DE69532899T2

DE69532899T2 - ATM Übermittlungssystem

Info

Publication number: DE69532899T2
Application number: DE69532899T
Authority: DE
Inventors: Henry Kanata Chow; Michael Dunrobin Gassewitz; Jim Ghadbane; Charles Neapean Mitchell; Germain Stittsvile Bisson; Steve Stittsville Bews
Original assignee: Newbridge Networks Corp
Current assignee: Nokia Canada Inc
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2015-04-29
Also published as: EP1422891A2; EP1045557A2; SE9603528D0; DE69535798D1; EP0757881A1; AU2301095A; EP1422891B1; GB9408574D0; DE69532899D1; WO1995030318A3; SE9603528L; JPH09512404A; EP1422891A3; CA2187876A1; EP1045557B1; US5999528A; EP1045557A3; JP3667337B2; WO1995030318A2; AU706140B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kommunikationssystem und insbesondere auf ein System, das eine Übertragung und Vermittlung von Informationen im synchronen Transfermodus (ASTM) verwendet.
Das Aufkommen schneller Kommunikationen im asynchronen Transfermodus (ATM) ist ein jüngstes Ergebnis verschiedener Forderungen, die jetzt an Unternehmens-Backbone-Netze gestellt werden. Frühe Unternehmensnetze waren vom Sprachverkehr dominiert, während lediglich eine verhältnismäßig kleine Menge an Leitungsbandbreite Datenanwendungen und anderen Anwendungen gewidmet war. In jüngerer Zeit hat sich ein Bereich neuer Anwendungen entwickelt, die zu erheblichen Änderungen an vorhandenen Backbone-Netzen führen. Beispielsweise werden die Videotelephonie mit hoher Bandbreite und Videokonferenzen schnell zu wesentlichen Anforderungen in digitalen Kommunikationssystemen. Ähnlich werden die Bandbreitenanforderungen für eine LAN-Querverbindung (Querverbindung lokaler Netze) über mehrere Standorte ebenfalls erhöht, während bestehende LAN-Systeme des Standes der Technik wie etwa Ethernet^TM und Token Ring aktualisiert werden, um die Anforderungen schnellerer Kommunikation und anspruchsvollerer Verarbeitung zu erfüllen.
Beispielsweise werden derzeit LANs mit einer verteilten Glasfaserschnittstelle (FDDI) eingesetzt, die bei 100 MBit/s arbeiten, während im Ergebnis dessen, dass textbasierte Personalcomputer durch Multimedia-Workstations und zugeordnete Server ersetzt werden, LAN-Typen mit noch höheren Bitraten entstehen. Multimedia-Workstations und ihre zugeordneten Server unterstützen typisch Dokumentarchitekturen, die nicht nur Text, sondern außerdem hoch aufgelöste Standbilder und Bewegtbilder mit Klang umfassen. Somit werden LAN-Dateiübertragungen in neueren Systemen anstelle des LAN-Verkehrs zwischen den Standorten, der wie im Stand der Technik durch Dateiübertragungen von Textinformationen dominiert wird, auf Verkehr mit gemischten Medien mit höherem Volumen und hoher Bitrate umgestellt.
Die gemeinsame Wirkung dieser Entwicklungen erfordert die Entwicklung eines flexibleren Verfahrens zur Zuweisung der Übertragungsbandbreite, um Unternehmensnetzen zugeordnete Mietleitungen zwischen Standorten effektiv zu nutzen. Die oben diskutierten Entwicklungen sind nicht auf private Netze beschränkt, sondern treten ebenfalls bei öffentlichen Betreibern auf.
Um diese neuen Anforderungen an private und öffentliche digitale Kommunikationssysteme zu erfüllen, wird eine internationale Standardbetriebsart zur Verwendung mit diensteintegrierenden Breitband-Digitalnetzen (BISDN) entwickelt, die auf dem asynchronen Transfermodus (ATM) der Übertragung und Vermittlung beruht. Das Ziel des ATM-Protokolls ist die Schaffung einer flexibleren Einrichtung zur Übertragung und Vermittlung von Verkehr mit gemischten Medien, die Daten, Sprache, Stand- und Bewegtbilder und Video umfassen. Verkehr mit konstanter Bitrate wie etwa Sprache wird herkömmlich unter Verwendung zuvor festgelegter Zeitschlitze übertragen und vermittelt, während Daten normalerweise in Form von Rahmen variabler Länge übertragen werden, die auf statistischer Grundlage miteinander multiplexiert werden. Gemäß dem ATM-Protokoll werden die Übertragung und die Vermittlung an Einheiten fester Größe ausgeführt, die als "Zellen" bezeichnet werden. Zellen aus verschiedenen Quellen (z. B. Sprache, Daten, Video usw.) werden auf statistischer Grundlage für Übertragungszwecke miteinander multiplexiert.
Beispiele von ATM-Systemen sind beschrieben in "The ATM node 10000: An ATM multi service switch node family" von J. M. Callemym u. a., Philips Telecommunications Review, Bd. 52, S. 46–5 (1994), und in EP-A-0472408.
Jede ATM-Standardzelle ist 53 Bytes lang, umfasst ein 48-Byte-Informationsfeld (das auch als die "Nutzinformationen" bezeichnet wird) und einen Fünf-Byte-Kopfsatz, der Lenkungsfelder und andere Felder enthält.
ATM arbeitet wie die Paket- und Rahmenvermittlung auf der Grundlage virtueller Anrufe/Verbindungen. Das heißt, dass zunächst eine virtuelle Verbindung über das Netz aufgebaut wird, bevor irgendwelche Anwenderinformationszellen gesendet werden. Während dieser Phase wird dem Anruf auf jeder Amtsverbindungsleitung entlang des Leitwegs eine virtuelle Verbindungskennung (VCI) zugewiesen. Allerdings besitzt die zugewiesene Kennung lediglich lokale Bedeutung für eine Teilstrecke und ändert sich von einer Leitung zur nächsten, während die Zellen, die sich auf eine Verbindung beziehen, hindurch geleitet werden. Das heißt somit, dass die Lenkungsinformationen, die in jedem Zellenkopfsatz transportiert werden, verhältnismäßig klein sein können.
Insbesondere ist jeder ankommenden Teilstrecke/jedem Port eine Lenkungsta belle zugeordnet, die die entsprechende Ausgangsteilstrecke/den entsprechenden Port und eine neue VCI, die die ankommende VCI für die nachfolgende Teilstrecke/den nachfolgenden Port ersetzt, enthält. Somit ist die Lenkung der Zellen in beiden Richtungen entlang eines vorgegebenen Leitwegs äußerst schnell, da sie lediglich eine einfache Nachschlagoperation umfasst. Im Ergebnis können Zellen von jeder Teilstrecke unabhängig und mit sehr hohen Geschwindigkeiten vermittelt werden. Dies ermöglicht, parallele Vermittlungsarchitekturen und schnelle Schaltungen (d. h. in dem Gigabit/Sekunde-Bereich) zu verwenden, die jeweils bei ihrer Maximalkapazität arbeiten.
In der Praxis ist die VCI aus zwei Teilfeldern zusammengesetzt: einer virtuellen Pfadkennung (VPI) und einer virtuellen Kanalkennung (VCI). Das VPI-Feld bezieht sich auf statistisch zugewiesene Verbindungen, während sich das VCI-Feld auf dynamisch zugewiesene Verbindungen bezieht. Die Lenkung kann unter Verwendung des einen oder des anderen oder einer Kombination des VPI- und des VCI-Teilfelds ausgeführt werden. Beispielsweise kann zwischen jedem Paar der Netzendpunkte (durch das Netz-Management) ein virtueller Pfad über das Netz auf semipermanenter Grundlage aufgebaut werden. Die Zellen, die sich auf mehrere (d. h. gleichzeitige) Anrufe zwischen diesen Endpunkten beziehen, werden daraufhin miteinander multiplexiert und daraufhin entlang des zugewiesenen Pfads gelenkt. Somit wird die Lenkung der Zellen in dem Netz in diesem Beispiel unter Verwendung des VPI-Felds ausgeführt, während das VCI-Feld an dem Endpunkt verwendet wird, um Zellen mit einem besonderen Anruf in Verbindung zu bringen.
Das ATM-Referenzmodell definiert wie folgt drei Protokollschichten: die (1) ATM-Anpassungsschicht, die über der (2) ATM-Schicht liegt, die über der (3) Bitübertragungsschicht liegt.
Die ATM-Anpassungsschicht (AAL) stellt einen Bereich alternativer Dienstklassen zur Ausführung einer Anpassungsfunktion zwischen der für den Anwender bereitgestellten Dienstklasse (z. B. für den Transport von Datenrahmen zwischen zwei LANs) und dem durch die ATM-Schicht bereitgestellten zellenbasierten Dienst bereit.
Die ATM-Schicht stellt die geforderte Multiplexierung der Zellen, die sich auf verschiedene Verbindungen beziehen, zu einem einzigen Zellenstrom und die nach folgende Demultiplexierung der Zellenströme bereit. Außerdem beeinflusst die ATM-Schicht die geforderte Lenkung/Weiterleitung von Zellen auf der Grundlage der VPI- und/oder VCI-Felder.
Die Bitübertragungsschicht schafft eine Schnittstelle mit dem besonderen Übertragungsmedium, das die tatsächlichen Zellen transportiert (z. B. Glasfaser, Koaxialkabel usw.) und kann über eine Anzahl verschiedener Kommunikationstechnologien implementiert sein, die vom Typ der verwendeten Übertragung (plesiochron oder synchron) abhängen. Für die Erstere baut der Sender eine Rahmenstruktur über dem Bit-/Bytestrom auf, die genau an die ATM-Zelle angepasst ist. Daraufhin verarbeitet der Empfänger den ankommenden Bytestrom auf byteweiser Grundlage, bis ein gültiger 5-Byte-Zellen-Kopfsatz gebildet ist. Daraufhin wird der ankommende Bytestrom an diesen festen Zellengrenzen verarbeitet. Im Fall einer synchronen Verbindung (z. B. OC3/STM1) ist das Rahmennutzinformationsfeld kein Vielfaches der Zellengröße, so dass sich die Zellengrenzen von einem Rahmen zum nächsten ändern. Bei dieser Teilstreckenart wird somit ein Zeiger in die Organisationsdatenkanäle verwendet, um den Beginn der ersten Zellengrenze in dem Nutzinformationsfeld zu identifizieren, während die Zellenabgrenzung auf der Grundlage des (unten ausführlicher diskutierten) HEC-Bytes ausgeführt wird.
Wie oben diskutiert wurde, führt die ATM-Schicht alle Funktionen aus, die sich auf die Lenkung und Multiplexierung der Zellen über virtuelle Verbindungen beziehen, die semipermanent sein können oder bei Bedarf aufgebaut werden können. Für die Letzteren wird ein Signalisierungsprotokoll implementiert, das ähnlich dem bei ISDN verwendeten ist.
Für ATM-Standardzellen gibt es zwei verschiedene Kopfsatzformate, die üblicherweise als UNI und NNI bezeichnet werden. Jedes Format enthält als das erste Byte ein VPI-Feld. Allerdings sind die vier höchstwertigen Bits des ersten Kopfsatzbytes für das Format, das über eine Anwendernetzzugriffs-Teilstrecke verwendet wird, die für die Verwendung durch Anwendervorrichtungen bestimmt ist, die Zellen direkt erzeugen und empfangen, durch ein allgemeines Flusssteuerungsfeld (GFC-Feld) ersetzt, das lediglich lokale Bedeutung über die Teilstrecke besitzt und enthalten ist, um zu ermöglichen, dass den Zellen verschiedene Prioritäten zugeordnet werden. Allerdings ist dieses Feld nicht in dem Netz vorhanden, wobei stattdessen das VPI-Feld über das gesamte Byte erweitert ist.
Das zweite Byte des Kopfsatzes umfasst eine erste Tetrade, die eine Erweiterung des VPI-Felds ist. Somit ist das VPI-Feld für das über eine Anwendernetzzugriffs-Teilstrecke verwendete Format acht Bits, während das VPI-Feld in dem Netz zwölf Bits ist. Die niedrigstwertigen vier Bits in dem zweiten Byte der Kopfsatzinformationen umfassen einen ersten Abschnitt des VCI-Felds. Das dritte Byte des Kopfsatzes setzt das VCI-Feld fort, und die ersten vier höchstwertigen Bits des vierten Bytes des Kopfsatzes schließen das VCI-Feld ab. Somit besteht das VCI-Feld in einem ATM-Standardkopfsatz aus sechzehn Bits. Die vier niedrigstwertigen Bits des vierten Kopfsatzbytes umfassen (1) ein Nutzinformationsfeld (PT-Feld), das verwendet wird, um zu ermöglichen, dass Zellen, die sich auf die dem ATM-Referenzmodell zugeordnete C- und M-Ebene beziehen, von Zellen unterschieden werden, die Anwenderinformationen enthalten, und (2) ein Zellenverlustprioritätsbit (CLP-Bit). Das CLP-Bit wird verwendet, um zu ermöglichen, dass ein Anwender jene einer Verbindung zugeordneten Zellen angibt, die zuerst verworfen werden sollten. Dies ist nützlich, da ein ATM-Netz durch Multiplexieren auf statistischer Grundlage arbeitet, so dass die Zellenpuffer in einer Vermittlungsstelle überlaufen können.
Schließlich ist ein Kopfsatzfehler-Steuerungsfeld (HEC-Feld) als Änderung eines Acht-Bit-Polynoms für die zyklische Redundanzprüfung (CRC-Polynoms) zur Erfassung von Fehlern in dem Kopfsatz vorgesehen. Falls das CRC-Polynom versagt, wird die Zelle verworfen. Allerdings kann für Einzelbitfehler Hardware vorgesehen ein, um den Fehler auf der Grundlage der Informationen von dem HEC-Feld zu korrigieren.
Beim Entwurf bestehender ATM-basierter Kommunikationssysteme gibt es eine Anzahl von Bereichen, wo wesentliche Verbesserungen bei der Signallenkungseffizienz, bei der Diagnoseunterstützung und bei der Hardware-Vereinfachung vorgenommen werden können.
Obgleich die virtuelle Verbindungskennung (VCI) verwendet werden kann, um eine Lenkung einer Zelle von Teilstrecke zu Teilstrecke auf einer Punkt-zu-Punkt-Grundlage oder "gemeinsam genutzt" von einem Punkt zu mehreren Zielen (d. h. Punkt-zu-Mehrpunkt) herzustellen, kann sie dies nur auf Kosten einer kostspieligen und komplexen Schaltungsanordnung. Ähnlich ist unter Verwendung der Standard-ATM-Zellen-Kopfsätze lediglich eine rudimentäre Ebene der Zellen-Prioritätswarteschlangeneinreihung möglich. Außerdem erfolgt die Gestellreihen kommunikation gemäß vielen Systemen des Standes der Technik über parallele Busse, die inhärent langsam sind und eine niedrige Bandbreite besitzen. Somit besteht in diesen Kommunikationssystemen ein Bedarf an einer preiswerten, verbesserten Lenkungsfähigkeit der ATM-Zellen sowohl zwischen den Knoten als auch innerhalb der Knoten.
Die vorliegende Erfindung soll ein verbessertes Kommunikationssystem schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem geschaffen, mit: mehreren Zwischenverbindungs-Universalkartensteckplätzen; mehreren Schnittstellenkarten und Steuerkarten, die in die Universalkartensteckplätze einsteckbar sind, um ankommende ATM-Zellen, die Lenkungsinformationen und entweder Daten oder Steuerungs- und Diagnoseinformationen enthalten, zu empfangen und abgehende ATM-Zellen, die Lenkungsinformationen und entweder Daten oder Steuerungs- und Diagnoseinformationen enthalten, zu senden; einer Einrichtung in jeder der Schnittstellenkarten und der Steuerkarten, die den abgehenden der ATM-Zellen mehrere zusätzliche Kopfsatz-Bytes voranstellen, um zusätzlich zu der ATM-Zellenlenkung gemäß den Lenkungsinformationen mehrere Systemfunktionen vorzusehen; und einer Einrichtung zum Empfangen abgehender ATM-Zellen, Filtern der zusätzlichen Kopfsatz-Bytes und in Reaktion darauf Implementieren von Vorgegebenen der mehreren Systemfunktionen; dadurch gekennzeichnet, dass eine der mehreren Systemfunktionen eine selektive Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Lenkung der abgehenden ATM-Zellen in dem System umfasst.
Eine der mehreren Systemfunktionen kann eine Inband-Steuerung und -Diagnose, eine Anordnung der ATM-Zellen in Warteschlangen entsprechend der Priorität, eine vereinfachte ATM-Zellenausgangsstatistik und/oder eine Fehlererfassung über die ATM-Zellen und vorangestellten zusätzlichen Kopfsatzbytes umfassen.
Es wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft in Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
1 ein Blockschaltplan eines beispielhaften digitalen Kommunikationssystems ist, das das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung implementiert;
2 ein Blockschaltplan ist, der ausführlicher den Zellenvermittlungskern zeigt, der mit einem beispielhaften Peripheriebaugruppenrahmen des in 1 veranschaulichten Systems verbunden ist;
3 ein Diagramm des geänderten ATM-Zellenformats für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 ein Diagramm ist, das das geänderte ATM-Zellenformat für die Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 ein Kartenadressenformat gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt;
6 ein Blockschaltplan einer Schnittstellenschaltung zur Verbindung mit einem Universal-Kartensteckplatz und mit externen Signaltransportmedien einschließlich der Schaltungsanordnung zum Erzeugen und Filtern der herstellerspezifischen ATM-Kopfsatzdaten gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist;
7 ein Blockschaltplan einer Vermittlungs-ASIC ist, die in einer Netzknotenkarte des in 2 gezeigten Peripheriebaugruppenrahmens verwendet wird;
8 ein Blockschaltplan ist, der einen Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern der in 7 gezeigten ASIC zeigt;
9 ein Blockschaltplan einer Standardschnittstellen-ASIC in der Schnittstellenschaltung aus 6 zum Empfangen und Senden formatierter ATM-Zellen zu und von der Vermittlungseinheit ist;
10 ein Ablaufplan ist, der den Betrieb eines Empfangsfilters in der Schnittstellenschaltung aus 9 zeigt;
11 ein Ablaufplan ist, der Einzelheiten einer Mehrpunktverbindungszellen-Sortierprozedur in dem Ablaufplan aus 10 zeigt;
12 ein Ablaufplan ist, der den Betrieb eines ersten Filtersortieralgorithmus in dem Ablaufplan aus 10 zeigt;
13 ein Ablaufplan ist, der den Betrieb eines zweiten Filtersortieralgorithmus in dem Ablaufplan aus 10 zeigt;
14 ein Funktionsprinzipschaltbild einer Gestellreihenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
15 ein Blockschaltplan ist, der die Verteilung der Zeitsteuerungsinformationen über das Kommunikationssystem der 1 und 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Anhand von 1 wird ein Blockschaltplan einer Vermittlungsarchitektur zur Implementierung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform gegeben. Das System umfasst einen Zellenvermittlungskern 1, der über jeweilige 800-MBit/s-Gestellreihenverbindungen (ISL) 5 mit mehreren Schnittstellenkarten-Zugriftsbaugnappenrahmen oder Schnittstellenkarten-Peripheriebaugruppenrahmen 3A, 3B, usw. verbunden ist. In der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe "Zugriftsbaugruppenrahmen" und "Peripheriebaugruppenrahmen" überall austauschbar verwendet. In einer Mehrbaugruppenrahmen-Zugriffsanordnung, wie sie etwa anhand der Blöcke 3D und 3E gezeigt ist, kann direkt zwischen den Zugriffsbaugruppenrahmen eine weitere ISL 5A vorgesehen sein. Außerdem kann in einigen "Einzel"-Systemkonfigurationen ein einzelner Schnittstellenkarten-Peripheriebaugruppenrahmen ohne die Anforderung eines Zellenvermittlungskerns 1 vorgesehen sein. Alternativ kann in einer Einzelkonfiguration eine Mehrbaugruppenrahmen-Zugriffsanordnung, wie sie etwa anhand der Blöcke 3D und 3E gezeigt ist, mit einer direkt in jedem Peripheriebaugruppenrahmen enthaltenen Vermittlungsschaltung vorgesehen sein.
Wie unten anhand von 2 ausführlicher diskutiert wird, sind alle externen Schnittstellen (z. B. OC-3, Video, FDDI usw.) an Schnittstellenkarten abgeschlossen, die sich in zwölf Universalkartensteckplätzen (UCS) befinden, die sich in jedem Peripheriebaugruppenrahmen 3B, 3C und/oder 3D befinden. In der Mehrbaugruppenrahmen-Zugriffsanordnung 3D und 3E können für jede Gestellreihenverbindung (ISL) 5 bis zu sechsundneunzig (96) Universalkartensteckplätze vorgesehen sein. Außerdem kann die Anzahl der UCS-Schnittstellenkarten, die eine ISL gemeinsam nutzen, gemäß der vorliegenden Erfindung je nach Bandbreite der Schnittstellenkarte veränderlich gemacht werden. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform (z. B. 3D) eine große Anzahl langsamer UCS-Karten vorgesehen sein, während in einer anderen Ausführungsform (z. B. 3B) weniger, schnelle UCS-Karten vorgesehen sein können. Diese Flexibilität schafft eine bessere Nutzung des Zellenvermittlungskerns 1 und schafft mehr Steuerung des statistischen Gewinns.
Jede 800-MBit/s-ISL 5 kann unter Verwendung entweder elektrischer oder optischer Vollduplex-Glasfaserkanal-Schnittstellen (lediglich FC-0- und FC-1-Schnittstellen) auf wohl bekannte Weise ATM-Zellen zwischen dem Zellenvermittlungskern 1 und den zugeordneten Zugriftsbaugruppenrahmen 3A, 3B usw. übertragen.
Nunmehr übergehend zu 2 ist der Zellenvermittlungskern 1 funktional in der Weise gezeigt, dass er eine Gestellreihen-Zellenvermittlung für die jeweiligen Zugriffsbaugruppenrahmen 3A, 3B usw. schafft. Zur Implementierung einer Zellenraumvermittlung (d. h. Zellen können von irgendeinem Eingang zu irgendeinem Ausgang vermittelt werden) verwendet der Vermittlungskern 1 eine Eingangszellenfilterungs- und Ausgangswarteschlangeneinreihungs-Architektur. In der bevorzugten Ausführungsform kann der Vermittlungskern 1 von 2 bis 256 ISL-Ports pro System zählen. Somit ist die maximale Vermittlungskapazität 256 ISL/System × 800 MBit/s/ISL = 204,8 GBit/s/System. Der Zellenvermittlungskern 1 enthält mehrere Doppelvermittlungskarten (wie etwa 1A, 1B und 1C, die in Fig. 16 gezeigt sind). Jede solche Doppelvermittlungskarte hat Zugriff auf den Vermittlungskern 1 und schafft zwei Ausgangs-ISLs 5 zum Verbinden von bis zu zwei Peripheriebaugruppenrahmen 3A, 3B usw.
In 2 ist ein repräsentativer Peripheriebaugruppenrahmen 3C gezeigt, der über jeweilige ISLs 5 mit dem Vermittlungskern 1 verbunden ist. Wie oben diskutiert wurde, enthält der Peripheriebaugruppenrahmen 3C zwölf Universalkartensteckplätze (UCS) zur Aufnahme jeweiliger Schnittstellenkarten 21, um alle Schnittstellen- (d. h. zwischen der Vermittlungseinheit und der Außenwelt über E/A-Schnittstellen zu einem optischen, Koax-, oder anderen physikalischen Medium), Steuerungs- und Betriebsmittelfunktionen zu implementieren. Zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung können die Begriffe "Schnittstellenkarte" und "UCS-Karte" austauschbar verwendet werden. Jeder Peripheriebaugruppenrahmen wie etwa der in 2 gezeigte Baugruppenrahmen 3C enthält zwei Spezialnetzknotenkarten (wobei zur Erleichterung der Darstellung lediglich eine Netzknotenkarte 23 gezeigt ist), die einen Teil der gesamten Vermittlungseinheit bilden. Die Vermitt lungseinheit der bevorzugten Ausführungsform ist zur Redundanz vollständig verdoppelt. Dementsprechend ist für jede Hälfte der vollständig verdoppelten Vermittlungseinheit eine Netzknotenkarte vorgesehen. Die Netzknotenkarte 23 multiplexiert und konzentriert Zellen von den mehreren Schnittstellenkarten 21 auf die mit dem Vermittlungskern 1 verbundenen 800-MBit/s-Gestellreihenverbindungen (ISLs 5). Jeder UCS, in den eine Schnittstellenkarte 21 eingebaut ist, besitzt eine 200-MBit/s-Schnittstelle zu der Netzknotenkarte 23, die als ein Add-Bus 25 bezeichnet wird. Wie oben diskutiert wurde, schließt die Netzknotenkarte 23 eine ISL 5 von dem Vermittlungskern 1 ab, wobei sie einen weiteren gemeinsam genutzten 800-MBit/s-Bus an der Rückwand ansteuert, wobei dieser Bus als der Drop-Bus 27 bezeichnet wird, von dem die UCS-Karten 21 empfangene ATM-Zellen filtern. Außerdem enthält die Netzknotenkarte 23 eine Rückschleifenschaltung 29, die normalerweise für Diagnosezwecke vorgesehen ist. Allerdings kann die Rückschleife 29 in einer Einzelkonfiguration des Zugriffs- oder Peripheriebaugruppenrahmens 3C verwendet werden, um die von dem Add-Bus 25 konzentrierten 800-MBit/s-Daten zu dem 800-MBit/s-Drop-Bus 27 zurückzuleiten.
Zur Fehlertoleranz besitzt das System eine verdoppelte ATM-Vermittlungseinheit. Die Hauptkomponenten der Vermittlungseinheit sind die Netzknotenkarten 23, der Vermittlungsbaugruppenrahmen 1 und die ISL-Kabel 5. Die Schnittstellenkarten 21 bringen Kundendaten auf beide Vermittlungseinheiten.
Gemäß einer weiteren möglichen Einzelkonfiguration des Peripheriebaugruppenrahmens 3C kann der Vermittlungskern 1 effektiv in dem Peripheriebaugruppenrahmen selbst enthalten sein, wo zwei oder mehr solche Peripheriebaugruppenrahmen mit einem internen Vermittlungskern miteinander verbunden sind (wie etwa die Peripheriebaugruppenrahmen 3D und 3E in 1 über die ISL 5A verbunden sind). Um die verfügbare Bandbreite vollständig zu nutzen, kann die Anzahl der mit dem Vermittlungskern 1 verbundenen Ports flexibel gemacht werden (wobei z. B. eine große Anzahl von Ports mit niedriger Bandbreite hinzugefügt werden können).
Schnittstellen, die mehr als 200 MBit/s Systemvermittlungskapazität erfordern, erhalten über die zugeordneten ISLs 5 eine direkte Schnittstelle mit dem Vermittlungskern 1 (z. B. die schnelle Schnittstelle 3A in 1).
Wie unten ausführlicher diskutiert wird, werden die Daten auf jeder der oben erwähnten 800-MBit/s-Teilstrecken (d. h. den ISLs 5, den Drop-Bussen 27 usw.) gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Folge von "Superzellen" zusammengestellt, die jeweils eine geordnete Menge (d. h. eine ausgerichtete 32-Bit-Langwort-Datenstruktur für Steuerinformationen) umfassen, auf die 128 herstellerspezifische 60-Byte-ATM-Zellen folgen.
Im Betrieb stellt jeder UCS oder jede Schnittstellenkarte 21 für den vereinfachten Datenfluss in der oben erwähnten Einzelkonfiguration des Peripheriebaugruppenrahmens 3C (d. h. ohne Lenkung über den Vermittlungskern 1) den geeigneten Leitungsabschluss bereit, führt er bzw. sie die AAL/ATM-Schichtverarbeitung der empfangenen Daten aus, fügt er bzw. sie zusätzliche Lenkungsinformationen zu der ATM-Zelle hinzu, um in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung einen formatierten Zellenkopfsatz zu erzeugen, und sendet er bzw. sie die formatierten Zellen über den 200-MBit/s-Add-Bus 25 an die Netzknotenkarte 23. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, besitzt die formatierte Zelle der vorliegenden Erfindung sieben zusätzliche Organisationsdatenbytes, die der 53-Byte-Standard-ATM-Zelle vorangestellt sind, um eine formatierte 60-Byte-Zelle zu bilden.
Die Netzknotenkarte 23 multiplexiert und konzentriert die formatierten Zellen von den einzelnen UCS-Karten 21 für die 800-MBit/s-Peripheriebaugruppenrahmen 3C zu einem 800-MBit/s-Zellenstrom, der über den oben erwähnten (nicht gezeigten) eingebetteten Vermittlungskern oder über die Rückschleife 29 zu allen UCS-Steckplätzen an dem gemeinsamen Drop-Bus 27 zurückgeschleift wird. Für andere als 800-MBit/s-Peripheriebaugruppenrahmen kann die Rückschleiffunktion intern in der Netzknotenkarte 23 vorgesehen sein oder nicht. Jede Schnittstellenkarte 21 filtert die Zellen von dem 800-MBit/s-Drop-Bus 27 unter Verwendung der Lenkungsinformationen, die zu dem Zellenkopfsatz hinzugefügt wurden, reiht die Zellen in eine Warteschlange ein, führt an den übertragenen Daten die Verarbeitung der AAL/ATM-Schicht aus und steuert die zugeordneten Leitungsschnittstellen über die Schnittstellenkarte 21 an.
Abgesehen davon, dass der 800-MBit/s-Zellenstrom in der Netzknotenkarte 23 mit einem Code 8B10B (gemäß der Glasfaserkanalnorm FC-1) codiert und in einen seriellen 1 GBaud-Strom umgesetzt wird, der daraufhin über die ISL 5 an den Vermittlungskern 1 gesendet wird, anstatt die Daten über den eingebetteten Vermittlungskern oder die Rückschleife 29 der Netzknotenkarte 23 auf den Drop- Bus 27 zurückzuschleifen, arbeitet das System für den Datenfluss über einen größeren Knoten, der den Vermittlungskern 1 verwendet, auf völlig gleiche Weise wie oben in Verbindung mit einem kleinen Knoten diskutiert wurde. Der Zellenstrom wird vom Vermittlungskern 1 empfangen, und die Zellen in der ISL 5 werden zu den richtigen ISL-Ausgängen des Vermittlungskerns 1 gelenkt.
Die Netzknotenkarte 23 in dem richtigen Peripheriebaugruppenrahmen (z. B. dem Baugruppenrahmen 3C usw.) empfängt über die ISL 5 den Zellenstrom von dem Vermittlungskern 1 und steuert in Reaktion den gemeinsam genutzten 800-MBit/s-Drop-Bus 27 an der Rückwand des Peripheriebaugruppenrahmens an. Wie oben in Verbindung mit der Querverbindung kleinerer Knoten diskutiert wurde, filtert daraufhin jeder UCS, in den eine Schnittstellenkarte 21 eingebaut ist, unter Verwendung der Lenkungsinformationen, die zu dem Zellenkopfsatz hinzugefügt wurden, die Zellen von dem 800-MBit/s-Drop-Bus 27, reiht er die Zellen in eine Warteschlange ein, führt er an den übertragenen Zellen die Verarbeitung der AAL/ATM-Schicht aus und steuert er über die Schnittstellenkarte 21 die zugeordnete Leitungsschnittstelle an.
Die Konfiguration des Add-Busses 25 und des Drop-Busses 27 führt zu einer "Sternbus"-Topologie, die einzigartige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bei der Implementierung eines schnellen Kommunikationssystems schafft. Es ist bekannt, dass eine schnelle Datenübertragung am leichtesten mit Punkt-zu-Punkt-Übertragungsleitungen erreicht wird. Somit werden dadurch, dass der Add-Bus 25 in der vorliegenden Erfindung in mehrere Punkt-zu-Punkt-Teilstrecken aufgeteilt ist, erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Punkt-zu-Mehrpunkt-Architekturen des Standes der Technik (die z. B. doppelt gerichtete Mehrfachverbindungsbusse nutzen) geschaffen. Diese Systeme des Standes der Technik leiden an den folgenden Problemen:

– Übertragungsleitungen mit niedriger Impedanz und unterbrochene Übertragungsleitungen wegen der Kartenbelastung
– schwierige Leitungsabschlüsse
– schnelle Busse erfordern parallele Abschlüsse, die erhebliche Leistung verbrauchen
– die effektive Geschwindigkeit, mit der die Busse arbeiten können, ist durch Faktoren wie etwa die Zuteilung für die Bus-Master-Eigenschaft begrenzt.

Die durch den Add-Bus 25 in der Sternbustopologie der vorliegenden Erfindung geschaffene Punkt-zu-Punkt-Kommunikation überwindet diese Probleme.
Da in der "Drop"-Richtung (d. h. der Drop-Bus 27) alle UCS-Karten 21 alle ankommenden Datenzellen empfangen müssen, wird ein einfach gerichteter Bus 27 verwendet. Da der Bus 27 einfach gerichtet ist, nutzt die Topologie der vorliegenden Erfindung die einfachen Übertragungsleitungs-Abschlussanforderungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zu der 53-Byte-Standard-ATM-Zelle herstellerspezifische Organisationsdateninformationen hinzugefügt, um zu helfen, die Zellen über die Vermittlungseinheit zu lenken. Das Zellenformat der vorliegenden Erfindung wird auf allen Teilstrecken zwischen den verschiedenen Karten des Systems verwendet. Dies umfasst die Teilstrecken von den UCS-Karten zu der Netzknotenkarte 23, die Teilstrecken zu und von dem Vermittlungskern 1 und von der Netzknotenkarte 23 zu den UCS-Karten 21.
Wie oben diskutiert wurde, sind der 53-Byte-Standard-ATM-Zelle in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform sieben Bytes vorangestellt, um eine formatierte 60-Byte-Zelle zu bilden. Die zusätzlichen Kopfsatzinformationen werden dazu verwendet, irgendeinen "Port" an irgendeinem UCS, in den die Schnittstellenkarte 21 eingebaut ist, eindeutig zu adressieren und die Priorität der angefügten ATM-Zelle zu identifizieren. Außerdem werden die zusätzlichen Kopfsatzinformationen dazu verwendet, eine Mehrpunktverbindungsfähigkeit zu unterstützen, wo das Adressenfeld eine Gruppe von UCS-Schnittstellenports identifiziert. Die Verwendung der zusätzlichen Kopfsatzinformationen, die der ATM-Standardzelle vorangestellt sind, ermöglicht eine verbesserte Zellenlenkung gegenüber ATM-basierten Vermittlungssystemen des Standes der Technik. Ungenutzte Bits in dem Kopfsatz können für weitere Steuerfunktionen (z. B. zur Bereitstellung von Signalisierungsinformationen nach Ermessen der Software) verwendet werden.
Wie unten ausführlicher diskutiert wird, gibt es gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wie folgt zwei Zellentypen, die durch die zusätzlichen Kopfsatzinformationen definiert sind: (1) Punkt-zu-Punkt; und (2) Punkt-zu-Mehrpunkt.
Das Senden von Zellen zu einer spezifischen Karte in dem System erfordert, dass die Zellen zu dem Drop-Bus 27 gelenkt werden, mit dem die besondere UCS-Schnittstellenkarte 21 verbunden ist. Daraufhin muss die Karte die für sie bestimmten Zellen von den restlichen auf dem Drop-Bus 27 vorhandenen Zellen filtern.
Wenn eine Zelle an eine besondere UCS-Schnittstellenkarte 21 adressiert ist, wird der Drop-Bus 27, auf den die besondere Karte "hört", als ein "Abschlussbus" bezeichnet (d. h., die Daten auf dem Bus werden nicht zu einem nachfolgenden Bus gelenkt). Wenn eine Zelle dagegen an eine Karte adressiert ist, die Teil der Vermittlungseinheit ist, kann der Bus, auf den diese Karte "hört", ein Zwischenbus sein, dessen Daten zu anderen Bussen gelenkt werden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Definition der Lenkung der Zelle über die Einheit in beiden Fällen völlig gleich. Wie unten anhand von 9 ausführlicher diskutiert wird, ist in jeder UCS-Schnittstellenkarte 21 eine Schaltungsanordnung zum Filtern der Zellen auf dem überwachten Bus vorgesehen, um richtige Zellen zu erkennen, die für die besondere Karte bestimmt sind.
3 veranschaulicht eine formatierte ATM-Zelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zur Implementierung einer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Die Felder, die der ATM-Standardzelle vorangestellt sind, sind unten in Tabelle A definiert.
Es wird angemerkt, dass für alle Felddefinitionen in dieser gesamten Offenbarung angenommen wird, dass die Bits in der Reihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten transportiert werden. In Mehrbitfeldern wird das höchstwertige Bit zuerst transportiert.
Wie in Tabelle A angegeben ist, wird das Kartenadressenfeld zur Auswahl eines Zielelements in einer ISL verwendet. Eine mögliche Definition dieses Felds ist in 5 gezeigt, obgleich andere Adressierungsdefinitionen möglich sind.
Die Übertragungszellen, die Teil einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung sind, erfordern, dass die Zelle zu jedem Drop-Bus 27 gelenkt wird, der eine Karte hat, die Teil der Mehrpunktgruppe ist. Außerdem muss die Zelle eine Mehrpunktverbindungskennung enthalten, die jede Karte prüft, um zu bestimmen, ob die Karte Teil der vorgegebenen Mehrpunktverbindungsgruppe für die Zelle ist. Diese Gruppe kann daraufhin verwendet werden, um zu bestimmen, welche Ports der UCS-Karten die Zelle verwenden sollen (d. h. welche Schnittstellenkarten 21 die Daten empfangen sollen).
Das Zellenformat einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Zelle ist in 4 gegeben. Die Felddefinitionen sind unten in Tabelle D gegeben.
Der Zellenkopfsatz beschreibt eine Anzahl verschiedener Zellentypen, die Datenzellen, Steuerungszellen und RDS-Zellen umfassen. Dies ermöglicht Steuerungs- und RDS-Kommunikationen inband in der Datenvermittlungseinheit auszuführen. Viele Systeme verwenden einen Außerband-Steuerkanal, der die Steuerkarte auf einen spezifischen Einbauplatz in dem System beschränkt. Dass es ermöglicht wird, die Steuerungs- und RDS-Kommunikationen in der Datenvermittlungseinheit inband auszuführen, ermöglicht eine Skalierbarkeit auf sehr hohe Bandbreiten und erhöht die Zuverlässigkeit. Inband-Kommunikationen bedeutet, dass am lokalen Standort keine Spezial-Hardware oder -Software erforderlich ist und das Austesten fern erfolgen kann.
Nunmehr übergehend zu 6 sind die Funktionsblöcke einer repräsentativen UCS-Schnittstellenkarte 21 veranschaulicht. Das in 6 gezeigte erläuternde Beispiel ist eine OC-3/STM-1-Schnittstellenkarte zur Verbindung mit einem Peripheriebaugruppenrahmen 3B, 3C, 3D oder 3E (1). Die Schnittstellenkarten, die zur Implementierung einer schnellen Schnittstelle oder einer 800-MBit/s-Schnittstelle geeignet sind, können unter Verwendung ähnlicher Funktionselemente konstruiert sein, wie sie in 6 gezeigt sind.
Wie oben diskutiert wurde, besteht die Grundfunktion der OC3/STM-1-UCS-Schnittstellenkarte 21 im Transport von ATM-Zellendaten zwischen der Vermittlungseinheit und der SONET/SDH-Netzteilstrecke. Die zum Ausführen dieser Funktion erforderlichen Blöcke können wie folgt identifiziert werden:

(1) Steuerungs-/Status-Block 71;
(2) Synchronisationsblock 73;
(3) Rückwandschnittstellenblock 75;
(4) ATM-Block 76;
(5) SONET/STM-1-Block 77; und
(6) Transportmedium- und Schnittstellenblock 78.

Der Steuerungs-/Status-Block 71 schafft eine Koordination der Schnittstellenfunktionen und stellt über den Rückwandschnittstellenblock 75 eine Knotensteuerungskommunikation her.
Wie unten ausführlicher diskutiert wird, nimmt der Synchronisationsblock 73 eine Systemsynchronisationsreferenz an und/oder erzeugt sie. Dieser Block erzeugt Zeitsteuerungssignale, die für alle Funktionsblöcke der UCS-Karte 71 vorgesehen sind, einschließlich der Bereitstellung von Zeitsteuerungssignalen, durch die die SONET/STM-1-Übertragung vorgegebene Jitter- und Genauigkeitsanforderungen erfüllt, falls sich in der UCS-Karte 21 eine Synchronisationseinheit (SU) befindet.
Der Rückwandschnittstellenblock 75 verarbeitet die speziell formatierten ATM-Zellen (d. h. die ATM-Zellen mit zusätzlichen vorangestellten Bytes), die zu und von der Vermittlungseinheit übertragen werden, und schafft eine Datenintegritätsprüfung, eine Konnektivitätsprüfung und eine Umsetzung der Zellen zwischen den speziell formatierten ATM-Zellen und den ATM-Standardzellen. Die Funktionsanforderungen für diesen Block werden unten anhand von 9 ausführlicher diskutiert.
Der ATM-Block 76 verarbeitet die ATM-Zellen, die zwischen dem Rückwandschnittstellenblock 75 und dem SONET/STM-1-Block 77 übergeben werden, einschließlich der VPI/VCI-Abbildung, der Nutzungsparametersteuerungskontrolle (UPC-Kontrolle) und der Pro-VPI/VCI-Statistiksammlung. Der ATM-Block 76 umfasst einen ATM-Eingangslogikblock 76C, einen ATM-Ausgangslogikblock 76A, eine Eingangs-UPC 76B und eine Eingangsmikroprozessor-Kontextspeicherschnittstelle 76D.
Der ATM- Eingangslogikblock 76C oder der Eingangszellen-Controller (abgekürzt als ICC) schafft die folgende Funktionalität der ATM-Schicht: (1) VPI/VCI-Adressenkompression, (2) Zellenzähler, (3) OAM-Steuerungszellenverarbeitung, (4) OAM-Zellenentnahme und (5) Voranstellen der sieben Kopfsatzoktette zu den ATM-Zellen (3 und 4). Ein 64k × 16-SRAM 1702 stellt für den ICC eine Pro-Verbindungs-OAM-Funktionalität und Pro-Verbindungs-VPI/VCI-Kompressionstabellen bereit.
Es gibt ein in dem ICC 76C befindliches globales Bit, das bei der Initialisierung programmiert wird, um einem internen-Adressenkompressionsblock zu signalisieren, ob die Teilstrecke UNI oder NNI ist. Wenn die Teilstrecke UNI ist, werden eine 8-Bit-VPI und eine 16-Bit-VCI zu 12 Bits komprimiert. Wenn die Teilstrecke NNI ist, werden eine 12-Bit-VPI und eine 16-Bit-VCI zu 12 Bits komprimiert (die hier als ICI bezeichnet werden).
Die resultierende 12-Bit-ICI ermöglicht, dass die OC-3-Karte unter Verwendung irgendeiner VPI und einer VCI in dem Bereich von 0 bis 4095 bis zu 4 k Verbindungen unterstützt.
Wenn eine Zelle empfangen wird, wird die VPI zum Indizieren einer VP-Tabelle verwendet. Das Ergebnis ist ein 16-Bit-Wort, das bestimmt, ob diese VPI freigegeben worden ist und ob sie eine VPC oder eine VCC ist. Falls die Verbindung eine VPC ist, enthält der VP-Tabelleneintrag ebenfalls eine 12-Bit-ICI. Falls die Verbindung eine VCC ist, enthält die VP-Tabelle einen VC-Tabellenzeiger und eine VCI-Maske. Der VC-Tabellenzeiger zeigt auf eine der 17 2-k-VC-Teiltabellen. Die VCI-Maske wird verwendet, um zu bestimmen, wie viele der VCI-Bits zum Indizieren der VC-Teiltabelle verwendet werden. Die Maske muss entweder 11 oder 12 sein. Der OC-3 unterstützt keine anderen Maskenauswahlen. Die ungenutzten VCI-Bits werden mit null verglichen. Falls sie von null verschiedene Werte enthalten, wird die Zelle als ungültig betrachtet, wobei die geeigneten Aktionen stattfinden. Andernfalls enthält der VC-Teiltabelleneintrag eine ICI für die VC-Verbindung.
Wenn die ICI erzeugt worden ist, wird sie verwendet, um in den Kontextspeicher 76D des ICC zu zeigen. Um die Gültigkeit der Verbindung zu überprüfen, wird ein Bit geprüft. Falls es keine gültige Verbindung ist, wird die ICI ignoriert, wird die Eingangs-UPC 76B angewiesen, dass sie eine ungültige Zelle hat, und werden die VPI/VCI-Werte der Verbindung in der Ungültig-Tabelle des ICC-Speichers gespeichert. Falls die Verbindung freigegeben ist, wird die ICI an die Eingangs-UPC 76B übergeben.
Der Speicher, auf den die Eingangs-UPC 76B zugreift, ist der 64 k × 32-Speicher 76F, der an dem Host-Port der Eingangs-UPC liegt. Dieser Speicher stellt für die Eingangs-UPC: UPC-Informationen, eine Pro-Verbindungs-Statistik, NATM-Kopfsatz-Oktette (d. h. interne ATM-Newbridge-Zellenformate in Übereinstimmung mit den Tabellen A und D) und VPI/VCI-Übersetzungsbytes bereit.
Die Kontexttabelle im Speicher 76F enthält 4-k-Datenstrukturen. Jede Datenstruktur repräsentiert Informationen für eine VP- oder VC-Vermittlungsverbindung. Die UPC-Tabelle enthält 1,5 × 4 k- (6-k-)Datenstrukturen, die jeweils die notwendigen Informationen für einen Speicherbereich repräsentieren.
In 76F sind NATM-Kopfsatzregister als Speicherplätze vorgesehen, die die sieben Oktette enthalten, die den NATM-Kopfsatz repräsentieren. Diese Felder sind dem Beginn des Zellenkopfsatzes zur Verwendung in der gesamten Vermittlungseinheit vorangestellt. In diesen Feldern sind Portadressen, ECI (Ausgangsverbindungskennung), MGI (Mehrpunktverbindungsgruppen-Kennung) usw. enthalten.
Der SONET (synchrones optisches Netz)/STM-1-Block 77 passt die von der OC-3/STM-1-Bitübertragungsschicht empfangenen und an sie gesendeten ATM-Zellen an und stellt eine Organisationsdatenverarbeitung für die Abschnitts-, Leitungs-, und Pfadschicht bereit. Außerdem stellt er eine Leitungs- (Ausgangs-) und Diagnose- (Eingangs-) Rückschleifenfähigkeit bereit. Insbesondere stellt der SONET/STM-1-Schnittstellenblock 77 sowohl einen 8-Bit-19,44 MHz-Zugriff als auch einen seriellen 155-MHz-Zugriff auf die Transportmediumschnittstelle 78 und einen 8-Bit-25-MHz-Zugriff auf den ATM-Block 76 bereit. Außerdem sind mehrere serielle Schnittstellen für ein optionales NNI-Modul vorgesehen.
Außerdem stellt der Schnittstellenblock 77 (entweder direkt oder über das NNI-Modul) einen vollständigen Zugriff auf die SONET/STM-1-Rahmungsinformationen bereit und stellt er Empfangs- und Sende-FIFOs (nicht gezeigt) der Tiefe vier für die ATM-Schicht-Schnittstelle 76 bereit. Außerdem grenzt er ATM-Zellen ab und schafft er eine HEC-Prüfung und -Korrektur.
Die Transportmediumschnittstelle 78 stellt eine optische (oder eine Koax-)Schnittstelle, Taktwiedergewinnung und Datenzeitsteuerung zwischen einem optischen Medium 79 wie etwa einem Glasfaserkabel (oder Koaxmedium 79A) bereit. Außerdem stellt die Transportmediumschnittstelle 78 elektrooptische Umsetzungen bereit, die zur Übergabe der ATM-Zellen zu und von der optischen OC-3/STM-1-Teilstrecke erforderlich sind. Die Funktionsanforderungen für den Transportmedium-Schnittstellenblock 78 werden unten ausführlich diskutiert.
Für den Signalfluss in der Ausgangsrichtung überwacht der Rückwandschnittstellenblock 75 den Typ der formatierten ATM-Zellen, wobei er zwischen Daten-, RDS-, Steuerungs- und leeren Zellen unterscheidet. Der Zellentyp ist durch seine NCT- und MT-Bits (siehe 3 und 4) bestimmt.
Die Datenzellen werden über die Rückwandschnittstelle 75 an den ATM-Block 76 übergeben. Die Zieladresse jeder aktiven Zelle wird geprüft, bevor die Zelle an den ATM-Block übergeben wird. Die ATM-Ausgangslogik 76A entfernt von jeder aktiven Zelle die sieben formatierten ATM-Zellen-Kopfsatzoktette, bevor sie sie an die Schnittstelle 77 übergibt. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, werden für jede in der Eingangsrichtung empfangene Zelle vor der Übertragung an die Vermittlungseinheit durch die ATM-Eingangslogik 76C die sieben formatierten ATM-Zellen-Kopfsatzoktette erzeugt und zu ihr hinzugefügt.
Die RDS- und Steuerungszellen werden nicht an den ATM-Block 76 gesendet. Stattdessen werden diese Zellen zur Verwendung durch den Steuerungs-/Status-Block 71 gespeichert. In der Eingangsrichtung werden durch den Steuerungsprozessor 71A RDS- und Steuerungszellen erzeugt und zur Übertragung über die Vermittlungseinheit in den ATM-Eingangszellenstrom eingefügt.
Leere Zellen, die in der Ausgangsrichtung über die Rückwandschnittstelle 75 übergeben werden, werden verworfen. In Eingangsrichtung wird eine Tetrade zu der Zelle hinzugefügt, um den Beginn einer Zelle anzugeben. Wenn keine Zellen an die Vermittlungseinheit zu übertragen sind, bleibt die Teilstrecke im Leerlauf.
In der Ausgangsrichtung werden Mehrpunktverbindungszellen empfangen und zum Nachschlagen eines Freigabebits in einer Mehrpunktverbindungs-Nachschlagtabelle verwendet (die unten anhand von 10 ausführlicher diskutiert wird). Falls eine Übereinstimmung auftritt, werden die Zellen angenommen; andernfalls werden sie verworfen. Außerdem werden Punkt-zu-Punkt-Zellen in der Ausgangsrichtung empfangen und mit einem Paar Filterregister verglichen (das unten anhand der 12 und 13 ausführlicher diskutiert wird). Damit die Zellen angenommen werden, ist eine genaue Übereinstimmung erforderlich. Andernfalls werden die Zellen verworfen.
Zellen, die in der Ausgangsrichtung übergeben werden, werden in einer von vier Prioritätswarteschlangen angeordnet. Das CLP-Verwerfen kann freigegeben sein und wird ausgeführt, wenn ein programmierbarer Verwurtschwellenwert erreicht oder überschritten ist. Diese Warteschlangen schaffen außerdem eine Vorwärtsstauungsbenachrichtigung, falls dies über das PTI-Bitfeld des ATM-Kopfsatzes freigegeben ist. Die in die Rückwandschnittstelle 75 (die unten anhand von 9 ausführlicher diskutiert wird) integrierte ASIC schafft eine Statistik für die Anzahl der ankommenden Zellen (16 Bits); für die Anzahl der verworfenen Zellen CLP = 0 (16 Bits); für die Anzahl der verworfenen Zellen mit CLP = 1 (16 Bits) und für die Anzahl der gestaut ankommenden Zellen (16 Bits). Außerdem sind Statusmerker für volle und leere Warteschlangen; für den Verwurfzustand und für den gestauten Zustand verfügbar.
Außerdem schafft die Rückwandschnittstelle 75 eine Vielzahl von Wartungsmerkmalen. Zunächst kann der Steuerungsprozessor 71A dadurch, dass er Ungültig-Punkt-zu-Punkt-Filter für den Zellenvergleich definiert, falsche Zieladressen der in der Ausgangsrichtung über die Rückwandschnittstelle 75 geleiteten Zellen erfassen. Außerdem kann für den Schleifeneingangspfad, der in den Rückwandschnittstellenblock 75 eintritt, zu dem Ausgangsdatenpfad, der den Rückwandblock verlässt, eine Rückschleifenfunktion vorgesehen sein. Dies schafft eine Einrichtung für den Test des ATM-Blocks 76 und des SONET/STM-1-Blocks 77 während der Einschaltdiagnose.
Um die Verbindungen zu initialisieren und "durchzureißen", muss der Steuerungs/Status-Mikroprozessor 71A auf den Speicher 1702 zugreifen. Anstatt eine Zweiport-Speicherstruktur zu verwenden, steuert der ICC 76C den Speicher direkt. Jedes Mal, wenn der Mikroprozessor 71A Zugriff auf den Speicher benötigt, teilt er dem ICC mit, was er tun möchte, wobei der ICC anstelle des Mikroprozessors 71A die erforderlichen Befehle ausführt. Auf diese Weise weiß der ICC 76C, wann er den Speicher während einer Zellenzeit nicht nutzt, wobei er diese Zeit für die Mikroprozessorschnittstelle 1703 zuordnen kann.
Außerdem kann die Rückwandschnittstelle 75 bestimmte Alarmbedingungen erklären. Wie oben diskutiert wurde, ist mittels verdoppelter Drop-Busse in jedem Peripheriebaugruppenrahmen 3A, 3C usw. eine Redundanz vorgesehen. Jeder der zwei Drop-Busse stellt einen Taktverlustindikator für die von der Vermittlungseinheit kommenden Ausgangszellen bereit. Ein Hardware-Indikator ist aktiv, wenn auf dem Schnittstellentakt 140 Nanosekunden kein Übergang erfasst worden ist. Diese Zeit ist von 14 Taktzyklen des C-100-M-Takts abgeleitet, der von der unten anhand von 9 diskutierten ASIC genutzt wird. Die UCS-Karten-Software überwacht ATM-Empfangstaktfehler für die redundanten ATM-Vermittlungseinheiten. Die UCS-Karten-Software stellt eine Alarmangabe bereit, wenn dieser Fehler an der aktiven ATM-Schnittstelle alarmiert wird.
Außerdem überwacht die UCS-Karten-Hardware den Pegel der vier Warteschlangen für die von der Vermittlungseinheit empfangenen Ausgangszellen. Falls sich der Puffer füllt, wird das Ereignis gezählt und als ein Statistikwert gesammelt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die ATM-Zellenverarbeitung mittels eines Paars anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs) in dem Vermittlungskern 1, in den Netzknotenkarten 23 und in den UCS-Karten, in die die Schnittstellenkarten 21 eingebaut sind, ausgeführt. Die erste ASIC zur Ausführung einer Zweizweck-Vermittlungsfunktion ist in 7 gezeigt. In einer Anwendung wird die Schaltung aus 7 in den Netzknotenkarten 23 der Zugriffsbaugruppenrahmen 3B usw. verwendet, um die 200-MBit/s-Daten auf dem Add-Bus 25 zu einem einzigen 800-MBit/s-Zellenstrom zum Anlegen an die Gestellreihenverbindungen 5 zu multiplexieren. In der zweiten Anwendung wird die Schaltung aus 7 in dem Vermittlungskern 1 zum Filtern (d. h. zum Vermitteln) eines Paars von 800-MBit/s-Eingangszellenströmen zu einem einzelnen 800-MBit/s-Ausgangsstrom genutzt. Der 800-MBit/s-Ausgangsstrom kann von mehreren zusätzlichen ASICs der in 7 gezeigten Form gemeinsam genutzt werden, um in der Vermittlungseinheit eine Filterung (d. h. Vermittlung) derselben 800-MBit/s-Ausgangsteilstrecke von den mehreren Eingangsteilstrecken zu schaffen.
In der "Multiplexbetriebsart" empfangen sechs Eingangsprozessoren 81 jeweils 200-MBit/s-Signalströme von den jeweiligen UCS-Karten, in die die Schnittstellenkarten 21 eingebaut sind. Somit kann unter Verwendung von zwei der Vermittlungs- und Multiplexierungsschaltungen aus 7 die gewünschte Funktionalität der Netzknotenkarte 23 zur Konzentration von zwölf 200-MBit/s-Zellenströmen, die durch den Add-Bus 25 transportiert werden, zu einem einzigen gemeinsam genutzten 800-MBit/s-Ausgangsstrom implementiert werden. Jeder 200-MBit/s-Eingangsdatenstrom wird über einen jeweiligen Prozessor 81 zur Zellenabgrenzung und zur CRC-Prüfung verarbeitet. Die Add-Bus-Teilstrecken 25 von den UCS-Karten zu der Netzknotenkarte 23 bestehen lediglich aus einer Datentetrade (d. h. aus 4 Bits) und aus einem Taktsignal, so dass die Zellenabgrenzung auf, der Grundlage eines einfachen Algorithmus, der Zellen erkennt, denen eine eindeutige Zellenstarttetrade vorausgeht, oder einer anderen geeigneten Technik ausgeführt werden kann.
Jeder der Formatumsetzer/Multiplexer 83 sammelt die drei vom Prozessor 81 ausgegebenen 200-MBit/s-Ströme und setzt sie zur Weiterverarbeitung durch einen Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85 in einen einzigen 800-MBit/s-Eingangsstrom um. Der Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85 wird unten anhand von 8 ausführlicher diskutiert. Ein Paar Multiplexer 86 wählt entweder den 800-MBit/s-Eingang (Vermittlungsbetriebsart) oder die drei 200-MBit/s-Zellenströme, die von dem Formatumsetzer/Multiplexer 83 ausgegeben werden (Multiplexbetriebsart) zur Eingabe in den Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85 aus. Somit bietet das System ausreichend Flexibilität, dass einer der 800-MBit/s-Eingänge in den Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85 als drei 200-MBit/s-Eingänge konfiguriert ist (d. h. die Multiplexbetriebsart), während der andere 800-MBit/s-Eingang als ein direkter 800-MBit/s-Eingang konfiguriert ist (d. h. Vermittlungsbetriebsart).
Der Steckplatzüberwachungs-FIFO 87 schafft eine Mikroprozessorschnittstelle zur "Überwachung" eines spezifischen 200-MBit/s-Eingangs oder eines spezifischen 800-MBit/s-Eingangs von den Multiplexern 86. Die Schaltung aus 7 erfasst eine Zelle von der richtigen Eingangsteilstrecke, wenn dies über den Mikroprozessorport angewiesen wird. Daraufhin liest der Mikroprozessor direkt die vollständige formatierte 60-Byte-ATM-Zelle vom FIFO 87.
Anhand von 8 ist der Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85, der die 800-MBit/s-Verarbeitungsblöcke 91 enthält, die die Takterfassungs-, die Teilstreckenabschluss-, die CRC-Prüfungs- und die Zellenfilterungsfunktion ausführen, ausführlicher gezeigt. Wenn von den drei 200-MBit/s-Eingängen ein 800-MBit/s-Eingangsstrom an den Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern 85 geliefert wird (d. h. Multiplexbetriebsart), wird die Zellenfilterungsfunktion des Prozessors 91 typisch gesperrt. Dies ermöglicht, alle Zellen in den Eingangsströmen in die Warteschlange einzureihen. Gemäß den 200-MBit/s-Eingängen kann das Eintreten der jeweiligen Zellen jedes 800-MBit/s-Eingangs in den Warteschlangenspeicher 93 freigegeben oder gesperrt werden.
Der Speichermanager 95 steuert vier Zellenwarteschlangen im Speicher 93, um insgesamt 256 Zellen Warteschlangenraum bereitzustellen, die zwischen den vier Warteschlangen flexibel zugeordnet werden können. Der Speichermanager 95 bearbeitet die in den vier Warteschlangen enthaltenen Daten, um jede Zelle in Übereinstimmung mit allen Aspekten des ATM-Zellenkopfsatzes einschließlich der CLP-Verwurfbenachrichtigung und der PTI-Staubenachrichtigung zu verarbeiten.
Eine Zuteilungssteuerung 97 schafft für einen (nicht gezeigten) externen Zuteilen Informationen über den momentanen Zustand der Zellenwarteschlangen. Wenn mehrere Schaltungen dieselbe 800-MBit/s-Ausgangsteilstrecke gemeinsam nutzen, muss der externe Zuteiler entscheiden, welche Schaltungsquelle die nächste Zelle ist und mit welcher Priorität. Die Zuteilungssteuerung 97 stellt für den externen Zuteiler alle erforderlichen Informationen bereit, die zur Implementierung irgendeines Warteschlangenbedienungsalgorithmus erforderlich sind, der heruntergeladen werden kann und zu irgendeinem Zeitpunkt rekonfigurierbar ist.
Wie unten ausführlicher diskutiert wird, erzeugt der Ausgabeformatierer 98 eine formatierte 800-MBit/s-Teilstrecke in Form einer "Superzelle" (und setzt die richtige Prioritätszelle ein, wenn dies durch den externen Zuteiler angewiesen wird).
Der Einfüge-FIFO 99 ist vorgesehen, um zu ermöglichen, dass auf der 800-MBit/s-Ausgangsteilstrecke Steuerungs- und Echtzeitentwicklungssystem-(RDS-)Zellen übertragen werden. Einzelheiten der RDS-Funktionalität werden unten gegeben. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, schafft die Schnittstellenschaltung aus 9 eine Standard-RDS- und -Steuerungsschnittstelle für den lokalen Mikroprozessor. Die Schaltung aus 7 schafft eine Schnittstelle für die Schaltung aus 9 zum Übertragen dieser Steuerungs-/RDS-Zellen an den 800-MBit/s-Ausgangsport. Die 800-MBit/s-Eingangsprozessoren 91 enthalten mehrere Register, die zur Zellenfilterung verwendet werden. Genauer wird unter Verwendung interner "Masken-" und "Wert "Register, mit denen die Eingangswerte verglichen werden können und mit denen sie übereinstimmen müssen (während sie alternativ maskiert werden), damit eine Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Zelle von der 800-MBit/s-Schnittstelle in eine interne Warteschlange eintritt, eine Punkt-zu-Punkt- und Punkt-zu-Mehrpunkt-Zellen-Filterung ausgeführt. Diesbezüglich wird die gesamte Zellenfilterung in dem System der vorliegenden Erfindung über Mustervergleich durchgeführt.
Bevor zu 9 übergegangen wird, wird hier eine kurze Beschreibung der RDS-Funktionalität (Echtzeitentwicklungssystem-Funktionalität) des ATM-Vermittlungs systems gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.
Das RDS wird in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung umfassend zur Entwicklung und zum Austesten von Software verwendet. Das Austesten kann in einem Bereich von Umgebungen von einem Entwicklungslabor bis zu einem Kundenstandort stattfinden, wo es in der Einsatzausrüstung verwendet werden kann, ohne dass es sich auf Dienst- oder Kundendaten auswirkt. Wie unten diskutiert wird, arbeitet die RDS-Funktion der vorliegenden Erfindung in einer Ereignisbetriebsart und in einer Befehlsbetriebsart.
RDS-Ereignisse werden zur Entwicklungszeit in die tatsächliche Software eingebettet und aus zwei Gründen in den meisten Fällen nachfolgend nicht entfernt: (1) die Ereignisse können bei der Verfolgung nachfolgender Probleme helfen, (2) sie zu entfernen, würde die Echtzeitausführung des Codes beeinflussen, was echte Funktionswirkungen haben kann, selbst wenn der Code so entwickelt worden ist, dass er gegenüber der Ausführungsgeschwindigkeit nicht empfindlich ist.
Ein RDS-Ereignis ist einfach eine Menge von Schreibvorgängen an einen RDS-Ereignisport, die an wichtigen Software-Schnittstellen und Punkten von Interesse in die Software eingebettet sind. Die Daten, die an den Port geschrieben werden, umfassen eine Ereigniskennung und eine Folge veränderlicher Länge von Datenbytes, die definieren, welches Software-Ereignis auftritt. Dies ist konzeptionell ähnlich dem Einsetzen einer "Druck"-Anweisung in die Software, um anzugeben, dass dieser Codeabschnitt ausgeführt wird, und dem Verwenden der Druckdaten, um genau anzugeben, was geschieht.
In dem ATM-Vermittlungssystem werden durch nahezu alle Prozessoren in dem System RDS-Ereignisse erzeugt und die Ereignisdaten zusammen mit Steuermitteilungsübermittlungs- und Kundendaten in der ATM-Vermittlungseinheit angeordnet. Um die Menge der in der ATM-Vermittlungseinheit verbrauchten Bandbreite zu verringern, enthält die ASIC (9) ein Hardware-Filter, das RDS-Ereignisse auf der Grundlage der Ereigniskennung verwerten kann. Im Normalbetrieb des ATM-Vermittlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden alle durch alle Prozessoren in dem System erzeugten Ereignisse unter Verwendung des Hardware-Filters der ASIC in 9 verworfen.
Die Ereignisse können durch Ändern des Zustands dieser Hardware-Filter an der Vermittlungseinheit freigegeben werden. Dies kann für jede Schnittstellen-ASIC (9) in dem System und für jedes der 256 Ereignisse, die die ASIC unterstützt, wahlweise erfolgen. Dies ermöglicht, unter Kenntnis der RDS-Ereignisse in dem System wahlweise Ereignisse freizugeben, um bei der Diagnose der Probleme zu helfen.
RDS-Ereignisse können auf einem VT100-Terminal oder auf einer Workstation angezeigt werden. Allgemein ist zur Filterung der RDS-Ereignisse aus der Vermittlungseinheit und zu ihrer Formatierung zur Anzeige auf dem VT100 oder der Workstation eine Zusatzkarte in das System eingebaut. Die ATM-Zellen, die die RDS-Ereignisdaten transportieren, geben die Quelladresse an, wobei unter Verwendung dieser Kenntnis, der Ereigniskennung und der Ereignisdaten Text, der dem Ereignis entspricht, das in der Software aufgetreten ist, formatiert und auf dem VT100-Terminal oder auf der Workstation angezeigt werden kann. Die Steuerkarte des ATM-Vermittlungssystem kann die RDS-Ereigniszellen ebenfalls filtern und zur Anzeige formatieren. Dies ermöglicht das Fern-Austesten eines Einsatzsystems, da der Zugriff auf diese Steuerkarte über das Netz verfügbar ist.
Da die Ereignisse in dem Code verbleiben, sind die Prioritäten des Codeentwurfs, die Größe des Ereigniscodes minimal zu halten, die Verarbeitungslast der Ereigniserzeugung minimal zu halten sowie sicherzustellen, dass in dem Code die richtigen Ereignisse sind, die die Diagnose von Problemen und die Einsicht in den Betrieb des Systems ermöglichen.
Wie oben anhand der 3 und 4 diskutiert wurde, sind die Inhalte des Kopfsatzfelds der Zelle einschließlich der ATM-Kopfsatz-VCI/VPI-Felder vollständig programmierbar. Das CRC-Kopfsatzschutzfeld wird automatisch berechnet und in den Zellenkopfsatz eingefügt, wobei für eine RDS-Quelladresse ein Zweibytefeld vorgesehen ist, das durch das empfangende Ende zu verwenden ist, um die Quelle der Zelle zu identifizieren. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, ist in der Schnittstellen-ASIC aus 9 ein adressumgesetzter Satz von Registern vorgesehen, die die Felder der Zellenkopfblöcke speichern. Dies ermöglicht, jedes Mal, wenn eine kleine Änderung (z. B. Prioritätsänderungen) erforderlich ist, Änderungen an den Abschnitten des Kopfsatzfelds vorzunehmen, ohne dass der gesamte Kopfsatz neu geschrieben wird. Mit der Steuerung über die ATM-VCI/VPI-Felder können Ereigniszellen als echte ATM-Zellen direkt aus dem Vermittlungssystem zu einem Ziel außerhalb des Knotens gelenkt werden, ohne dass sie durch den Steuerkomplex oder eine RDS-Karte weitergeleitet werden. Dieses Merkmal ermöglicht, Ereigniszellen unter der Annahme, dass eine Verbindung zu dem Netz verfügbar ist, direkt zu einem fernen Austest-Ort zu übertragen. Allerdings wird angemerkt, dass die vorangestellten Bytes der 3 und 4 (einschließlich der NCT-Bits) verloren gehen, wenn die Zelle den Knoten verlässt, wobei diese Informationen üblicherweise aber nicht benötigt werden, wenn die empfangende Entität lediglich RDS-Ereigniszellen erwartet.
In der Befehlsbetriebsart wird das RDS verwendet, um die Prozessoren in dem System dadurch aktiv auszutesten, dass ein Austesten auf der Quell- und Assemblerebene sowie Speicher-Leseoperationen und Speicher-Schreiboperationen zugelassen werden. Gemäß dieser Betriebsart erzeugt ein Host eine oder mehrere RDS-Befehlszellen, die jeweils eine Befehlskennung und eine veränderliche Längenkennung umfassen, um den Befehl für ein Zielsystem zu definieren. Das Zielsystem reagiert dadurch, dass es eine RDS-Ereigniszelle, die die Ergebnisse enthält, an den Host zurückgibt. Die Befehle sind sehr einfach (z. B. lies den Speicher an einer gegebenen Adresse, schreib mit gelieferten Daten an eine gegebene Adresse in den Speicher, identifiziere den Zielprozessortyp, gib die Werte der Zielprozessorregister zurück usw.). Unter Verwendung dieser einfachen Befehlsoperationen kann das Host-System eine fortgeschrittene Funktionalität wie etwa ein Austesten auf der Quellebene, ein Austesten auf der Assemblerebene, das Einfügen eines Unterbrechungspunkts und eine Stapelverfolgung usw. konstruieren.
Wenn durch eine Schnittstellen-ASIC (d. h. durch die in 9 gezeigte ASIC) eine RDS-Befehlszelle aus der Rückwand herausgefiltert wird, ordnet sie die Zelle in einer Warteschlange an und erzeugt sie eine nicht maskierbare Unterbrechung mit hoher Priorität für den Zielprozessor in der zugeordneten Karte. Die Verwendung einer nicht maskierbaren Unterbrechung ermöglicht, dass das RDS-System in der Befehlsbetriebsart den Zielprozessor zuverlässig unterbricht, so dass unter Verwendung des RDS sogar andere Unterbrechungsbehandler in der Karte ausgetestet werden können.
Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sowohl RDS-Befehlszellen als auch RDS-Ereigniszellen mit dem ATM-Standardzellenformat in Übereinstimmung stehen, können diese Zellen über ein ATM-Netz übertragen werden, so dass ein RDS-Host-Prozessor einen Zielprozessor durch Betrieb in einer Fernbe triebsart fern austesten kann. Die Eingangsschnittstellen-Schaltungsanordnung (6) des Systems, das den Zielprozessor enthält, veranlasst, dass der Zellentyp (NCT) für RDS-Befehlszellen, die an dem VP/VC ankommen (6), auf einen RDS-Befehl eingestellt wird.
Nunmehr übergehend zu 9 wird ein Funktionsblockschaltplan der Schnittstellen-ASIC gegeben, die die für irgendeine Karte als Schnittstelle mit der Vermittlungseinheit erforderlichen ATM-Rückwandfunktionen ausführt. Die Schaltung aus 9 ist an sich für irgendeine Schnittstellen-, Netzknoten- oder Vermittlungskarte, die ATM-Zellen über das System sendet und empfängt, wie etwa für die oben anhand von 6 diskutierte UCS-Schnittstellenkarte 21 vorgesehen.
Um Zellen in die Vermittlungseinheit zu senden, stellt die Schaltung aus 9 eine Empfangsteilstrecken-Schnittstelle 100 in Form einer extern zeitgesteuerten Schnittstelle für formatierte ATM-Zellen, die auf dem Add-Bus 25 übertragen werden sollen, bereit. Obgleich die maximale Add-Bus-Rate wie oben diskutiert 200 MBit/s ist, arbeitet diese Empfangsteilstrecken-Schnittstelle 100 mit maximal 400 MBit/s.
Die über die Empfangsteilstrecke 100 von einer UCS-Karte (oder von einer anderen Karte) empfangenen vollständig formatierten ATM-Zellen werden über die Add-Bus-Schnittstelle/Kopfsatzsicherung 101 zusammen mit einem eingefügten CRC-8-Byte in dem ATM-HEC-Feld an den Add-Bus 25 angelegt. Wie oben anhand von 6 diskutiert wurde, setzt die UCS-Karte unter Verwendung der in den 3 und 4 gezeigten Kopfsatzfelder mit Ausnahme für das CRC-8-Byte vollständig formatierte Zellen zusammen. Das CRC-8-Byte deckt die Organisationsdaten des siebenten Oktetts (d. h. Bytes) sowie die vier verbleibenden Oktette des ATM-Standardkopfsatzes ab.
Über die FIFOs 102 und 104 können an den Add-Bus 25 Steuerungszellen und RDS-Zellen angelegt werden, auf die über eine Mikroprozessorschnittstelle 106 zugegriffen werden kann.
Die Schaltung aus 9 schafft für jeden der redundanten Drop-Busse 27 eine getrennte Schnittstelle. Die Schaltung überwacht über die Drop-Bus-Rahmungs-/CRC-Prüfschaltungen 108 für jeden Drop-Bus 27 in allen Zellen auf einen Verlust des Takts und auf CRC-Fehler. Die von den Schaltungen 108 ausgegebe nen Signale werden bei 110 multiplexiert und an ein Empfangszellenfilter 112 angelegt.
Daraufhin werden die empfangenen Zellen von der aktiven Einheit über das Empfangszellenfilter 112 gefiltert, um zu bestimmen, welche Zellen an die zugeordnete Schnittstellenschaltung 21 adressiert sind. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, werden die Steuerungs-/RDS-Zellen und die Anwenderdatenzellen unter Verwendung des im Voraus definierten Kartenadressenfelds (d. h. des vierten Bytes in dem Punkt-zu-Punkt-Zellenformat aus 3) gefiltert, um die Schnittstellenkartenredundanz zu ermöglichen. Mehrpunktverbindungszellen werden gegenüber Einträgen in einer externen 64-k-Verbindungs-Mehrpunktverbindungs-Nachschlagtabelle 116 überprüft, die unten ebenfalls ausführlicher diskutiert wird.
Übergehend zu 10 ist der durch das Filter 112 ausgeführte Empfangszellen-Filterungsprozess ausführlicher gezeigt. Beim Empfang einer formatierten ATM-Zelle (Schritt 124) werden leere Zellen identifiziert und verworfen (Schritt 126). Die Identifizierung der leeren Zellen wird durch Prüfen des MT-Bits in dem ersten Oktett des formatierten ATM-Kopfsatzes ausgeführt. Nachfolgend wird das Pt-Pt-Bit abgefragt, um zu bestimmen, ob die ATM-Zelle für eine Punkt-zu-Punkt- oder für eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Adressierung formatiert ist (Schritt 128). Daraufhin wird die Adressenfilterung in den Mehrpunktverbindungs- und in den Punkt-zu-Punkt-Abschnitt aus 10 aufgeteilt.
Für Mehrpunktverbindungszellen wird das Mehrpunktverbindungsgruppen-Kennungsfeld verwendet, um ein Freigabebit in einer Mehrpunktverbindungs-Nachschlagtabelle (MCLT) nachzuschlagen, die in einem unten ausführlicher diskutierten externen RAM 116 gespeichert ist. Falls eine Übereinstimmung auftritt (Schritt 130) wird die Zelle angenommen. Andernfalls wird die Zelle verworfen (Schritt 127). Daraufhin werden angenommene Zellen gemäß dem Newbridge-Zellentyp (NCT-Feld) in dem Kopfsatz sortiert (Schritt 132).
Kurz übergehend zu 11 ist in Verbindung mit der unten stehenden Tabelle E der Mehrpunktverbindungszellen-Sortierschritt 132 ausführlicher gezeigt.
TABELLE E
Beim Empfang einer Mehrpunktverbindungszelle (Schritt 134) werden die NCT-Bits analysiert, um einen RDS-Befehl, Anwenderdaten und ein Steuerungs- oder RDS-Ereignis zu identifizieren (Schritt 136). In Reaktion darauf wird das Sortieren auf der Grundlage der Zelle, die entweder als eine RDS-Zelle (Schritt 138), als eine Steuerungszelle (Schritt 140) oder als eine Anwenderdatenzelle (Schritt 142) identifiziert wird, fortgesetzt.
Zurückkehrend zu 10 werden daraufhin die identifizierten RDS-Zellen, Steuerungszellen und Anwenderdatenzellen, wie durch die Schritte 144, 146 und 148 dargestellt ist, durch das Filter 112 angenommen.
Für Punkt-zu-Punkt-Zellen wird das Kartenadressenfeld des erweiterten ATM-Kopfsatzes mit den Inhalten zweier im Folgenden als F1 und F2 bezeichneter interner Filterregister verglichen. Bevor davon ausgegangen wird, dass eine Zelle die Filterungsfunktionen bestanden hat, ist eine genaue Übereinstimmung mit den Filterregisterinhalten erforderlich. Zellen, die nicht an F1 oder F2 angepasst sind, werden verworfen (Schritte 150, 152 und 127).
Bevor Steuerungszellen angenommen werden, kann es erforderlich sein, dass sie an F1, F2 oder entweder F1 oder F2 angepasst sind. Die Anwenderdatenzellen werden durch eine völlig gleiche Stufe geschickt. Dies ermöglicht, dass die Steuerungszellen aus einer Adresse, z. B. aus der physikalischen Kartenadresse, herausgefiltert werden und dass die Anwenderdatenzellen aus anderen Adressen, z. B. aus der physikalischen Kartenadresse der redundanten Karte, herausgefiltert werden. Außerdem ermöglicht dies, dass die Anwenderdatenzellen (und/oder die Steuerungszellen) entweder aus F1 oder aus F2 herausgefiltert werden. Dies ermöglicht, dass Zellen, die für eine Karte eines redundanten Paars adressiert sind, von beiden angenommen werden. Es werden lediglich RDS-Zellen der Anpassung an F1 angenommen.
Einzelheiten der Sortier- und Filterprozedur für an F1 und F2 angepasste Punktzu-Punkt-Zellen sind in 12 bzw. 13 gezeigt.
Wenn eine Punkt-zu-Punkt-Zelle an F1 angepasst ist (Schritt 150), wird sie durch die erweiterten ATM-Kopfsatzinformationen sortiert (Schritt 154). Anhand von 12 wird beim Empfang der Punkt-zu-Punkt-Zelle (PP-Zelle) (Schritt 156) unter Verwendung der oben in Tabelle E dargestellten Kriterien der Newbridge-Zellentyp identifiziert (Schritt 158). RDS-Befehlszellen werden angenommen (Schritt 160). Steuerungszellen und RDS-Ereigniszellen werden angenommen, falls das Steuerungsfilter-Auswahlfeld (CFS[1:0]) in einem internen Filterauswahlregister des Filters 112 zur Annahme von von F1 durchgelassenen Zellen programmiert ist. Das CSF-Bitfeld ist unten in Tabelle F gezeigt. Somit werden Steuerungs- und RDS-Ereigniszellen angenommen, falls das CSF-Bitfeld "10" oder "11" ist (Schritte 162 und 164).
TABELLE F
Anwenderdatenzellen werden angenommen, falls das Anwenderfilter-Auswahlfeld (UFS[1 :0]) in dem Filterauswahlregister zur Annahme von Zellen, die von F1 durchgelassen wurden, programmiert ist (Schritte 166 und 168). Das UFS-Bitfeld ist unten in Tabelle G gezeigt. Somit werden Anwenderdatenzellen angenommen, falls das UFS-Bitfeld "10" oder "11" ist. Falls entweder eine Steuerungszelle oder eine Anwenderdatenzelle entweder von F1 oder von F1 + F2 nicht durchgelassen wird, wird die Zelle verworfen (Schritt 170).
TABELLE G
Wenn eine Punkt-zu-Punkt-Zelle (PP-Zelle) an F2 angepasst ist (Schritt 152), wird sie gemäß den erweiterten ATM-Kopfsatzinformationen sortiert (Schritt 171). Anhand von 13 wird beim Empfang der Punkt-zu-Punkt-Zelle (PP-Zelle) (Schritt 172) unter Verwendung der in Tabelle E oben dargestellten Kriterien der Newbridge-Zellentyp identifiziert (Schritt 174). RDS-Befehlszellen werden verworfen (Schritt 176). Steuerungszellen und RDS-Ereigniszellen werden angenommen, falls das Steuerungsfilter-Auswahlfeld (CFS[1:0]) in dem internen Filterauswahlregister des Filters 112 zur Annahme von Zellen, die von F2 durchgelassen wurden, programmiert ist. Das CFS-Bitfeld ist oben in Tabelle F gezeigt. Somit werden Steuerungs- und RDS-Ereigniszellen angenommen, falls das CFS-Bitfeld "01" oder "11" ist (Schritte 178 und 180).
Anwenderdatenzellen werden angenommen, falls das Anwenderfilter-Auswahlfeld (UFS[1:0]) in dem Filterauswahlregister zur Annahme von Zellen, die von F2 durchgelassen wurden, programmiert ist (Schritte 182 und 184). Das UFS-Bitfeld ist unten in Tabelle G gezeigt. Somit werden Anwenderdatenzellen angenommen, falls das UFS-Bitfeld "01" oder "11" ist. Falls entweder eine Steuerungszelle oder eine Anwenderdatenzelle entweder von F2 oder von F1 + F2 nicht durchgelassen wird, wird die Zelle verworfen (Schritt 176).
Die Schnittstellen-ASIC aus 9 speichert die Mehrpunktverbindungs-Nachschlagtabellen in demselben externen RAM 116, der für den Warteschlangenspeicher verwendet wird. Für diesen Zweck ist der erste 2 k × 32-Block des Speichers von der Adresse 0 bis 800 Hex reserviert. Wenn eine Mehrpunktverbindungszelle ankommt, werden die Nachschlagtabellen verwendet, um zu bestimmen, ob die Mehrpunktverbindungsgruppe für die besondere Karte bestimmt ist. Um dies auszuführen, wird die 16-Bit-Mehrpunktverbindungsgruppen-Kennung in dem erweiterten ATM-Kopfsatz der Zelle zum Adressieren eines einzelnen Bits des Mehrpunktverbindungsblocks des externen Speichers verwendet. Die 16-Bit-Ken nung wird in eine 11-Bit-Adresse zum Zugreifen auf den 2-k-Block des externern Speichers und in eine 5-Bit-Kennung zum Auswählen, welches Bit des 32-Bit-breiten Datenworts zu wählen ist, übersetzt. Dieses Bit, ein Ja/Nein-Indikator der Gültigkeit der Mehrpunktverbindungszelle für diese ASIC, wird bei der Verarbeitung ankommender Zellen verwendet. Eine "0" in dem Speicherplatz gibt an, dass die Mehrpunktverbindungszelle gültig ist, während eine "1" angibt, dass die Mehrpunktverbindungszelle ungültig ist. Wenn kein externer RAM 116 verwendet wird (was in der Umgehungsbetriebsart auftreten kann), können die Datenanschlussstifte des Controllers 118 des externen RAM auf einen logisch hohen Pegel (z. B. auf den "1"-Pegel) gezogen werden, so dass alle Mehrpunktverbindungszellen außerhalb des internen Nachschlagbereichs verworfen werden. Alternativ können die Datenanschlussstifte in der Weise verdrahtet werden, dass sie einen logisch tiefen Wert (d. h. den "0"-Wert) darstellen, wenn ein Mehrpunktverbindungs-"Lesen" ausgeführt wird, so dass alle Zellen angenommen werden.
Für die Verwendung einer Schnittstellen ASIC ohne externen RAM 116 wird ein internes Nachschlagmerkmal geliefert. Die obersten 32 Bits des Mehrpunktverbindungsblocks des externen Speichers werden transparent auf einen internen 32-Bit-Speicher abgebildet. Dies gibt für Karten, die keinen externen RAM haben, eine Teilmenge der Mehrpunktverbindungsfähigkeiten frei. Der Anwenderzugriff des internen 32-Bit-Felds ist transparent; der Mikroprozessor greift auf es zu, als ob es im externen RAM wäre. Die 32 Bits des externen RAM werden dauerhaft abgebildet.
Daraufhin werden die Empfangszellen, die durch das Empfangszellenfilter 112 gefiltert worden sind, über den Warteschlangenmanager 114 an die bestimmten Empfangswarteschlangen gesendet. Anwenderdatenzellen werden über eine 1,5-GBit/s-Speicherschnittstelle 118 in eine Warteschlange im externen Speicher 116 eingereiht. Der Warteschlangenmanager 114 der bevorzugten Ausführungsform unterstützt bis zu 4096 Zellen des externen Speichers. RDS-Befehlszellen werden für den Zugriff über den Prozessorport 106 an die RDS-Zellen-FIFOs 104 gesendet. Steuerungszellen und RDS-Ereigniszellen werden für den Zugriff über den Prozessorport 106 an den internen Sechzehn-Zellen-FIFO 102 gesendet. Der Betrieb und der Fluss der RDS-Befehlszellen, Steuerungszellen und RDS-Ereigniszellen werden unten ausführlicher diskutiert.
Die Empfangswarteschlangeneinreihung für die Sendeteilstrecken-Schnittstelle 120 kann umgangen werden (d. h., der Warteschlangenmanager 114 kann für Empfangszellen gesperrt werden). Dies ermöglicht, dass die Schaltung aus 9 als Empfangszellenfilter für eine Warteschlangen-Einreihvorrichtung für externe Zellen wirkt. Allerdings werden die RDS- und Steuerungszellen dennoch an die internen FIFOs 102 und 104 gesendet, falls dies freigegeben ist.
Schließlich werden die Empfangszellen gemäß der Steuerung von einem externen Takt (TXLINKCLK) aus der Sendeteilstrecken-Schnittstelle 120 gesendet.
Die Schaltung aus 9 bedient über den Warteschlangenmanager 114 die Warteschlange mit der Priorität "3", falls sie eine Zelle enthält, und daraufhin die Warteschlange mit der Priorität "2" usw. bis hinab zur Priorität "0". Allerdings kann dieses Merkmal über einen Sendeteilstrecken-Zuteilungsport 122 überschrieben werden. Dieser Port schafft für den oben erwähnten (nicht gezeigten) externen Zuteiler eine Angabe einer Zellenankunft mit der Zellenpriorität. Der externe Zuteiler kann seinerseits die Schaltung aus 9 zwingen, eine Warteschlange mit gegebener Priorität für die nächste Zelle unabhängig davon zu bedienen, ob momentan eine Warteschlange mit höherer Priorität nicht leer ist.
Die 800-MBit/s-Gestellreihenverbindung (ISL 5) ist der gemeinsame Mechanismus, um alle Komponentenbaugruppenrahmen in dem System der vorliegenden Erfindung miteinander zu verbinden. Die ISL ist eine schnelle serielle Teilstrecke, die die unteren Schichten der Glasfaserkanalspezifikation verwendet, um digitale Signale zwischen den Zugriffsbaugruppenrahmen 3A, 3B usw. in einer Mehrbaugruppenrahmen-Zugriffsanordnung und zwischen dem Vermittlungskern 1 und den Zugriffsbaugruppenrahmen 3A, 3B usw. zu übertragen. Wie oben diskutiert wurde, erzeugt jede Netzknotenkarte 23 unter Verwendung der Glasfaserkanaltechnologie herstellerspezifische "Superzellen" zur Übertragung entlang der ISLs 5 und des Drop-Busses 27. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, erzeugt der Ausgabeformatierer 98 (8) des Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kerns 85 der Vermittlungs-ASIC (7) genauer Superzellen in Übereinstimmung mit dem Konzept einer geordneten Menge. In 14 ist eine repräsentative ISL 5 gezeigt, die einen schnellen Parallel-Seriell-Umsetzer (TX 151), eine Entzerrungsschaltungsanordnung 153, eine Steckmöglichkeit 155, physikalische Transportmedien (z. B. ein geschirmtes Kupferdraht-Aderpaar oder Glasfaser), eine Empfängerkopplung 156, einen Abschluss 157 und einen schnellen Seriell-Parallel-Umsetzer (RX 158) umfasst. Der Code 8B/10B erfordert eine 1-GBaud-Leitungsrate, um die 800-MBit/s-Datenrate auf der Teilstrecke zu unterstützen. Die physikalischen Transportmedien für die Glasfaserkanalschnittstelle können entweder elektrisch oder optisch sein.
Eines der Merkmale des 8B/10B-Codierungsschemas ist die Fähigkeit zum Übermitteln von Sonderbefehlszeichen über die serielle Teilstrecke. Dadurch, dass der K28.5-Code von dem Empfänger 158 zum Herstellen der Byte- und Wortsynchronisation verwendet wird, ist hier ein besonderes Sonderbefehlszeichen. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, wird das K28.5-Zeichen in dem System der vorliegenden Erfindung außerdem zur Zellenabgrenzung und optional für den Transport des 8-kHz-Systemsynchronisationssignals verwendet.
Die Glasfaserkanalspezifikation führt das Konzept einer geordneten Menge ein. Eine geordnete Menge (OS) ist eine Vier-Byte-Gruppierung, die aus dem K28.5-Zeichen und drei zusätzlichen Datenbytes zusammengesetzt ist. Geordnete Mengen können durch Aktivieren eines Sondersignals in der Glasfaserkanal-Sendevorrichtung 151 über die ISL 5 gesendet werden, wobei ihre Anwesenheit durch das Aktivieren eines OS-Angabesignals in dem Empfänger 158 erfasst wird.
Eine geordnete Menge ist wie in Tabelle H gezeigt definiert.
TABELLE H
Das zweite Byte ist immer das K28.5-Sonderzeichen. Das erste Byte ist ein Feld von 8 Bits zum Codieren der verschiedenen OS-Typen. Da eine OS in der Weise betrachtet werden kann, dass sie eine Ereignis- oder Statusbedingung signalisiert, wird jeder Bedingung ein Bit in dem Feld (wie in Tabelle I gezeigt) zugewiesen, das gesetzt wird, um das relevante Ereignis oder die relevante Statusbedingung anzugeben, was ermöglicht, dass eine einzige OS zahlreiche Typen von OS-"Ereignissen" codiert. Diese Bedingungen sind nicht notwendig gegenseitig ausschließend – beispielsweise gibt eine OS mit einem ersten Byte gleich 05H sowohl eine SOS als auch eine STOS an.
TABELLE I
Das Ansteuer- und Abtastfeld wird nur verwendet, falls das SOS-Bit des OS-Typ-Bitfelds aktiviert ist. Andernfalls wird es als ein "Unbedeutend"-Feld behandelt. Beim Empfang einer SOS zwischenspeichert die Vermittlungs-ASIC der 7 und 8 das Ansteuer- und Abtastbyte in einem internen Register des 800-MBit/s-Eingabeprozessors 91. Zur Übertragung einer SOS leitet der Ausgabeformatierer 98 (8) aus einem internen Register den Wert ihres Ansteuer- und Abtastbytes ab. Dies schafft eine Außerbandkommunikation von einer Vermittlungs-ASIC über den Glasfaserkanal zu der nächsten nachgeschalteten Vermittlungs-ASIC.
Durch alle Bits in dem OS-Typ-Bitfeld mit dem Wert 0 ist eine geordnete Leerlaufmenge definiert. RFU-Bits sind standardmäßig auf null gesetzt.
Die Gestellreihenverbindung nutzt die Glasfaserkanaltechnologie und die Idee einer "Superzelle", um bei der Zellenabgrenzung zu unterstützen. Wie oben angegeben wurde, besteht eine Superzelle aus einer geordneten Superzellenmenge (SOS), auf die 128 herstellerspezifische 60-Byte-ATM-Zellen folgen. Das Superzellenformat ist unten in Tabelle J gezeigt.
TABELLE J
Superzellen werden in den Glasfaserkanal-ISLs 5 und in den lokalen Drop-Bussen 27 sowie intern in bestimmten Karten verwendet. Die Anwesenheit irgendeiner geordneten Menge wird immer durch irgendein Signal zur Angabe einer geordneten Menge (OSI-Signal) angegeben. Das 8-kHz-Zeitsteuerungssignal wird auf denselben Glasfaserkanal-Teilstrecken und lokalen Drop-Bussen über die Superzellen transportiert. Wie unten ausführlicher diskutiert wird, werden die beiden geordneten Zeitsteuerungsmengen ETOS und STOS (Tabelle I) zur Verteilung von Zeitsteuerungsinformationen über das gesamte System verwendet. Sie können somit zu irgendeinem Zeitpunkt, sogar in der Mitte einer Superzelle oder ATM-Zelle, auftreten.
Jede Vermittlungs-ASIC (7) kann einen ununterbrochenen Strom von Superzellen erzeugen und ausgeben. Dieser Datenstrom besteht lediglich aus geordneten Mengen und aus herstellerspezifisch formatierten 60-Byte-Zellen. Zellen, die durch eine Vermittlungs-ASIC zur Übertragung empfangen werden, werden in einen Zellenschlitz in diesem Ausgabestrom der Superzellen eingesetzt. Wenn eine formatierte 60-Byte-ATM-Zelle nicht zur Übertragung verfügbar ist, werden entweder eine leere Zelle oder eine oder mehrere geordnete Leerlaufmengen eingesetzt, da beide ungenutzte Bandbreite repräsentieren.
Da einige Schnittstellenkarten 21 eine Standard-Zeitsteuerungsreferenz erfordern, schafft das System der vorliegenden Erfindung wie oben diskutiert eine Einrichtung zum Verteilen der Systemzeitsteuerung über die gesamte Vermittlungseinheit. Irgendein UCS in einem Peripheriebaugruppenrahmen 3A, 3B usw. kann eine Schnittstellenkarte 21 enthalten, die als eine Referenztaktquelle wirkt (z. B. eine T1-Schnittstelle). Wenn eine Karte als Referenztaktquelle gewählt wird, wird sie freigegeben, um ihr Taktsignal über eine als ESYNC bezeichnete Rückwandleitung an die lokale Netzknotenkarte 23 zu senden. Alle Schnittstellenkarten 21 nutzen diese Leitung zu der Netzknotenkarte 23 gemeinsam und steuern die Leitung nur an, falls freigegeben. Das von der Netzknotenkarte 23 empfangene ESYNC-Signal wird über die Vermittlungseinheit als ein ETOS-Signal (Tabelle I) an den Rest des Systems verteilt. Das ETOS-Signal wird über das System an eine Systemsynchronisationseinheit (SSU) gelenkt, die das empfangene ETOS-Signal verwendet, um aus der ETOS-Zeitsteuerungsreferenz die STOS zu erzeugen. Daraufhin ist das STOS-Signal zum Empfangen des STOS durch irgendeine Karte in dem System in dem gesamten System verteilbar. Die SSU empfängt über den Vermittlungseinheits-Drop-Bus 27 das ETOS-Referenztaktsignal. Auf diese Weise kann das Referenztaktsignal die Systemsynchronisationseinheit (SSU) unabhängig davon erreichen, wo sich die SSU befindet.
Zur Bereitstellung der Referenztakte können sowohl synchrone als auch asynchrone Übertragungsschnittstellen verwendet werden. Synchrone Schnittstellen enthalten inhärent in dem Datensignal der Schnittstelle eine Referenzzeitsteuerung. Asynchrone Schnittstellen können eine Referenzzeitsteuerung in Form der PLCP-Rahmenrate enthalten, die keine Beziehung zu der physikalischen Datenrate der Schnittstelle besitzt. Ein asynchron bereitgestellter Referenztakt enthält üblicherweise beträchtliches Jitter, typisch bei 8 kHz, das aber leicht durch die SSU herausgefiltert werden kann. Beispiele synchroner Schnittstellen sind E1 und T1; E3 und T3 transportieren die Referenzzeitsteuerung entweder asynchron oder synchron.
Wie oben diskutiert wurde, ist für die Erzeugung des Systemtakts STOS aus dem ausgewählten Referenztakt ETOS die Systemsynchronisationseinheit (SSU) verantwortlich. Im Wesentlichen ist die SSU eine sehr stabile PLL, die mit einer Steuerlogik gekoppelt ist, um die Auswahl verschiedener Referenzquellen zu ermöglichen, sowie eine zusätzliche Logik zur Minimierung von Systemtaktstörungen, die während Referenztaktänderungen oder -fehlern auftreten könnten. Die PLL umfasst auf üblich Weise einen DAC, einen VCXO, einen Phasenkomparator in der Rückkopplungskonfiguration.
Die Verteilung des Systemtakts wird über die Vermittlungseinheit ausgeführt, die eine Verteilung zu allen Schnittstellenkarten 21 schafft, ohne dass sie ein hierzu vorgesehenes Taktnetz benötigt. Der Mechanismus, über den dies erfolgt, ist die oben erwähnte geordnete Menge (OS). Wie oben diskutiert wurde, umfasst eine geordnete Menge (OS) 32 Datenbits, die auf dem Drop-Bus 27 übertragen werden. Die OS wird durch einen entsprechenden Indikatorimpuls für die geordnete Menge (OSI-Impuls) eindeutig identifiziert. Ein einzelnes Bit in dem 32-Bit-Datenmuster gibt an, ob die OS außerdem eine Systemzeitsteuerungs-OS (STOS), ein Spezialfall einer OS, der gleichwertig einer steigenden Flanke eines 8-kHz-Taktimpulses ist, ist.
Der gleiche Mechanismus wird von den Netzknotenkarten 23 verwendet, um den Referenztakt von einer Schnittstellenkarte 21 an die SSU zu senden. In diesem Fall wird ein einzelnes Bit in dem OS-Muster verwendet, um anzugeben, ob die OS außerdem eine ESYNC-Zeitsteuerungs-OS (ETOS), d. h. ein Spezialfall einer OS, der gleichwertig einer steigenden Flanke eines 8 kHz-Referenztaktimpulses ist, ist.
Falls die System- und Referenztaktsignale gleichzeitige steigende Flanken erfahren, müssen die STOS und die ETOS gleichzeitig auftreten. Dies ist in einer einzelnen OS möglich, indem sowohl das STOS- als auch das ETOS-Bit aktiviert wird, so dass die Vermittlungseinheit mehrere Taktsignale gleichzeitig verteilen kann.
Wegen der Flexibilität des Referenztakt- und Systemtaktverteilungsverfahrens ist der Einbauplatz der SSU in dem System ebenfalls sehr flexibel. Die SSU muss sich in einem Peripheriebaugruppenrahmen 3A, 3B usw. befinden, wobei es aber keine Beschränkung daran gibt, welcher Peripheriebaugruppenrahmen in dem System die SSU enthält, sofern die Konfigurationsmatrix keine nicht blockierende ist. Die SSU kann sich in irgendeiner Schnittstellenkarte 23 befinden oder kann sich in einer hierzu vorgesehenen Karte befinden, die in einen UCS-Steckplatz eingebaut ist.
Die Verteilung der ETOS- und/oder STOS-Zeitsteuerungssignale über einen Mehrstufenvermittlungskern kann auf viele Weise ausgeführt werden. Fig. 16 zeigt ein mögliches Verteilungsszenarium in dem 32 × 32-Vermittlungskern 1 (der hier in den Stufen 1A, 1B usw. gezeigt ist). Es wird angemerkt, dass es ausreichend ist, wenn nur einer der ISL die TOS aus der ersten und aus der zweiten Stufe 1A und 1B der Vermittlung transportiert.
Änderungen und alternative Ausführungsformen der Erfindung sind im Umfang und Gültigkeitsbereich der wie hier beschriebenen Erfindung möglich.

Claims

Kommunikationssystem, mit: mehreren Zwischenverbindungs-Universalkartensteckplätzen; mehreren Schnittstellenkarten (21) und Steuerkarten, die in die Universalkartensteckplätze einsteckbar sind, um ankommende ATM-Zellen, die Lenkungsinformationen und entweder Daten oder Steuerungs- und Diagnoseinformationen enthalten, zu empfangen und abgehende ATM-Zellen, die Lenkungsinformationen und entweder Daten oder Steuerungs- und Diagnoseinformationen enthalten, zu senden; einer Einrichtung (76) in jeder der Schnittstellenkarten und der Steuerkarten, die den abgehenden der ATM-Zellen mehrere zusätzliche Kopfsatz-Bytes voranstellen, um zusätzlich zu der ATM-Zellenlenkung gemäß den Lenkungsinformationen mehrere Systemfunktionen vorzusehen; und einer Einrichtung (75) zum Empfangen abgehender ATM-Zellen, Filtern der zusätzlichen Kopfsatz-Bytes und in Reaktion darauf Implementieren von Vorgegebenen der mehreren Systemfunktionen; dadurch gekennzeichnet, dass eine der mehreren Systemfunktionen eine selektive Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Lenkung der abgehenden ATM-Zellen in dem System umfasst.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem eine der mehreren Systemfunktionen eine Inband-Steuerung und -Diagnose umfasst.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine der mehreren Systemfunktionen eine Anordnung der ATM-Zellen in Warteschlangen entsprechend der Priorität umfasst.
Kommunikationssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei eine der mehreren Systemfunktionen eine vereinfachte Erhebung einer ATM-Zellen-Ausgangsstatistik umfasst.
Kommunikationssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine der mehreren Systemfunktionen eine Fehlererfassung über die ATM-Zellen und die vorangestellten zusätzlichen Kopfsatz-Bytes umfasst.