Спосіб усунення переповнення або втрати значущості буфера і пристрій для його здійснення

1 Способ устранения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией (СЦИ), возникающей вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, при этом способ включает этапы детектирования нарушения синхронизации или дрейфа из синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС), отличающийся тем, что изменяют временной режим работы десинхронизатора в оконечном устройстве маршрута СЦИ путем предотвращения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что изменение режима восстановления временных интер Настоящее изобретение относится к системам передачи данных в цифровой электросвязи и, в частности, к передаче данных с использованием так называемой синхронной цифровой иерархии (СЦИ) В СЦИ имеет место мультиплексирование сигналов с низкой скоростью передачи данных в иерархию сигналов с более высокой скорости пе валов исходящего сигнала данных с первичной скоростью передачи данных производят при реагировании на индикатор качества синхронизации байта, передаваемого байтом сообщения состояния синхронизации (БССС) 3 Устройство устранения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией (СЦИ), возникающей вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, содержащее средство для детектирования нарушения синхронизации или дрейфа, которое включает средство для вывода синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС), отличающееся тем, что содержит средство для выбора режима работы десинхронизатора в оконечном устройстве маршрута СЦИ для предотвращения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных 4 Устройство по п 3, отличающееся тем, что средство для выбора режима работы приведено в действие при реагировании на индикатор качества синхронизации байта в байте сообщения состояния синхронизации (БССС) редачи данных, которые все являются номинально синхронными Главное требование, предъявляемое к оборудованию СЦИ, заключается в обеспечении совместимости с функциями, выполняемыми имеющейся сегодня сетью плезиохроннюй цифровой иерархии (ПЦИ) Для некоторых видов примене О 00 ю 45984 ния, в которых информация о фазе имеет особое ние синхронизации сети по сетям СЦИ предполазначение в синхронизирующей составляющей погается сделать по широкополосным СЦИ-каналам сланного сигнала, необходима точная синхронипередачи данных (обычно оптических) со специазация сети Эту синхронизацию обычно отсылают лизированными выводами генератора синхронии направляют в имеющихся сетях в качестве созирующих импульсов, приводимыми в действие с ставляющей той информации, которая есть в сигпервичной скоростью передачи данных - 2048 или нале рабочей нагрузки с первичной скоростью 1544Кбит/сек в соответствии с конкретным участпередачи Обычно сигнал нагрузки с первичной ком - от принятой синхронизации широкополосскоростью передачи данных имеет скорость, равного канала передачи данных после перемасштаную 2Мбит/сек В данном описании исходят из бирования из его скорости передачи данных в битого, что сигнал 2 Мбит/сек является сигналом тах Из расчета одной единицы оборудования первичной скорости передачи данных Но, тем не обычно оборудуют один или два таких вывода, и менее, это не является фактором действительной они могут быть использованы только оборудоваосновы данного изобретения, поскольку в приннием, которое сконструировано для приема синципе эту синхронизацию можно отсылать и нахронизации по портам, отдельным от портов данправлять на любой частоте, либо можно выводить ных из любой постоянной скорости передачи цифроВ большинстве аналогичных ситуаций, когда вых данных в битах и затем перемасштабировать пользователь подключен к СЦИ-элементу, в сети в соответствующую частоту для местного испольпо обычной линии связи 2Мбит/сек, например зования медной парой, оптическим волокном или радиокаПри потере точной синхронизации сети последствием этого является либо снижение границ рабочего режима в некоторой точке сети, что ведет к повышенному риску цифровых ошибок в связи с изменением нормальных параметров, либо к ошибкам, вводимым непосредственно, обычно с низкой интенсивностью потока событий, но все же неприемлемым для ответственных видов применения Для некоторых видов применения направление точной синхронизации сети в настоящее время многими считается неприемлемым в СЦИ по меньшей мере, с точки зрения метода отсылки синхронизации в сети ПЦИ в качестве составляющей сигнала 2 Мбит/сек, идущего по сети В СЦИ сигнал 2 Мбит/сек, направляют в виртуальном контейнере (ВК), местонахождение, во времени которого относительно эталона синхронизации цикла временного объединения цифровых сигналов определяют указателем Корректировка указателя в СЦИ дает фазовые возмущения, в составляющей синхронизации направленного сигнала 2Мбит/сек, которые могут обусловливать сложности в установлении синхронизации сети, например в отношении системы синхронизации коммутатора Хорошее обеспечение синхронизации в принципе возможно в двухпунктовой линии связи, поскольку изменение указателей здесь не ожидается, но в реальных сетях необходимо принимать во внимание передачу через мультиплексоры суммирования - отбрасывания, концентраторы, перекрестные соединения и пр , которые все могут вводить изменения в значения указателей, приданных виртуальным контейнерам Продолжается обсуждение по выработке приемлемых норм по путям модификации СЦИ для решения этой трудности, но предлагавшиеся до сего времени методы обычно требуют, чтобы все узлы на маршруте СЦИ были бы оснащены сообразным оборудованием, что фактически означает, что эти методы должны быть утверждены в качестве норм Эти решения могут оказаться непрактичными по причине наличия значительного количества оборудования первоначальной нормы В отсутствие этих новых методов распределе налом, эти выводы не будут иметь практического применения В тех случаях, когда обеспечение еще одного соединения 2 Мбит/сек только для целей синхронизации, было бы неэкономичным, результатом указанного обстоятельства будут значительные лишние издержки для тех сетей обслуживания, которым требуется синхронная эксплуатация сети Наибольший интерес представляет патент Великобритании № 2257603, кл Н 04 J 3/06, 3/04 данных заявителей, в котором описан способ устранения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией (СЦИ), возникающей или вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, при этом данный способ включает этапы детектирования такового нарушения или дрейфа из синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС) В указанном патенте описана система, в которой обеспечивают буферы в оконечном устройстве маршрута СЦИ, в маршруте извлеченного сигнала 2Мбит/сек или сигнала первичной скорости передачи данных в целях сглаживания краткосрочных фазовых возмущений Но в определенных обстоятельствах этот буфер может быть перегружен с последующим переполнением, и это в свою очередь приведет к искажению данных Указанный патент раскрывает систему, в которой для предотвращения переполнения этого буфера имеется детектор переполнения В СЦИ имеется способ передачи сигналов первичной скорости, передачи данных на скоростях 1,544 Мбайт/сек или 2,048 Мбайт/сек в синхронной структуре цикла временного объединения цифровых сигналов Технические подробности этого процесса хорошо документированы в Международных Стандартах (Рекомендации ССЭС 45984 МСЭ G 707, G 708 и G 709) Но в нормальных условиях эти сигналы могут подвергаться скачкам фазы до 8микросек в периоде нескольких секунд Если внешнее подключенное коммутационное оборудование не переносит внезапных фазовых изменений, то сигнал будет браковаться как дефектный Для предотвращения появления этой проблемы в оконечном устройстве маршрута СЦИ можно использовать буфер восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных, который сглаживает краткосрочные возмущения фазы С помощью метода аннулирования указателя в этих буферах оператор может направлять синхронизацию первичной скорости передачи данных из сети, синхронизированной в одну частоту (f1) по сети СЦИ, синхронизированной в разностную частоту (f2) Если f1 равна f2, тогда синхронизацию первичной скорости передачи данных можно проводить по широкополосному каналу передачи данных с СЦИ (см патент Великобритании 2 257 603 этих же заявителей) В указанном патенте представлено устройство для осуществления способа устранения проблемы переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией СЦИ, возникающей вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, при этом устройство содержит средство для детектирования такового нарушения или дрейфа, которое включает средство для вывода синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС) Но эти методы не могут быть адекватными, если в системе передачи СЦИ происходит долгосрочное и серьезное нарушение синхронизации В этом случае буферы восстановления временных интервалов будут стремиться к заполнению или освобождению в одном направлении, и поэтому нужен механизм избежания случаев переполнения или потери значимости и потери нагрузки в связи с этим Даже если нарушение синхронизации не длится достаточно долго, чтобы представлять собой угрозу возникновения переполнения/потери значимости, все же буфер может остаться в не совсем идеальном положении в силу нахождения вблизи либо верхнего, либо нижнего предела пропускной способности Поэтому задача данного изобретения состоит решении указанной проблемы, за счет разработки способа устранения проблемы переполнения или потери значимости буфера и устройства для его осуществления Поставленная задача решается за счет предложенного способа устранения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией (СЦИ), возникающей или вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, при этом данный способ включает этапы детектирования такового нарушения или дрейфа из синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС) и, в соответствии с изобретением, обеспечивает изменение режима работы десинхронизатора в оконечном устройстве маршрута СЦИ, путем предотвращения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных Кроме того, в соответствии с изобретением, этап изменения режима восстановления временных интервалов исходящего сигнала данных с первичной скоростью передачи данных производят при реагировании на индикатор качества синхронизации байта, передаваемый байтом сообщения состояния синхронизации (БССС) Решению поставленной задачи и обеспечению осуществления способа способствует предлагаемое устройство устранения проблемы переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных в системе электросвязи с синхронной цифровой иерархией СЦИ, возникающей вследствие нарушения синхронизации или чрезмерного дрейфа, при этом устройство содержит средство для детектирования такового нарушения или дрейфа, которое включает средство для вывода синхронизации первичной скорости передачи данных либо по широкополосному каналу передачи данных сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений (STM-N), либо средней скорости передачи данных при реагировании на качество поступающей синхронизации широкополосного канала передачи данных, представленное байтом сообщения состояния синхронизации (БССС), и в соответствии с изобретением, содержит средство для выбора режима работы десинхронизатора в оконечном устройстве маршрута СЦИ, для предотвращения переполнения или потери значимости буфера восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных Кроме того, в соответствии с изобретением, средство для выбора режима работы приводится в действие при реагировании на индикатор качества синхронизации байта в байте сообщения состояния синхронизации (БССС) Временное изменение может вводить фазовые возмущения, для устранения которых буфер изначально предназначался, но в условиях нарушения синхронизации это считается приемлемым Согласно изобретению средство детектирования нарушения синхронизации содержит специ 45984 альныи дополнительный интервал времени в сигнале первоначальной скорости передачи данных Более конкретно, в соответствии с Международными Стандартами дополнительный информационный байт в структуре цикла временного объединения цифровых сигналов STM-N (сети кабельных и радиорелейных линий аналого-цифровой связи с коммутацией сообщений) резервируют для передачи Байта Сообщения Состояния Синхронизации (БССС) Этот байт сообщения используют для указания качества синхронизации в широкополосном канале передачи данных STMNN Мультиплексное оборудование СЦИ может путем контролирования этих байтов во всех входных портах STM-N избирать сигнал с наилучшим качеством синхронизации в качестве источника синхронизации оборудования В случае серьезного нарушения синхронизации в сети СЦИ это будет представлено кодом сообщения о низкокачественном состоянии синхронизации Последним дополнением к Международным Стандартам явилось то, что указанное сигнализирование качества синхронизации распространили на сигналы нагрузки первичной скорости передачи данных Дополнительный интервал времени выделили для несения Байта Сообщения Синхронизации, который может указывать, что сигнал первоначальной скорости передачи данных более не несет синхронизацию высокого качества после серьезного нарушения синхронизации в сети СЦИ На чертежах фиг 1 - схематическое изображение сети СЦИ, фиг 2 - блок-схема иллюстрирования одного осуществления данного изобретения, фиг 3 - потоки данных и синхроимпульсы в указанных точках, фиг 4 - график рабочих характеристик заполнения/освобождения буфера, включенного в осуществление фиг 1 Обращаясь к фиг 1 сеть СЦИ содержит источник 1 синхронизации сети, который подает сигнал, например 2МГц, в коммутатор 2 Коммутатор 2 направляет сигналы 2Мбит/сек по сигнальным соединениям 3 в числе N, как изображено - двум соединениям, в мультиплексор 4 СЦИ Мультиплексированный сигнал STM-N затем направляют по широкополосному каналу 5 передачи данных СЦИ в демультиплексор 6 СЦИ Коммутатор 2 также подключен к мультиплексору 4 СЦИ линией 7 управления, которая синхронизирует широкополосный канал 5 передачи данных со скоростью тактовой частоты 2МГц В демультиплексоре 6 сигнал обратно преобразуют в формат первичной скорости, передачи данных 2Мбит/сек, и направляют по линиям 8 к коммутатору 9 Линия 10, соответствующая линии 7, предусмотрена для выведения информации синхронизации из широкополосного канала передачи данных Кроме этого, и с помощью системы восстановления временных интервалов, пользователь в качестве третьей стороны может использовать сеть СЦИ для отправки синхронизации и прочих данных из частной сети 11 Частный источник 10 синхронизации, который не является синхронным с источником 1 синхронизации сети, передает сиг 8 нал синхронизации, т е сигналы первичной скорости передачи данных 1,544Мбит/сек или 2,048Мбит/сек по линии связи 12 к мультиплексору 4 СЦИ После демультиплексирования сигналы синхронизации направляют по линии 13 в частную сеть 14 Фиг 2 более подробно изображает системы демультиплексирования, десинхронизирования и буфера данного изобретения Мультиплексированный сигнал 5 STM-N вводят в схему 15 восстановления синхронизации, где синхросигнал "снимают" на линию 16 делят на N в делителе 17 и полученные синхроимпульсы STM-N широкополосного канала передачи данных направляют в селектор 18 режимов Выход приема синхросигналов подают к оконечному устройству 19 дополнительной секции, и затем - к демультиплексору и рассогласователю скорости передачи данных 20, выходной сигнал, которого направляют к гибкой памяти или буферу 21, который в свою очередь выводит, сигнал 1,544Мбит/сек или 2,048Мбит/сек по линиям 8 и 13 Система фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) 22 принимает в качестве входного сигнала опорный синхросигнал широкополосного канала передачи данных из восстановителя синхронизации 20 и выводит модифицированный синхросигнал считывания по линии 23 для использования в данных восстановления временных интервалов из гибкой памяти или буфера 21 Сигнал ФАГТЧ по линии 23 считывания синхросигнала можно вывести разными способами, определяемыми двухпозиционным селектором 18 режимов, который имеет входы А и В и контрольное устройство 24 памяти, которое контролирует состояние заполнения гибкой памяти или буфера 21 Какая-либо временная потеря синхронизации или нормальной степени дрейфа в сети СЦИ будет запомнена в гибкой памяти 21 Если синхронизация сети СЦИ потеряна на значительный период времени, то, в конечном счете, результатом этого будет потеря значимости или переполнение гибкой памяти 21 Данное изобретение относится именно к этому состоянию Гибкая память 21 принимает данные "с пропусками" от демультиплексора 20, который имеет правильную среднюю скорость передачи данных, но содержит пустые периоды по причине удаленных дополнительных интервалов времени и процесса рассогласования Поэтому гибкая память или буфер 21 поглощает временные переходные фазовые процессы, обусловленные извлечением дополнительных или выравнивающих байтов При работе буфера 21 восстановления временных интервалов в режиме без нарушений синхросигналы считывания 23 синхронной сети для завершающего выходного сигнала данных выводят из широкополосного канала передачи данных 16 STM-N установкой в положение А селектора режимов, изображенного в фиг 1 В целях использования для обеспечения функции восстановления временных интервалов первичной скорости передачи данных гибкая память имеет дополнительную емкость для обработки дрейфа сети, 10 45984 равно примерно 40 микросек Выбор Режима В может также происходить без нарушения синхронизации, даже когда в сети Но если в сети СЦИ происходит серьезное СЦИ присутствует избыточное количество нарушение синхронизации, то изменение сообщедрейфа Этот дрейф может обусловить наполнения состояния синхронизации принимают в проние/освобождение гибкой памяти 21, а с помощью цессоре 19 дополнительной секции Если постувременного переключения в Режим В - при перепающий код байта сообщения состояния ниже мещении смещения 27 центра памяти сверх препорогового значения, то 19 генерирует сигнал наделов запоминания - можно избежать переполнерушения синхронизации и направляет его в селекния/потери значимости тор 18 режимов по линии 25, чтобы селектор 18 режимов сменил свое положение на положение В С помощью изложенной выше методики перВ этом положении десинхронизатор ФАПЧ 22 исвичный буфер 21 восстановления временных инпользует синхросигнал "записи", имеющий в качетервалов может запоминать дрейф сети без какихстве эталона, синхросигнал с пропусками 31, в либо переходных фазовых возмущений в выходрезультате чего синхросигнал "считывания" по ном порте данных При серьезном нарушении линии 23 непрерывно корректируется для сохрасинхронизации в сети СЦИ положение наполнения нения уровня наполнения буфера в положении, буфера сохраняется Краткосрочные фазовые указанном контрольным устройством 24 памяти, возмущения могут происходить в этом состоянии, когда происходит нарушение Этот уровень устано факт нарушения сигнализируют посредством навливают сигналом 27 смещения центра памяти, байта сообщения состояния После восстановленаправляемым от гибкой памяти, и он сообщает ния синхронизации сети дрейф еще раз запомиФАПЧ 22 о номинальной действующей точке, конают без фазового возмущения торую нужно сохранять Изменение сообщения Фиг 4 изображает среднее наполнение бусостояния синхронизации также сигнализируется в фера до, и после нарушения синхронизации сети, байт сообщения состояния, имеющийся в исходяи также изображает, как избегают переполнения щем сигнале по линиям 8, 13 первичной скорости буфера в синхронизированной сети временным передачи данных, тем самым, обеспечивая внешвыбором режима В с перемещенным смещением нему оборудованию возможность распознавать центра памяти Фиг 3 изображает выходные сигухудшение качества синхронизации сигнала налы в точках указанных в фиг 2 XL коммутатор 2 MHz і А синхронизирует канал источник симхроииз. сети Фиг. 1 синхронизация, выведенная из канала 12 45984 11 Фиг. 2 данные с пропусками _Ш I [0_ | 1 [0_ Щ О О О Щ синхроимп. с пропусками синхроимп. считывания выходн. данные 2 Мб/сек Фиг. 3 среднее наполнение буфера к переполнение режим S включен для предотвращения переполнения перемещённое смещение центра памяти краткосрочная фазовая устойчивость режим В включен яри серьезном нарушении синхронизации сети краткосрочное фазоаое возмущение время Фиг. 4 13 45984 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 14