Система переупорядочивания элементов для переупорядочивающей части телекоммуникационной сети

 

Изобретение относится к системе переупорядочивания элементов для переупорядочивающей части телекоммуникационной сети, через которую передаются элементы передачи данных. Технический результат - повышение точности фазирования. Сущность заявленной системы заключается в том, что в системе переупорядочивания элементов для переупорядочивающей части (RS), имеющей два входа ( SIn), связанных с вводами (12n) асинхронной схемы переключений (SN2) через линии передач (TLn), организованных в группу линий (LG), элементы связи, передающиеся от входов к выводам (N2m) асинхронной схемы переключений, подвергаются первой переменной временной задержке и затем сохраняются в буфере переупорядочивания (R2m) для второй переменной временной задержки до выпуска к выходу части. Вторая задержка выбирается таким образом, что для каждого элемента сумма первой и второй задержек по существу равна предварительно определенному постоянному временному значению. Размер буфера переупорядочивания определяется разностью между указанным предварительно определенным постоянным временным значением и фиксированной задержкой передачи (TD), ниже которой никакой элемент передаваться от входа к выходу не может. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к системе переупорядочивания элементов для переупорядочивающей части телекоммуникационной сети, через которую передаются элементы передачи данных, причем названная переупорядочивающая часть имеет, по крайней мере, один вход и, по крайней мере, один выход и содержит, по крайней мере, одну схему переключения элементов, которая имеет, по крайней мере, один ввод, связанный с названным входом, и по крайней мере, один вывод, причем элементы связи, передаваемые от названного входа к названному выводу, подвергаются первой переменной временной задержке, а система переупорядочения элементов включает средства буфера переупорядочивания, соединенные между выводом и выходом и приспособленные к тому, чтобы сообщать элементам связи второй переменной временную задержку, которая выбирается таким образом, чтобы для каждого элемента сумма первой и второй переменных временных задержек по существу равнялась предварительно определяемому постоянному временному значению, определяющему размер средств буфера переупорядочивания.

Подобная система переупорядочения элементов, приспособленная для восстановления на выходе последовательности, в которой элементы связи подаются ко входу, известна, например, из опубликованной международной патентной заявки PCT/EP89/00941 (HENRION 17). В ней переупорядочивающая часть включает в себя только одну схему переключения элементов и все элементы связи, подведенные к ее входу, получают значение отметки времени. Когда эти элементы связи прибывают к выходу, то есть после первой переменной временной задержки, которая может быть различной для каждого элемента, они запираются в средствах буфера переупорядочивания и освобождаются оттуда только тогда, когда достигается предварительно определенное постоянное значение времени, то есть после запирания второй переменной временной задержки.

Очевидно, что в этой известной системе переупорядочивания элементов размер средств буфера переупорядочивания пропорционален предварительно определенному постоянному временному значению и, таким образом, возрастает вместе с первой переменной временной задержкой.

В случае, когда первая переменная временная задержка становится относительно большой, например, вследствие наличия относительно длинной линии передачи между входом переупорядочивающей части и вводом схем переключения, размер средств буфера переупорядочивания может стать неприемлемо большим.

Одна из целей настоящего изобретения заключается в усовершенствовании системы переупорядочения элементов упомянутого выше известного типа, в которой средства буфера переупорядочивания имели бы приемлемую величину, даже если первое переменное время задержки становилось бы относительно большим.

Согласно изобретению, эта цель достигается тем, что названная переупорядочивающая часть имеет, по крайней мере, два входа, каждый из которых связан с отдельными вводами через отдельную линию передачи, причем указанные входы и линии передачи организуются в группу линий, так что элементы связи подаются на какой-нибудь из входов группы линий и подлежат, по крайней мере, фиксированной задержке передачи во время их передачи от названного входа к названному выводу, причем фиксированная задержка передачи образует часть названной первой переменной временной задержки, и что минимальный размер названных средств буфера переупорядочивания определяется разницей между предварительно определенным постоянным временным значением и фиксированной задержкой передачи.

Поскольку размер средств буфера переупорядочивания пропорционален предварительно определяемому постоянному временному значению, уменьшение последнего на фиксированную задержку передачи для получения предварительно определяемого постоянного временного значения, которое ниже первого, ведет к сохранению этого размера на приемлемом уровне. Прежний размер средств буфера переупорядочивания может в этом случае почти сохраняться, даже если фиксированная задержка передачи относительно велика, например, вследствие относительно длинных линий передач.

Другая характерная особенность настоящего изобретения состоит в том, что указанная фиксированная задержка передачи по существу равна минимальной задержке пропускания, ниже которой никакой элемент не может передаваться по линии передачи группы линий.

На практике фиксированную задержку передачи предпочтительно устанавливать равной этой минимальной задержке пропускания, которую легче определять, например, измерением или технически, чем теоретическую абсолютную минимальную задержку передачи, ниже которой никакой элемент не может передаваться от любого входа к любому выходу переупорядочивающей части. Кроме того, можно показать, что разница между этими двумя минимальными задержками пренебрежимо мала. Таким образом, минимальная задержка пропускания предпочтительно используется как фиксированная задержка передачи для определения размера средств буфера переупорядочивания.

В одном из вариантов выполнения изобретения переупорядочивающая часть содержит несколько коммутационных узлов, взаимосвязанных группами линий из линий передач, и фиксированная задержка передачи по существу равна сумме фиксированных задержек передач указанных групп линий.

В другом варианте выполнения изобретения указанная телекоммуникационная сеть содержит несколько последовательно связанных переупорядочивающих частей, причем каждая часть содержит группу линий из линий передач, последовательно соединенных с коммутационным узлом.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения переупорядочивающая часть содержит множество параллельных ответвлений, причем каждая ветвь включает в себя, по крайней мере, одну группу линий из линий передач, причем каждая группа линий последовательно соединяется с коммутационным узлом, а фиксированная задержка передачи по существу равна наименьшей сумме из числа сумм фиксированных задержек передачи у групп линий каждого ответвления.

Многоканальная географически распределенная телекоммуникационная сеть, содержащая относительно длинные линии передач, организованные в группы линий, взаимосвязывающие коммутационные узлы, и элементы в которых, даже если они принадлежат одной и той же системе связи, динамически распределяются по линиям передач групп линий с целью получения более приемлемого распределения трафика, хорошо известна, например, из европейской патентной заявки EP 91201915.5 (VERHILLE II). Однако в этом известном документе не упоминается никакая система переупорядочивания элементов.

Известно, что для выполнения переупорядочивания элементов связи, каждый из них связывается с первым значением отметки времени на входах переупорядочивающей части, а на выходе этой переупорядочивающей части это первое значение отметки времени сравнивается с действительным вторым значением отметки времени для определения момента, в который элемент может освобождаться из буфера переупорядочивания, причем разница между действительным вторым значением отметки времени и первым значением отметки времени равна первоначальному предварительно определенному постоянному временному значению, из которого вычитается фиксированная задержка передачи.

Для этого необходимо, чтобы таймерные средства, используемые для генерирования значений отметок времени, могли одновременно генерировать одинаковые значения отметок времени и на входах, и на выходе переупорядочивающей части.

Так как в современных телекоммуникационных сетях используется фазовая точность около 100 наносекунд, одновременно генерирование одинаковых значений отметок времени может оказаться проблемой, например, для переупорядочивающей части, содержащей линии передач длиной несколько колиметров. Так как в этом случае почти невозможно использовать обычные таймерные средства для обеспечения значений отметок времени и на входах) и на выходе переупорядочивающей части, первый замысел состоит в том, чтобы использовать два различных таймерных средства: первые таймерные средства располагать на входах, а вторые таймерные средства - на выходе. Обычно эти первые и вторые таймерные средства нуждаются в точной синхронизации.

Хотя известны решения для синхронизации двух таймерных средств по частоте, ни одно из них не предполагает их синхронизации по фазе с точностью, требующейся для устройств этого типа. Однако точная фазовая синхронизация актуальна в предыдущем случае, поскольку никакое точное переупорядочивание элементов не может быть выполнено в случае отсутствия общего временного фазового эталона для первого и второго значений временных отметок, то есть если они не могут быть точно скоррелированы по фазе, или если их разность фаз нельзя точно определить. Наоборот, не является строго необходимым, чтобы первые и вторые таймерные средства были полностью синхронизированы по частоте, пока можно определить их разность фаз.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать систему переупорядочивания элементов упомянутого выше известного типа, приспособленную к географически распределенной многоканальной телекоммуникационной сети, способной работать на относительно большой переупорядочивающей части.

Согласно настоящему изобретению, данная цель достигается тем, что система переупорядочивания элементов дополнительно содержит: - первые таймерные средства, создающие последовательные первые значения отметок времени, которые связаны с указанными элементами связи на каждом из указанных входов; - вторые таймерные средства, создающие последовательные вторые значения отметок времени для управления средствами буфера переупорядочивания, и - средства коррекции временной отметки, приспособленные для коррекции как названной фиксированной задержки передачи, так и временного сдвига фаз между названными первыми и названными вторыми таймерными средствами.

В частности, упомянутые средства коррекции временной отметки выполняют коррекцию как функцию значения коррекции отметки времени, по существу равному сумме значения смещения отметки времени и фиксированной задержки передачи, причем указанное значение смещения отметки времени по существу равно разности между первым значением отметки времени и вторым значением отметки времени, одновременно вырабатываемыми первыми и вторыми таймерными средствами соответственно.

В этом случае разность фаз между первым и вторым тактовыми средствами выражается посредством значения смещения отметки времени.

Другой характерной особенностью настоящего изобретения является то, что средства коррекции временных отметок подключаются между каждым из названных входов и линией передачи, присоединенной туда.

Согласно настоящему изобретению, указанная переупорядочивающая часть дополнительно содержит буферы переупорядочивания, причем каждое подсоединяется между средствами коррекции временной отметки и линией передачи, присоединенной туда.

Если переупорядочивающая часть начинается от коммутационного узла, последний обычно содержит буферы переупорядочивания или выходные очереди, находящиеся между выводами его схемы переключения и следующими линиями передач. Поскольку элементы связи на выводах данной схемы переключения расположены последовательно, но могут подвергаться переменным задержкам фиксации состояний в буферных средствах, переупорядочивающая часть начинается с этих выводов, а не с выводов коммутационного узла. Другими словами, выводы схемы переключения образуют входы переупорядочивающей части. Однако в этом случае задержка, во время которой элемент запирается в буферных средствах, составляет часть упомянутой выше первой переменной временной задержки.

Кроме того, поскольку некоторые схемы, относящиеся к предыдущей системе переупорядочения элементов, обычно находятся на выводах схемы переключения, средства коррекции временной отметки предпочтительно находятся на этих выводах, то есть, на входах переупорядочивающей части.

Настоящее изобретение также связано с методом фазовой корреляции первых таймерных средств, выдающих последовательные первые значения отметки времени, со вторыми таймерными средствами, производящими последовательные вторые значения отметки времени, причем указанные таймерные средства образуют часть телекоммуникационной сети и взаимосвязаны, по крайней мере, одной линией передачи.

Как уже упоминалось, для решения упомянутой выше проблемы переупорядочивания элементов важно с высокой точностью скоррелировать по фазе два таймерных средства. Эта фазовая корреляция может состоять либо в синхронизировании по фазе первых и вторых таймерных средств, либо в определении из разности фаз, которая будет приниматься в расчет для выполнения переупорядочивания элементов.

Согласно изобретению, метод фазовой корреляции двух таймерных средств отличается тем, что названные первые таймерные средства посылают производимое затем первое значение отметки времени названным вторым таймерным средством через линию передачи, и тем, что вторые таймерные средства производят второе значение отметки времени после приема первого значения отметки времени, посредством чего в месте вторых таймерных средств определяется значение коррекции отметки времени, причем значение коррекции отметки времени по существу равно разности между вторым и первым значениями отметки времени и является функцией и сдвига по фазе между первыми и вторыми таймерными средствами, и фиксированной задержки передач, которая равна минимальной задержке, требующейся для прохождения значения отметки времени между указанными таймерными средствами.

Вместо этого при приеме первого значения отметки времени вторые таймерные средства сразу же возвращают созданное второе значение отметки времени первым таймерным средствам, посредством чего в месте первых таймерных средств определяется значение коррекции отметки времени.

Другая характерная особенность настоящего метода состоит в том, что значение смещения отметки времени определяется в месте первых таймерных средств, причем значение смещения отметки времени равно разности между вторым значением отметки времени и половиной суммы первого значения отметки времени и другим первым значением отметки времени, созданным первыми таймерными средствами при получении второго значения отметки времени от вторых таймерных средств, и соответствует разности между первым значением отметки времени и вторым значением отметки времени, одновременно создаваемыми первыми и вторыми таймерными средствами соответственно.

Кроме того, еще одна характерная особенность настоящего метода состоит в том, что фиксированная задержка передачи в месте первых таймерных средств выбирается равной половине разности между другими первым значением отметки времени и первым значением отметки времени.

В настоящем изобретении названная фиксированная задержка передачи по существу равна разности между значением коррекции отметки времени и значением смещения отметки времени, а каждое из первого и второго значения отметки времени переносится элементом телекоммуникационной сети, причем указанные элементы связи передаются по названной линии передачи.

В результате настоящий способ идеально соответствует упомянутой выше системы переупорядочивания элементов.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: фиг.1 изображает переупорядочивающую часть RS, содержащую систему переупорядочивания элементов C11/C1n/C1N, R21/R2m/R2N и CK2 по изобретению, фиг. 2 - телекоммуникационную сеть, содержащую, по крайней мере, одну переупорядочивающую часть, которая показана на фиг. 1, фиг. 3 - временную диаграмму прохождений значений отметки времени tA1, tA2 и tB двух таймерных средств CK1 и CK2, которые должны быть скоррелированы по фазе по предложенному способу.

Изображенная на фиг. 1 переупорядочивающая часть RS образует часть многоканальной переупорядочивающей элементы телекоммуникационной сети с самомаршрутизацией, через которую элементы связи или пакет информации передаются от входа к выходу (и тот, и другой на фиг. 1 не показаны). Телекоммуникационная сеть содержит, по крайней мере, два коммутационных узла N1 и N2, связанных посредством линий передач TL1/TLn/TLN.

Коммутационный узел N2 имеет входы узла I21/I2n/I2N и выходы узла O21/O2m/O2М и содержит асинхронную схему SN2 переключения элементов, имеющую вводы I21/I2n/I2N, соответствующие аналогично названным входам узла N2, а также имеет выводы N21/N2m/N2М. SN2 способна передавать элемент, принимаемый на любом из ее вводов, по крайней мере, одному из ее выводов. Каждый вывод N21/N2m/N2М у SN2 присоединяется к соответствующему буферу переупорядочивания R21/R2m/R2М, используемому для хранения элементов связи во время переменной временной задержки, как будет объяснено позже. Выводы S21/S2m/S2М буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М соответствуют аналогично названным выходам переупорядочивающей части RS и связываются с выводами узла O21/O2m/O2М через последовательное соединение средств коррекции временных отметок C21/C2m/C2М и выходными очередями Q21/Q2m/Q2М соответственно. Наконец, коммутационный узел N2 обеспечивается таймерными средствами CK2, управляющими работой как схемы переключения SN2, так и буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М. Коммутационный узел N1 подобен коммутационному узлу N2, но показаны только выводы N11/N1n/N1N, буферы переупорядочивания R11/R1n/R1N, коммутационные выходы S11/S1n/S1N, которые соответствуют аналогично называющимся входам переупорядочивающей части RS, средства коррекции временных отметок C11/C1n/C1N, выходные очереди Q11/Q1n/Q1N, выходы узла O11/O1n/O1N и таймерные средства CK1.

Настоящая многоканальная телекоммуникационная сеть имеет множество линий передач TL1,..., TLn..., TLN, причем каждая соединяет выход узла O11/O1n/O1N у узла N1 с соответствующими узловыми входами I21/I2n/I2N узла N2. Данная сеть является телекоммуникационной сетью того типа, который описан в европейской патентной заявке EP 91201915.5 (VERHILLE II), где выходы узлов O11/O1n/O1N у N1 и линии передач TL1/TLn/TLN организованы в "группу линий" LG. Это означает, что элементы связи, которые должны передаваться от N1 и N2, динамически распределяются в N1 по всем указанным выходам узлов и, таким образом, по этим линиям передач. Это справедливо также для элементов связи, принадлежащих той же самой системе связи. Таким образом, получают более предпочтительное использование различных путей, например, линий передач, которыми могут следовать элементы связи.

Так как элементы связи следуют различными путями, они подвергаются различным задержкам во время их прохождения через коммуникационную сеть. В результате должно выполняться переупорядочивание элементов, причем это переупорядочивание элементов состоит из подачи на выход S21/S2m/S2М переупорядочивающей части RS элементов связи в том же самом порядке или в той же последовательности, в какой они подавались на входы S11/S1n/S1N этой части.

На основании изучения международной патентной заявки PCT/EP89/00941 (HENRION 17), примененной к настоящему случаю, подходящий метод переупорядочивания элементов состоит в: - связывании с каждым элементом, прибывающим на любой из входов S11/S1n/S1N переупорядочивающей части RS, первого значения отметки времени, вырабатываемой генератором временных отметок или таймерными средствами; - приеме этого элемента в буфер переупорядочивания R21/R2m/2М после первой переменной временной задержки, необходимой для передачи элемента от входа S11/S1n/S1N к выводу N21/N2m/N2N схемы переключений SN2, и - выпуске этого элемента из буфера переупорядочивания R21/R2m/R2М к выходу S21/S2m/S2М после второй переменной временной задержки, выбираемой таким образом, что сумма первой и второй переменных временных задержек равняется заданному постоянному временному значению, например, только когда таймерные средства генерируют такое второе значение отметки времени, что разность между вторым и первым значением отметки времени равна заданному постоянному временному значению.

Однако в последней упомянутой патентной заявке действие переупорядочивания элементов выполняется в переупорядочивающей части RS, которая содержит только одну схему переключений SN2, то есть между вводами I21/I2n/I2N и выходами S21/S2m/S2М, и в которой и первое, и второе значения отметок времени генерируется одними и теми же таймерными средствами, например, SK2.

Из этого же документа известно, что размер буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М пропорционален заданному постоянному временному значению и поэтому возрастает вместе с первой переменной временной задержкой, которая необходима элементу для прохождения от вводов I21/I2n/I2N к выводам N21/N2m/N2М схемы переключений SN2. Кроме того, очевидно, что вероятность успешно выполнить действие переупорядочивания элементов тоже возрастает вместе с этим предварительно определенным постоянным временным значением. Теоретически предварительно определенное постоянное временное значение должно выбираться, по крайней мере, равным максимальной задержке прохождения, требующейся элементу для его прохождения от вводов I21/I2n/I2N к выводу N21/N2m/N2М, но такое большое предварительно определенное постоянное временное значение будет требовать относительно больших буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М. Следовательно, на практике предварительно определяемое постоянное временное значение выбирается таким, что вероятность того, что действие переупорядочивания элементов не удастся, то есть вероятность того, что переменная задержка, которой подвергается элемент, превысит предварительно определенное постоянное временное значение, настолько мала, что это приводит к пренебрежимо малой потере элементов, в то время как размер буфера переупорядочивания остается приемлемым, то есть относительно небольшим. Кроме того, этот известный способ переупорядочивания элементов не связан ни с частью переупорядрчивания RS многоканальной телекоммуникационной) сети, упомянутой выше, ни с переупорядочивающей частью RS, содержащей относительно длинные линии передач TL1/TLn/TLN, например, длиной в несколько километров, организованные в группу линий LG.

Однако в настоящем случае переупорядочивающая часть RS начинается на выводах S11/S1n/S1N схемы переключений SN1 узла N1 и содержит, в дополнение к схеме переключении SN2 и буферам переупорядочивания R21/R2m/R2М, выходные очереди Q11/Q1n/Q1N и группу линий LG из линий передач TL1/TLn/TLN, которые могут подразумевать короткие или длинные расстояния.

Вследствие большого расстояния между узлами N1 и N2 вместо одиночных общих таймерных средств, управляющих и входами, и выходами переупорядочивающей части RS, используются отдельные таймерные средства CK1 и CK2. Эти таймерные средства CK1 и CK2 должны синхронизироваться по фазе или, в противном случае, должны обеспечиваться дополнительные средства для определения их относительного фазового сдвига или разности фаз, то есть, их фазовая декорреляция, с относительно высокой точностью.

Первые значения временной отметки вырабатываются таймерными средствами CK1 и связываются с поступающими элементами связи с помощью средств коррекции временных отметок C11/C1n/C1N, каждый из которых присоединен к отдельному входу S11/S1n/S1N у RS и управляется таймерными средствами CKТ. Поскольку не все элементы связи, которые будут сохраняться в последовательности, приходят с одиночного коммутационного выхода S11/S1n/S1N у N1, а могут прибывать на любой вход S11/S1n/S1N переупорядочивающей части RS, эти элементы связи находятся в "относительной" последовательности на уровне этих входов S11/S1n/S1N. Кроме того, поскольку эти элементы связи могут подвергаться различным задержкам в разных выходных очередях Q11/Q1n/Q1N у N1, средства коррекции временных отметок C11/C1n/C1N необходимо размещать до этих выходных очередей Q11/Q1n/Q1N, причем последние предшествуют линиям передач TL1/TLn/TLN.

Вторые значения отметки времени вырабатываются таймерными средствами CK2 для управления работой буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М.

Как уже упоминалось, размер каждого буфера переупорядочивания R21/R2m/R2М является функцией упомянутой выше первой переменной временной задержки, которая в настоящем случае содержит задержку фиксации состояний, называемую выходной очередью Q11/Q1n/Q1N, задержку прохождения элемента по линии передач TL1/TLn/TLN и задержку, вызванную схемой переключений SN2. Если сумма этих задержек должна приниматься в расчет для определения размера каждого из буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М, этот размер станет слишком большим, то есть неприемлемым.

Для уменьшения этого размера первая переменная временная задержка теоретически может уменьшаться на абсолютную минимальную задержку передачи, ниже которой никакой элемент не может передаваться от какого-либо входа S11/S1n/S1N у RS к какому-либо выводу N21/N2m/N2М у SN2. Однако, по практическим соображениям, эта теоретическая абсолютная минимальная задержка передачи заменяется минимальной задержкой прохождения, ниже которой никакой элемент не может передаваться по линии передачи TL1/TLn/TLN, то есть между выходом узла O11/O1n/O1N и входом узла I21/I2n/I2N соответственно. Эту минимальную задержку прохождения легче определять, например, измерением или инженерно, чем теоретическую абсолютную минимальную задержку передач, и приближение, таким образом выполняемое, пренебрежимо мало. В дальнейшем минимальная задержка пропускания будет называться фиксированной задержкой передачи TD.

Далее первые значения временной отметки, вырабатываемые таймерными средствами CK1, корректируется фиксированной задержкой передачи TD. Эта операция выполняется схемами коррекции отметки времени, обеспечиваемыми в аналогично называющихся средствах коррекции временных отметок C11/C1n/C1N (подробно не показано). Каждое средство коррекции временных отметок C11/C1n/C1N добавляет фиксированную задержку передачи TD, соответствующую линии передачи TL1/TLn/TLN, соответственно связанную с ней.

Вместо нахождения в средствах коррекции временных отметок C11/C1n/C1N, схемы коррекции отметок времени могут помещаться также между линиями передач TL1/TLn/TLN и вводами I21/I2n/I2N схемы переключений SB2. Однако в этом случае необходимы два управления элементами связи: первое - в средствах коррекции временных отметок C11/C1n/C1N для связывания с элементами связи первых значений отметки времени, а второе - в раздельных схемах коррекции временных отметок для изменения этих первых значений отметок времени.

Кроме того, другое решение состоит в том, чтобы поместить общую схему коррекции временных отметок на уровне буфера переупорядочивания R21/R2m/R2М. Хотя это решение эквивалентно предыдущим в случае одиночной линии передачи между N1 и N2, оно становится почти невозможным в случае группы линий LG из линий передач TL1/TLn/TLN между ними двумя узлами. Действительно, в этом случае не принимается во внимание, от какого ввода I21/I2n/I2N у SN2 приходит элемент, то есть какой фиксированной задержке передачи подвергся элемент до того, как он достиг этого ввода. Таким образом, не задается конкретный тип коррекции отметки времени, применяемой к каждому отдельному элементу. В результате механизм переупорядочивания элементов на уровне буфера переупорядочивания R21/R2m/R2М не должен иметь значения. Единственная возможность в этом случае могла бы состоять в принятии в расчет минимальной фиксированной задержки передачи TD, которая является наименьшей фиксированной задержкой передачи среди таких задержек, соответствующих каждой отдельной линии передачи TL1/TLn/TLN, группы линий LG. В результате размеры всех буферов переупорядочивания R21/R2m/R2N узла N2 в этом случае определяются этой одной минимальной фиксированной задержкой передачи TD и тем самым являются одинаковыми, но не оптимальными.

До настоящего момента считалось, что два таймерных средства находились в фазе. В дальнейшем будет поясняться, как скорректировать возможный фазовый сдвиг или разность фаз между двумя таймерными средствами, то есть когда эти таймерные средства не скорректированы по фазе.

На фиг. 2 показан пример телекоммуникационной сети, содержащей несколько переупорядочивающих частей, RS1 и RS2 между входом N1 и выходом OUT, например, выходом узла O2m схемы переключений N2. Эта телекоммуникационная сеть содержит три параллельных ветви, через которые элемент может проходить от IN к OUT. Каждая ветвь содержит, по крайней мере, линию передачи или группу линий, обозначенных префиксом L, и коммуникационный узел, обозначенный префиксом N. Первый N1 и последний N2 коммутационные узлы телекоммуникационной сети являются общими для трех ветвей.

Первая переупорядочивающая часть RS1 телекоммуникационной сети, показанной на фиг. 2, содержит только коммутационный узел N1. Так как элементы подаются на один вход узла IN и выходят на любом из коммутационных выходов S11/S1n/S1N и так далее на выходах узла O11/O1n/O1N, организованных в группу линий LG1, эта первая переупорядочивающая часть RS1 между 1N и S11/S1n/S1N подобна описанной в упоминавшейся выше международной патентной заявке PCT/EP89/00941 (HENRION 17) и может с ней сравниваться. Кроме того, хотя элементы связи динамически распределяются по коммутационным выходам S11/S1n/S1N у N1, они появляются на этих выходах в относительно правильном порядке или последовательности.

Следует заметить, что вместо того, чтобы являться одиночным выходом узла, каждый из O11/O1n/O1N может также быть образован несколькими выходами узла N1, организованными в группы линий L13/L15/L17 соответственно. Эти группы линий L13/L15/L17 вместе образуют общую группу линий LG1 из выходов N1. Ясно, что то же самое применимо к соответствующим коммутационным выходам S11/S1n/S1N.

Вторая переупорядочивающая часть RS2 телекоммуникационной сети содержит три параллельных ветви. Первая ветвь содержит последовательное соединение L13, N3, L34, N4, L42 и N2, вторая ветвь содержит L15, N5, L56, N6, L62 и N2, а третья ветвь содержит L17, N7, L72, N2. Группы линий L42, L62 и L72 организованы в более крупную группу LGO, достигающую входов узла N2.

Входы второй переупорядочивающей части RS2 являются коммутационными выходами S11/S1n/S1N схемы переключений, содержащейся в узле N1, выходы RS2 являются коммутационными выходами схемы переключений, содержащейся в узле N2, причем последние коммутационные выходы и схемы переключений у N1 и N2 на фиг. 2 не показаны. В RS2 никакой из коммутационных узлов не обеспечивается блоками управления для связывания первых значений отметок времени с каждым элементом, и только коммутационный узел N2 должен снабжаться схемой переупорядочивания RS2m, управляемой вторыми значениями отметок времени.

В другом примере выполнения телекоммуникационная сеть снабжается одиночной переупорядочивающей частью, образованной сочетанием последовательно соединенных RS1 и RS2. В такой сквозной системе переупорядочивания) элементов коммутационный узел N1 нуждается только в обеспечении его одним блоком управления, который связывает первое значение отметки времени с каждым элементом, прибывающим на одиночный вход IN.

В последних случаях одной или двух переупорядочивающих частей фиксированная задержка передачи TD выбирается равной минимальной фиксированной задержке передачи, которая является наименьшей задержкой прохождения из трех следующих значений: суммы минимальных задержек прохождения по последовательно соединенным L13, L34 и L42, суммы минимальных задержек прохождения по последовательно соединенным L15, L56 и L62 и суммы минимальных задержек прохождения по последовательно соединенным L17 и L72.

Вместо этого вторая переупорядочивающая часть RS2 может также заменяться несколькими более мелкими переупорядочивающими частями, каждая из которых содержит пару из группы линий L и коммутационного угла N, то есть L13, N3; L34, N4; L42, N2; L15, N5; L56, N6; L62, N7; L72, N2. В такой посекционной системе переупорядочивания элементов каждый коммутационный узел с N1 по N7 должен снабжаться схемами переупорядочивания. Однако в этом заключается преимущество, связанное с тем, что буферы переупорядочивания у отдельных коммутационных узлов N3, N4, N5, N6, N7 и N2 относительно меньше, чем одиночный буфер переупорядочивания коммутационного узла N2 в упомянутых выше воплощениях изобретения. Из-за наличия параллельных ветвей эту посекционную систему переупорядочивания элементов нелегко осуществить в настоящем случае. Однако в упрощенном варианте (подробно не показан) выполнения данной телекоммуникационной сети, например, содержащем только одну ветвь с соединенными последовательно переупорядочивающими частями N1; L13, N3, L34; N4 и L42, N2, каждый коммутационный узел N1, N3, N4 и N2 может содержать свои собственные буферы переупорядочивания. В такой простой посекционной системе переупорядочивания элементов переупорядочивание элементов связи выполняется в каждой переупорядочивающей части посредством принятия в расчет фиксированной задержки передачи TD, равной минимальной задержке прохождения любого элемента по каждой из линий передач группы линий L, образующей часть указанной переупорядочивающей части, то есть L13, L34 и L42.

Как уже упоминалось выше со ссылкой на фиг.1, в дополнение к необходимости коррекции абсолютных задержек прохождения между входами S11/S1n/S1N и выходами S21/S2m/S2М переупорядочивающей части RS на фиксированную задержку передачи TD для сохранения размеров буферов переупорядочи вания R21/R2m/R2М в приемлемых рамках, в связи с географически распределенными телекоммуникационными сетями возникает другая трудность. Действительно, из-за относительно длинных линий передач TL1/TLn/TLN группы линий LG, трудно обеспечить одиночные таймерные средства, которые способны одновременно обеспечить один и тот же временной эталон, точно синхронизированный по фазе, то есть одно и то же значение отметки времени с обычно 100- наносекундной разностью фаз, и в месте схем коррекции отметки времени, и в месте буферов переупорядочивания R21/R2m/R2М, Следовательно, обеспечиваются два таймерных средства, CK1 и CK2; CK1 связывается со средствами коррекции временных отметок C11/C1n/C1N коммутационного узла N1, а CK2 связывается буферами переупорядочивания R21/R2m/R2М коммутационного узла N2. Два указанных таймерных средства CK1 и CK2 синхронизируются по частоте, но не по фазе, и их взаимная расфазировка или относительный фазовый сдвиг должен быть скоррелирован для получения когерентных значений отметки времени. Фазовый сдвиг или разность фаз между CK1 и CK2 выражается значением коррекции или смещения TOC, которое будет пояснено ниже.

Ниже будет рассмотрена только одна переупорядочивающая часть RS (фиг. 1) на примере, описывающем механизм переупорядочивания элемента. Этот пример может быть распространен на более сложную телекоммуникационную сеть, например, показанную на фиг. 2, и использующую либо посекционное переупорядочивание элементов, либо сквозное переупорядочивание элементов, либо сочетание того и другого.

Общее решение упомянутых выше проблем, то есть проблемы коррекции задержки прохождения и проблемы фазовой корреляции или коррекции расфазировки двух таймерных средств, состоит в выполнении соответствующего изменения первых значений отметки времени, вырабатываемых таймерными средствами CK1 и связываемых с каждым поступающим элементом на входах S11/S1n/S1N. Это изменение должно корректировать и фикстровать задержку передачи TD, и значение смещения отметки времени TOC.

Фиксированная задержка передачи TD может получаться либо техникой разработки сетей, то есть путем ее вычисления как функции физической длины линии передачи TL1/TLn/TLN, либо измерением в момент инициализации, то есть без трафика на измеряемой линии передачи TL1/TLn/TL1 и без задержек фиксации состояний в выходной очереди Q11/Q1n/Q1N, связанной с ней соответственно.

Для определения значения смешения отметки времени TOC возможны другие подходы, и они будут проанализированы ниже.

Первый подход состоит в синхронизации по фазе и по частоте таймерных средств CK1 и CK2. Значение смещения отметки времени TOC будет в этом случае уменьшаться до нуля, так как одно и то же значение отметки времени будет в один и тот же момент, то есть одновременно, находиться в любой точке сети. Однако, как уже упоминалось, это трудно реализовать на практике из-за требуемой высокой фазовой точности, порядка 100 наносекунд, и больших расстояний, например, несколько колиметров, между коммутационными узлами N1 и N2.

Второй подход заключается в синхронизации по частоте таймерных средств CK1 и CK2 и в определении их расфазировки или фазового сдвига, то есть корректировочного значения смещения отметок времени TOC, в момент инициализации на основе параметров сети, полученных при предварительной разработке. Однако в этом случае предварительная разработка очень сложна и прединициализационное и последующее контролирование таймерных фазовых сдвигов для каждой телекоммуникационной сети практически исключает этот подход.

Третий, наиболее предпочтительный подход, состоит в определении фазового сдвига между таймерными средствами CK1 и CK2, которые могут работать либо в синхронном, либо в плезиохронном частотном узле. Фактически не является строго обязательным, чтобы таймерные средства CK1 и CK2 были полностью синхронны по частоте, пока существует возможность дополнительно определять их относительный фазовый сдвиг. При таком подходе сдвиг по фазе между таймерными средствами CK1 и CK2 измеряется на почти непрерывной основе и никакой предварительной разработки не требуется.

Метод измерения фазового сдвига между таймерными средствами CK1 и CK2 и последующего определения значения коррекции отметок времени TOC с целью получения общей коррекции и задержки прохождения, и для фазового сдвига, описывается ниже со ссылкой на фиг. 3, на которой показан пример значений отметок времени, генерируемых двумя таймерными средствами CK1 и CK2.

В данном примере измерения выполняются в местоположении A, которое соответствует концу трансмиттера у линии передачи TL1/TLn/TLN на фиг. 1, то есть на выходе узла O11/O1n/O1N коммутационного узла N1, и в местоположении В, которое соответствует концу приемника у линии передачи TL1/TLn/TLN, то есть на месте ввода I21/I2n/I2N схемы переключений SN2.

Местоположение A в предпочтительном варианте соответствует коммутационным выходам S11/S1n/S1N, поскольку блоки управления C11/C1n/C1N, управляемые таймерными средствами CK1, уже присутствуют в данном месте. Однако измерения в этом случае действительно выполняются только в период времени, предшествующий инициализации телекоммуникационной сети, то есть без телекоммуникационного трафика, так что переменные задержки фиксации состояний в выходных очередях Q11/Q1n/Q1N сводятся в этом случае к нулю.

В примере, приведенном на фиг.3, в начале измерения таймерные средства CK1, связанные с местоположением A, генерируют нулевое значение отметки времени, в то время как таймерные средства CK2, связанные с местоположением B, одновременно вырабатывают значение отметки времени 25. В этом примере значение смещения отметки времени TOC равно 25, а фиксированная задержка передачи TD задается равной 35. В результате для значения коррекции временной отметки TTC, которое равно сумме значения смещения отметки времени TOC и фиксированной задержки передачи TD и равно 60, справедливо следующее соотношение:
TTC = TOC + TD (1)
Посредством телекоммуникационных элементов, используемых в качестве носителей Hd линии передачи TL1/TLn/TLN, таймерные средства CK1 и CK2 меняют значения отметок времени. Например, когда таймерные средства CK1 генерируют первое значение отметки времени tA1 = 30, последнее посылается таймерными средствами CK2. При приеме значения отметки времени tA1 таймерные средства CK2 генерируют второе значение отметки времени tB = 90. Затем эти таймерные средства CK2 сразу же возвращают выработанное ими значение отметки времени, то есть TB = 90, таймерным средствам CK1. При приеме значения отметки времени TB таймерные средства CK1 генерируют другое первое значение отметки времени TA2 = 100.

В местоположении A значение смещения отметки времени TOC определяется в этом случае как:
TOC = tB- (tA1 + tA2)/2, (2)
а фиксированная задержка передачи TD определяется как:
TD = (tA2 - tA1)/2 (3)
И в местоположении A, и в местоположении B значение коррекции отметки времени TTC может определяться как:
TTC = tB - tA1 (4)
Значения TOC и TD можно получить подобным же образом в местоположении B. Эта процедура очевидна и не требует детального описания.

В случае, когда два таймерных средства CK1 и CK2 синхронизированы по частоте, описанные выше измерения нужно выполнять только один раз, например, во время фазы инициализации. Однако, если таймерные средства CK1 и CK2 работают в плезиохронном режиме, непрерывный частотный сдвиг требует переменных параметров фазовой коррекции, и описанное выше измерение должно повторяться периодически.

Как уже упоминалось, на измерение не должна влиять никакая существенная переменная компонента задержки, такая как задержка фиксации состояний в выходной очереди, например, до возврата значения отметки времени. Кроме того, предполагается, что задержка прохождения является одной и той же от A до B и от B до A по предварительно определенной линии передачи TL1/TLn/T1N. Эта необходимость в данном предположении отпадает, когда только значение коррекции отметки времени TTC используется для коррекции одновременно и значение смещения отметок времени TOC, и фиксированной задержки передачи TD от A к B.

Формула изобретения

1. Система переупорядочивания элементов для переупорядочивающей части телекоммуникационной сети, через которую передаются элементы связи, причем указанная переупорядочивающая часть имеет по меньшей мере один вход и по меньшей мере один выход и содержит по меньшей мере одну асинхронную схему переключения элементов, имеющую по меньшей мере один ввод, связанный с указанным входом, и по меньшей мере один вывод, причем элементы связи, передаваемые от указанного входа к указанному выводу подлежат первой переменной временной задержке, а указанная система переупорядочивания элементов содержит буферы переупорядочивания, подсоединенные между указанным выводом и указанным выходом и выполненные с возможностью получения для элементов связи второй переменной временной задержки, выбираемой таким образом, что для каждого элемента связи сумма указанных первой и второй переменных временных задержек равна заданному постоянному временному значению, определяющему размер указанных буферов переупорядочивания, отличающаяся тем, что переупорядочивающая часть содержит по меньшей мере два из указанных входов, каждый из которых связан с отдельным вводом через отдельную линию передачи, причем указанные входы и линии передачи скомпонованы в группу линий, а элементы связи подают на любой из входов группы линий и подвергают по меньшей мере фиксированной задержке передачи во время их передачи от указанного входа к выводу, причем указанная фиксированная задержка передачи образует часть первой переменной временной задержки, а минимальный размер буферов переупорядочивания определяют разностью между предварительно определяемым постоянным временным значением и фиксированной задержкой передачи.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что фиксированная задержка передачи равна минимальной задержке прохождения, ниже которой никакой элемент не может быть передан по линии передачи группы линий.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что переупорядочивающая часть содержит множество коммутационных узлов, связанных между собой группами линий из линий передач, а фиксированная задержка передачи равна сумме фиксированных задержек передачи упомянутой группы линий.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что телекоммуникационная сеть содержит множество последовательно связанных переупорядочивающих частей, каждая из которых содержит группу линий из линий передач, включенных последовательно с коммутационным узлом.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что переупорядочивающая часть содержит множество параллельных ветвей, причем каждая ветвь содержит по меньшей мере одну группу линий из линий передач, причем каждая группа линий последовательно соединена с коммутационным узлом, а названная фиксированная задержка передачи равна наименьшей сумме среди сумм фиксированных задержек передач у групп линий каждой ветви.

6. Система по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что указанная асинхронная схема переключения элементов адаптирована к передаче элементов связи от любого из указанных вводов к по меньшей мере одному из указанных выводов.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит первые таймерные средства, выдающие последовательно первые значения временной отметки, которые связывают с указанными элементами связи на каждом из указанных входов переупорядочивающей части, вторые таймерные средства, выдающие последовательно вторые значения временной отметки для управления буферами переупорядочивания, средства коррекции временных отметок, адаптированные для коррекции как фиксированной задержки передачи, так и таймерного фазового сдвига между первыми и вторыми таймерными средствами.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что указанные средства коррекции временных отметок выполняют указанную коррекцию как функцию значения коррекции отметки времени, которая равна сумме значения смещения отметки времени и фиксированной задержки передачи, причем значение смещения времени равно разности между первым значением отметки времени и вторым значением отметки времени, одновременно выдаваемыми соответственно первыми и вторыми таймерными средствами.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что указанные средства коррекции временных отметок подключены между каждым из указанных входов переупорядочивающей части и линией передачи.

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что указанная переупорядочивающая часть дополнительно содержит выходные очереди, каждая из которых подключена между указанными средствами коррекции временных отметок и линиями передачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3