже суттєво зменшено ймовірність некоректної конфігурації Варіант виконання, що описано вище, може 45401 бути реалізовано, зокрема, для запобігання виникненню кіл синхронізації (зациклення) між сусідніми вузлами в мережі Другий варіант виконання винаходу, який буде описано нижче, забезпечує ідентифікацію кіл багаторежимної синхронізації, а також може забезпечити визначення КІЛЬКОСТІ вузлів, через які пройшов сигнал синхронізації Це може виявитись важливим у зв'язку з тим, що коли тактовий сигнал використовується з метою синхронізації, завжди має місце його викривлення Наприклад, зараз стандартами SDH визначено, що не більше 20 синхронізованих тактових сигналів повинні формувати частину так званої синхронізованої опорної ПОСЛІДОВНОСТІ внаслідок викривлення якості синхронізації Згідно другого варіанта інфоS1 біт Кадрі Кадр 2 КадрЗ Кадр 4 Кадр 5 Кадр 6 Кадр 7 Кадр 8 Кадр 9 Кадр 10 Кадр11 Кадр 12 Кадр 13 Кадр Кадр Кадр Кадр Кадр Кадр Кадр Кадр 1 58 159 160 161 162 163 164 165 Біті 1 (FAW) 8 рмація щодо ідентифікації вузла заноситься до переліку завжди, коли тактовий сигнал проходить через ВІДПОВІДНИЙ вузол Інформація ідентифікації додається до індикації статусу синхронізації SSMB, як описується нижче ВІДПОВІДНО ДО викладеного вище, байт S1 містить чотири резервних біти (1 - 4) Кожен ідентифікатор потребує відносно більшого діапазону, у зв'язку з чим виділено 16 бі тів Для формування переліку необхідно максимум 20 ідентифікаторів Також передбачається зазначення КІЛЬКОСТІ ідентифікаторів, наявних на даний момент часу в даному переліку Цю структуру сформовано на мультикадровій основі і показано нижче Біт 2 БітЗ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ВО В2 В4 В6 В8 В10 В12 В14 В16 В18 В20 В22 В24 В1 ВЗ В5 В9 В11 В13 В15 В17 В19 В21 В23 В25 Біт 4 Резерв Резерв Резерв - Ід ном дж Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв - Ід дж №1 Резерв Резерв Резерв Резерв 0 0 0 0 0 0 0 0 В314 В316 В318 В320 В322 В324 В326 В328 В315 В317 В319 В321 В323 В325 В327 В329 Резерв Резерв Резерв - Ід дж №20 Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв Будь-який раз, коли джерело синхронізації використовується вузлом, його ідентифікаційні дані додаються до переліку вузлів, наявних в індикації статусу синхронізації SSMB, і КІЛЬКІСТЬ ідентифікаторів джерела збільшується на одиницю Ця нова індикація статусу синхронізації SSMB потім передається на кожній ДІЛЯНЦІ, яка використовує дане джерело для синхронізації Фіг 6 відповідає фіг 5 за виключенням того, що застосовується альтернативний спосіб Кожен вузол може виявляти потенційні замкнені ланцюги синхронізації, якщо його ідентифікаційні дані наявні в прийнятій індикації статусу синхронізації SSMB Наприклад третьому вузлу 23 відомо, що В7 він не може використовувати синхронізацію з вузлів 25 і 26, тому що його власна ідентифікація присутня в індикації статусу синхронізації SSMB, отриманої з цих вузлів Кожен вузол також може визначити довжину опорної ПОСЛІДОВНОСТІ синхронізації і, таким чином, може визначити, чи зменшилась якість синхронізації настільки, що вже не може використовуватись Наприклад, якщо довжину ПОСЛІДОВНОСТІ, яка дорівнює п'яти вузлам, оцінено як непридатну, сигнал синхронізації від шостого вузла 26 буде вказувати у своїй індикації статусу синхронізації SSMB на якість, яка відповідатиме стану «не використовувати» 45401 10 вроя 1 (ЭЛ11 вуэшгнввнкорнЕтовувети! ^f7« ( ' І вузол 1 ВУЗОЛ 2 ' ' вузая вуїол З ФИГ 1 lfl.B11. вузол 1 вузол 4 2 •5Ь вузед З ФИГ 2 Л /( І А ч 10 вузол 2 Ґ •—L———__ G811I вуэол 5 ФИГ S BVJOJI ФИГ З вузеш 1 ФИГ 4 ФИГ 6 Ч»«4 GS11 ""І І 11 45401 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12