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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.
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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 EthernetTM und Token Ring aktualisiert werden, um
die Anforderungen schnellerer Kommunikation und anspruchsvollerer
Verarbeitung zu erfüllen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
vorliegende Erfindung soll ein verbessertes Kommunikationssystem
schaffen.
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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.
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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.
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Es
wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielhaft in Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, in der:
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1 ein Blockschaltplan eines
beispielhaften digitalen Kommunikationssystems ist, das das Verfahren
und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung implementiert;
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2 ein Blockschaltplan ist,
der ausführlicher
den Zellenvermittlungskern zeigt, der mit einem beispielhaften Peripheriebaugruppenrahmen
des in 1 veranschaulichten
Systems verbunden ist;
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3 ein Diagramm des geänderten
ATM-Zellenformats für
die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 ein Diagramm ist, das
das geänderte
ATM-Zellenformat für
die Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ein Kartenadressenformat
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
zeigt;
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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;
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7 ein Blockschaltplan einer
Vermittlungs-ASIC ist, die in einer Netzknotenkarte des in 2 gezeigten Peripheriebaugruppenrahmens
verwendet wird;
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8 ein Blockschaltplan ist,
der einen Zellenwarteschlangeneinreihungs-Kern der in 7 gezeigten ASIC zeigt;
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9 ein Blockschaltplan einer
Standardschnittstellen-ASIC in der Schnittstellenschaltung aus 6 zum Empfangen und Senden
formatierter ATM-Zellen zu und von der Vermittlungseinheit ist;
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10 ein Ablaufplan ist, der
den Betrieb eines Empfangsfilters in der Schnittstellenschaltung
aus 9 zeigt;
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11 ein Ablaufplan ist, der
Einzelheiten einer Mehrpunktverbindungszellen-Sortierprozedur in dem Ablaufplan aus 10 zeigt;
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12 ein Ablaufplan ist, der
den Betrieb eines ersten Filtersortieralgorithmus in dem Ablaufplan
aus 10 zeigt;
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13 ein Ablaufplan ist, der
den Betrieb eines zweiten Filtersortieralgorithmus in dem Ablaufplan
aus 10 zeigt;
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14 ein Funktionsprinzipschaltbild
einer Gestellreihenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist; und
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15 ein Blockschaltplan ist,
der die Verteilung der Zeitsteuerungsinformationen über das
Kommunikationssystem der 1 und 2 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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- – 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.
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Die
durch den Add-Bus 25 in der Sternbustopologie der vorliegenden
Erfindung geschaffene Punkt-zu-Punkt-Kommunikation überwindet
diese Probleme.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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Das
Zellenformat einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Zelle ist in 4 gegeben. Die Felddefinitionen sind
unten in Tabelle D gegeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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Kurz übergehend
zu 11 ist in Verbindung
mit der unten stehenden Tabelle E der Mehrpunktverbindungszellen-Sortierschritt 132 ausführlicher
gezeigt.
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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.
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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.
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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).
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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.
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Einzelheiten
der Sortier- und Filterprozedur für an F1 und F2 angepasste Punktzu-Punkt-Zellen
sind in 12 bzw. 13 gezeigt.
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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).
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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).
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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Schließlich werden
die Empfangszellen gemäß der Steuerung
von einem externen Takt (TXLINKCLK) aus der Sendeteilstrecken-Schnittstelle 120 gesendet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine
geordnete Menge ist wie in Tabelle H gezeigt definiert.
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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.
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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.
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Durch
alle Bits in dem OS-Typ-Bitfeld mit dem Wert 0 ist eine geordnete
Leerlaufmenge definiert. RFU-Bits sind standardmäßig auf null gesetzt.
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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.
-
-
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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Änderungen
und alternative Ausführungsformen
der Erfindung sind im Umfang und Gültigkeitsbereich der wie hier
beschriebenen Erfindung möglich.