专利名称：电信网络节点的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内含输入接口装置、缓冲器装置和输出接口装置的电信网络节点。输入接口装置根据与接收的时钟信号相同步的至少一个输入数据流产生连续的数据单元;缓冲器装置存储上述数据单元;输出接口装置从上述缓冲器装置中读出上述数据单元，据此产生与发送的时钟信号同步的至少一个输出数据流。
这种电信网络节点在本领域是已知的，例如1992年ArtechHouse出版的M.Sexton等人著作的《TransmissionNetworkingSONETandtheSynchronousDigitalHierarchy》一书中，特别是该书的第7.3.1节“AdaptionbetweenSectionandHOPathLayers”中对此已有说明，图7.26和图7.27详细示出的这种已知的节点按照同步数字等级(Hierarchy)(SDH)处理输入和输出数据流。
选择上述的节点，以突出上述类型的网络节点的基本要求，亦即这样的事实在分解开输入数据流之后，由连续的数据单元所代表的输入数据流有效负荷需要以与发送的时钟信号同步的一种输出帧格式进行再定位。
在上述已知的节点中，满足这个要求是通过使缓冲器装置减缓输入数据流中的指针调整的影响和减缓发送与接收时钟信号之间在相位和/或频率上的差异的影响来实现的。按照随着上述影响的结果而变化的速率来读出缓冲器装置，这些影响是在输出数据流中通过指针调整而产生的。该已知的网络节点确定缓冲器装置填充电平起作用所要求的变化速率，所述的填充电平由对该缓冲器装置的读指针和写指针的指示值之间的差值来表示。据此，输出接口装置在每一指针调整场合都检查缓冲器装置填充电平是过高还是过低，是如此暂时地增大还是减小它读缓冲器装置的速率，以便分别地进行正的或负的指针调整。
这种已知的网络节点的缺点是缓冲器装置的填充电平并不总是上述变化速率被转换的影响的一个良好的量度。确实，如果连续的数据单元在写入缓冲器装置之前经受到一个可变的延时，则最新的可变延时是造成缓冲器装置填充电平中大部分起伏的原因，从而引起与上述影响无关的、不希望的指针调整。而且，如果这个可变的延时使连续的数据单元不按顺序地到达缓冲器装置，则不仅很难计算出缓冲器装置的填充电平，而且也很难实现用这样的填充电平来确定变化的速率。
为此，本发明的目的是提供一种上述类型的电信网络节点，它能利用更合适的测量来确定读缓冲器装置的速率。
实现这个目的是由于这样的事实所述输入接口装置将每组所述数据单元与一个时间标号相关，时间标号指明在产生所述数据单元的时刻节点时钟信号的实际值，所述输出接口装置包括比较装置和读出装置，比较装置根据所述时间标号和所述节点时钟信号为每组所述数据单元确定节点延时，读出装置以一种速率读出所述数据单元，以使这样测得的延时保持在预定界限之内。
通过利用时间标号，输入数据流中指针调整的影响和时钟信号差异的影响都由输出接口装置自动地考虑了。确实，上述的影响相当于输入数据的有效负荷数据率中的变化，从而导致缓冲器装置的一个具体读出速率的节点延时的增加/减少，而最新的速率确定了输出数据流中的有效负荷数据率。由此，可以看出，按照上述的方式，输出数据流的有效负荷数据率跟踪输入数据流的有效负荷数据率，这正是本网络节点所需要的。
可以理解，在这样做的过程中得到了一个一般性的解决方案，因对上述类型的任一网络节点而言节点延时的低端界限显然必须大于缓冲器装置之前的最大延时，从而可以保持不受节点中可变的处理延时的影响。由于在任何情况下可以确保当输出接口装置试图读出数据单元时，在缓冲器装置中总有一个数据单元可用，因此，按照上述的方式，这个可变的处理延时的准确值利用上述的时间标号可以计算出来(integratedout)。由于使用了节点延时，故该延时的组成部分在该节点的不同部分上、在缓冲器装置之前的处理部分或是在缓冲器装置本身上如何分布并不重要的，因为它应该是这样的。
本发明的一个特征性的特点是如果所述测量的节点延时大于上限阈值，则所述读出装置增加所述速率，而如果所述测量的节点延时小于下限阈值，则减少所述速率，而当其节点延时包括在所述上限和下限阈值之间时，读出第一个所述数据单元。
本发明的一个重要特点是所述速率相对于所述发送时钟信号是固定的，所述速率的增加/减少对应于所述发送时钟信号的频率的增加/减少，所述输出数据流是一个准同步数字等级(PDH)数据流。
尽管到现在为止利用SDH术语讨论了网络节点，但在PDH环境中也需要类似的网络节点，在PDH环境中比特填充类似于指针调整。然而，根据上述的特点，在应用PDH固有的特性，即相对于SDH来说输出数据流所同步的频率可在比较大的范围内变动，因而就输出数据流而言，比特填充的更复杂的机制可以根除。鉴此，如上所述，如果发送的时钟信号是由节点延时直接确定的，则能够不必应用比特填充机制得出输出数据流。
如果例如由于设计容差的缘故而使获得上述特点的上述方法不被允许，则本发明还有以下特征所述发送时钟信号等于所述节点时钟信号，所述速率相对于所述发送时钟信号具有一个标称值，而不存在所述的增加/减少，所述的增加/减少是通过比特填充调节，且所述输出数据流是一个PDH数据流。
本发明的另一些特征性的特点是所述节点还包括处理装置，连接在所述输入接口装置和所述缓冲器装置之间，该所述处理装置使所述数据单元受到一个可变的处理延时。
电信网络节点除了重建输出数据流之外，显然必须执行与数据单元的处理相关的其它功能，这些功能是由该处理装置执行的。正是这个处理装置可能引起与已知节点不兼容的可变的处理延时。
这些可变的处理延时将发生，例如如果该节点要执行交叉连接和/或交换SDH和PDH数据流时，和如果SDH和PDH数据流的交换是通过异步传输模式(ATM)或ATM交换网达到的，例如象在ISS，1992年10月，Yokohama，Vol.1，第324-328页，B.Pauwels等人的文章“组合的STM/ATM交叉连接系统中多通路自定路由交换的应用”中所叙述的那样。在该文章中论证，当前的电信通讯情况下上述的功能是特别重要的，因为用这样方法，所有类型的数据流可以通过同一类型的交换机进行交换，又因为SDH和PDH数据流的交换可促进这些ATM交换机的及早推广，从而也促进宽带ISDN网的普遍应用。
据此，本发明的一个极其重要的特点是所述处理装置是一个ATM多通路交换网，所述输入接口装置将一个顺序号与每个所述的连续数据单元相关，所述数据单元是存贮在所述缓存装置内为相关的所述顺序号保留的位置中的。
可以容易地证实，在上述的方法中能由异步交换网以一种简单的方式处理“同步的”SDH和PDH数据流，该方式消除对它的普遍应用的障碍。
参阅下面叙述的实施例并结合一个附图将会对本发明的上述目的和其它的目的及其特点更加明了，对本发明本身更加理解。
图1示出本发明的电信网络节点。
这个节点适用于交叉连接许多SDH或SDH数据流。在这些数据流中，图中只示出一个输入数据流IN和一个相应的输出数据流OUT，两个数据流都由SDH标准中规范的STM-1型的帧组成。本领域的普通技术人员从下面的叙述中显然可以知道该网络节点是怎样地能够处理类似于IN和OUT的其它的数据流的。
这个网络节点包括一个输入接口IIM，输入数据流IN加到该输入接口IIM，并按照下文要说明的方法从中得出多个连续的多时隙单元MSCI，此种MSCI的型式表示在图上一角并由标记MSC指示出。这些单元MSCI加到多通路自定路由交换网MPSR的一个类似名称的输入端口上，该MPSR适用于交换ATM或ATM业务，如在上面提到的B.Pauwels等人的文章中详细描述的。MPSR更明确地将单元MSCI转接到其输出端口MSCO，在那里它们被写入缓冲器BM。最后，所存贮的单元由一个输出接口装置OIM从缓冲器BM中读出，据此产生出输出数据流OUT。
该电信网络节点还包括一个节点时钟信号计数器NCSC，它对节点时钟信号NCS的时钟脉冲进行计数，因而产生一个节点时钟信号值NCSV，如下文所述，此NCSV在该节点内用作时间基准。就这一目的而论，此节点时钟信号值NCSV分别传送到输入接口装置IIM和输出接口装置OIM。需要指出，该节点时钟信号NCS还用来(以图中未示出的方法)控制网络节点的其它单元的工作。
下面将详细论述该网络节点的构成框图以及它们的工作。然而，应该记住，其中的许多部分从上述的参考文献(也即M.Sexton的书籍和B.Pauwels的文章)之一的本领域中已是知道的，其中已说明了将交换网MPSR用作一个SDH交叉连接。因此，在下文中对接口装置IIM和OIM及交换网MPSR的公知内容只作简要说明，而将重点放在该网络节点的新性能上，并把所提及的书籍和文章引用在这里作为参考文献。
输入接口装置IIM包括作为第一单元的一个SDH链路终端模块SDHT，它从输入数据流IN中取出VC-4型虚存储器内的有效负荷。SDHT将此有效负荷传送到输入接口装置IIM的第二单元，即多时隙单元派生模块MSCD，它将有效负荷安排成多个连续的多时隙单元MSC。如附图中一角上的MSC所表示的，这些多时隙单元MSC之每一个单元包含在后面要述及的一个时间标号TL、一个自定路由标识符RT、一个顺序号SN和有效负荷的各部分PL。按照B.Pauwels的文章，自定路由标识符RT向交换网MPSR指明多时隙单元MSC中应当转接到输出端口MSCO去的那一部分，而顺序号SN指明在其VC-4型存储器内多时隙单元MSC的有效负荷PL的相对位置，这样能在MPSR的输出端上重建多时隙单元MSC的正确顺序。
在多时隙单元MSC中插入时间标号TL是MSCD的仅有的新颖性的特点，对于MSCD还需作进一步的讨论。该时间标号TL是从上面提到的节点时钟信号值NCSV中得出的，更具体地讲它等于在上述的有效负荷部分PL插入至该多时隙单元MSC中的时刻的NCSV的值。
按照上述的方式工作，MSCD产生出一个多时隙单元MSCI数据流，它包含连续的多时隙单元，这些单元是从输入数据流IN的连续虚存贮器VC-4中得出的。如已经说明的，这数据流MSCI传送到交换网MPSR中类似名字的输入端口MSCI。在这些单元MSCI的自定路由标识符RT的控制下，MPSR将该单元数据流MSCI转接到输出端口MSCO。象B.Pauwels的文章中所阐明的，这些单元在交换网MPSR里会受到可变的延时，因为它们可能经由许多通路从MSCI传送到MSCO，因而它们可能还到达输出端口MSCO的顺序会不同于它们加至MSCI上的顺序。
出现在MSCO上的多时隙单元数据流首先通过一个包含在缓冲器BM中的超时(time-out)电路(图中未示出)，设置该电路与其包含部分的理由在B.Pauwels的文章中述及了。此超时电路检验在交换网MPSR中每个多时隙单元MSC受到的延时是否不大于一个预定延时，该预定延时选择得以使因超时电路产生的相应于单元丢失的可能性小得足以保证特定的业务质量。
显然，多时隙单元的大部分通过该超时电路而且存贮入缓冲器BM。该缓冲器BM由通常的RAM构成，RAM的每一存储单元0、...、8、...保留给以特别的顺序号SN为表征的单元MSC。将各单元MSC写入缓冲器BM中为它们保留的存储单元，它们原来的顺序即它们加至MSCI的顺序自动地恢复。缓冲器BM的规模适应于与预定延时相对应的那样多的顺序号。因此超时电路可防止一个多时隙单元被存储入为后面的单元保留的存储单元中。
输出接口装置OIM包括一个读出单元RU，它从缓冲器BM中读出多时隙单元MSC，并在第一输出提供该单元MSC的有效负荷部分PL，而在第二输出提供该单元MSC的时间标号TL。通过前者的第一输出，将有效负荷部分PL供给到SDH帧启动模块SDHI。该模块SDHI发送在输出数据流OUT内的合适位置上虚存贮器VC-4内的该有效负荷部分PL。另一方面，通过读出单元RU的第二个输出将时间标号TL加至时间标号比较器TLC的一个输入端，该比较器TLC的另一个输入端上加入节点时钟信号值NCSV。
比较器TLC对每个多时隙单元计算节点延时，它等于该多时隙单元在下面两时刻之间受到的延时，一个时刻是其时间标号TL被插入之时，另一个时刻是从实际节点时钟信号值NCSV中减去该时间标号TL而加至比较器TLC上之时。比较器TLC进而将此结果转换成一个2比特读出启动信号RE。后者的转换更具体地讲是如果在输出数据流OUT中许可正/负指针调整时刻所计算的节点延时高于/低于上/下阈值，置位这些比特RE的第一/第二比特。需要指出，除了上面的正常转换工作外，比较器TLC还在初始化期间即在从缓冲器BM中读出第一多时隙单元并将它传送SDHI之前将两个比特RE置位，并且对于RE置位的后一个条件保持到输入数据流IN中第一个单元MSC的时间标号TL大于下限阈值为止，在此情况下TLC使两个比特RE复位，从而如在后面所述的，许可该输出数据流OUT的传输开始。
因为比较器TLC由此知道在什么时刻开始传输，并且计数传送到SDHI的多时隙单元的数量，所以它能确定在何时输出数据流OUT的新VC-4存储器被存满，因而它知道在哪些时刻允许指针调整。需要指出，就这方面来说，在每一个多时隙单元MSC中并不严格地必需插入一个时间标号TL，因为从上面得知，时间标号比较器TLC可能只在那样的时间点上许可指针调整，在此时间点之间多个多时隙单元MSC是由输出接口OIM处理。因此，只是对于以许多单元间隔开的多时隙单元MSC插入一个时间标号TL是足够的，它对应于各别的指针调整许可之间的时间差。事实上，插入一个时间标号TL的多时隙单元MSC的数目还可能少些，只要由此对RU和TLC所构成的控制环路造成的影响不引起不能令人满意的特性。
下面，就上面所述输出接口装置OIM的结构更详细地说明输出数据流OUT的重建。
当在置位状态下的两个比特RE的控制时，读出单元RU从缓冲器BM中读出连续的多时隙单元MSC的第一单元，并将其时间标号TL传送到TLC，由TLC实现上述的时间标号比较。又如上面已说明的，这个过程继续下去，但并不开始传输输出数据流OUT，直到由此测量得到的节点延时大于低限阈值为止，在此时刻TLC使RE的两个比特复位。这样，可以确保从被缓存入缓冲器BM的输入数据流IN中得到的第一多时隙单元已经过了足够的时间，这一时间大于上述预定的延时。
比特RE复位时，读出单元RU将第一个多时隙单元MSC传送到SDHI，于是按照已知的原理，SDHI可开始传输输出数据流OUT。然后，读出单元RU按多时隙单元的顺序号所确定的顺序和如上面已说明的以等于构成STMI-1帧的输出数据流的有效负荷数据率的标称速率从缓冲器BM中连续地读出多时隙单元(从而，由于每个顺序号被分配一个固定的存储单元，RU将以一个固定的顺序读出缓冲器)。如上面所述，每当一个这样的STM-1帧的虚存储器VC-4充满时，TLC便知道允许指针调整，并且根据最后测得的节点延时将比特RE之一置位。如果这些比特RE的第一/第二比特因之置位，则读出单元RU暂时地加快/减慢其读出缓冲器BM的速率，以便适合SDHI所需的有效负荷数据率的增加/减少进行相应的正/负指针调整。
依照上面的工作，可以确保使节点延时保持在预定界限之内，上述的上和下阈值可由此界限来确定。因之，确定的下界限必须大于上述的预定延时，以使得对于由所需的业务质量确定的概率来说，当读出单元试图读出一个特定多时隙单元时，该多时隙单元在缓冲器内已经可供应用这样一个事件总是确实的。上界限必须选择得可提供出足够的阈值间隔，这在M.Sexton的书中有相当详细的讨论，它并且确定了最坏情况的总延时及缓冲器容量，所以考虑到因最小缓冲器阈值间隔造成的上述制约，上界限选择得尽可能小。
需要指出，上面叙述的网络节点也可用来同时转接加至输入端口上的多个ATM和PDH数据流而不是MSCI，以及指定去输出端口而不是MSCO。在此情况下，需要分别地提供不同于上面叙述的输入接口装置IIM和输出接口装置OIM。然而，根据上面的说明，本领域的普通技术人员能够推导出此类接口的结构。对于节点的设计也一样，其中，构成STM-4帧的输入数据流IN必须去交错，并且其中每个分开的VC-4可以转接到交换网络分开的输出端口，而且可与其它输入数据流来的VC-4一起组合于STM-4格式的输出数据流中。
尽管上面结合具体装置阐述了本发明的原理，但显然可以理解到，这个说明只是以举例的方式进行的，并不是对本发明范围的限制。
权利要求
1.一种电信网络节点，包括输入接口装置(IIM)，根据与一个接收的时钟信号同步的至少一个输入数据流(IN)，产生连续的数据单元(MSC)；缓冲器装置(BM)，存储所述数据单元；以及输出接口装置(OIM)，根据所述缓冲装置中读出所述数据单元，而产生出与发送的时钟信号同步的至少一个输出数据流(OUT)；其特征在于所述输入接口装置(IIM)在产生所述数据单元时将每一组所述数据单元(MSC)与指明节点时钟信号(NCS)实际值(NCSV)的一个时间标号(TL)相关，而所述输出接口装置(OIM)包括比较装置(TLC)，它根据所述时间标号和所述节点时钟信号为所述每一组数据单元确定一个节点延时，和读出装置(RU)，它以这样的速率读出所述数据单元，使得如此测量得到的延时保持在预定界限之内。
2.按照权利要求1的电信网络节点，其特征在于如果所述测得的节点延时高于上限阈值，则所述读出装置(RU)增加所述速率，而如果所述测得的节点延时低于下限阈值，则减小所述速率，并且，当第一所述数据单元(MSC)的节点延时包括在所述上限和下限阈值之间时，读出第一所述数据单元。
3.按照权利要求2的电信网络节点，其特征在于所述速率相对于所述发送时钟信号是固定的，所述速率的所述增加/减少对应于所述发送时钟信号频率的增加/减少，所述输出数据流(OUT)是一种准同步数字系列数据流。
4.按照权利要求2的电信网络节点，其特征在于所述发送时钟信号等于所述节点时钟信号(NCS)，不存在所述的增加/减少时所述速率相对于所述发送时钟信号具有一个标称值，所述的增加/减少由比特填充来调节，和所述输出数据流(OUT)是一种准同步数字系列数据流。
5.按照权利要求2的电信网络节点，其特征在于所述发送时钟信号等于所述节点时钟信号(NCS)，不存在所述的增加/减少时所述速率相对于所述发送时钟信号具有一个标称值，所述的增加/减少通过指针调整来调节，和所述输出数据流(OUT)是一种准同步数字系列数据流。
6.按照权利要求1的电信网络节点，其特征在于所述节点还包括连接在所述输入接口装置(IIM)与所述缓冲器装置(BM)之间的一个处理装置(MPSR)。
7.按照权利要求6的电信网络节点，其特征在于所述处理装置(MPSR)给所述数据单元(MSC)提供一个可变的处理延时。
8.按照权利要求7的电信网络节点，其特征在于所述处理装置是一个异步传输模式(ATM)多通路交换网(MPSR)，和所述输入接口装置(IIM)将一个顺序号(SN)与每个所述连续的数据单元(MSC)相关，所述数据单元存贮在缓冲器装置(BM)中为所述相关的顺序号保留的存储单元(1、2、...、8、...)中。
全文摘要
电信网络节点再定位在输入数据流(IN)分解后的输出数据流(OUT)中的输入数据流(IN)的有效负荷。根据输入数据流(IN)的有效负荷产生数据单元(MSCI)，数据单元存入缓冲器(BM)中，它们跟踪输入数据率所确定的变化的速率读出并构成输出数据流，用时间标号计算节点延时以实现跟踪，以此节点延时的函数改变上述速率，以保持延时在预定界限之内。本网络节点的实施例允许使用ATM或MPSR交叉连接SDH或SDH数据流。
文档编号H04J3/00GK1108833SQ94116429
公开日1995年9月20日 申请日期1994年9月19日 优先权日1993年9月20日
发明者范·特特林·约翰尼斯·安东尼斯·玛丽亚, 德尔沃克斯·马克·拉乌尔·奥古斯特·奇滋兰 申请人:阿尔卡塔尔有限公司