【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ伝送に関し、特に、ＣＣＩＴＴ勧告Ｇ７０７、Ｇ７０８及びＧ７０９に記載されているような同期ディジタル階層（ＳＤＨ）に従い生成された多重化されたデータをリングを介して伝送する技術に関するが、排他的な意味においてこれに限定されるものではない。 本願の記載は、ＣＣＩＴＴ Ｓ
ＤＨ標準及び北米ＳＯＮＥＴ標準に同等に適用される。
これらの標準は、同期多重化の相互に密接に関連した変形態様であり、用語／術語が一部異なっているだけである。

【０００２】

【従来の技術】リングの利点の１つは、伝送経路におけるブレークの問題を克服するために地理的多様性に対処することができ、リングを回る２つのルートのどちらによっても伝送を行うことができるということである。 トラフィックをどちらの方向にも送り、宛先レシーバで適切な方向を選択することによって保護を図ることができる。

【０００３】この選択は、ブレークが検出された後、管理コマンドによるか、あるいは自動的に行うことができる。 いずれの場合も、伝送は、一時に１つの方向でも、
同時に両方向でも行うことが可能である。 後者は、レシーバの簡単な切換スイッチを最初に受信されたトラフィック上の障害の検出によって起動することができるので、レシーバは、トランスミッタまたは共通管理センターと制御目的のためのメッセージをやり取りする間回線切換え等の保護措置を遅らす必要がないという長所がある。

【０００４】この点で、上記の保護機構は、有線及び無線システムの保護のために広く用いられる周知の「ツインパス」または「１＋１」保護と類似している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、トラフィックの経路選択をさらに柔軟に行うことができるようにすると共に、リング上の両方向（両経路）における同時伝送の場合において一部の装置機能を重複させる必要性を除くことを目的としたものである。 この重複の必要性は、タイミング情報は、リングを回わる対向方式で送るべきであるという一部の通信行政機関による特定の要求の結果生じたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＤＨデータ伝送用のアッド―ドロップマルチプレクサにおいて、一組のマルチプレクサの間でデータストリームを切り換えるスイッチを具備し、切り換え対象のデータストリームの各入力及び出力毎にそれぞれリジャスティファイヤ回路を設け、各出力リジャスティファイヤ回路のタイミングをスイッチの反対側から抽出するようにしたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を、添付図面を参照しつつその実施例及び従来技術との対比により詳細に説明する：

【０００８】本発明を説明する前に、ＳＤＨ環境におけるデータ伝送の背景及び用語について簡単に説明する。

【０００９】ＴＤＭデータを伝送する基本単位はフレームとして知られている。 ＳＤＨは、周期１２５マイクロ秒の繰り返しフレーム構造を有し、このフレームは、各々の始めにオーバーヘッドバイトのバーストを有する等しい長さの９つのセグメントから成る。 残りのバイトは、伝送されるトラフィックの種類に応じて、トラフィックと上記以外のオーバーヘッドを混合したものより成る。 全長は２４３０バイトであり、各オーバーヘッドバーストの長さは９バイトである。 このようなフレームを図１の（ａ）の部分に示す。

【００１０】ビットインターリービングを用いる独立同期ディジタル階層に対して、ＳＤＨではバイトインターリービングを用いて６４ｋｂｉｔ／ｓクロス接続をサポートする。

【００１１】図１の（ｂ）の部分は、このフレームを、
図１の（ａ）の部分の自明の表現に基づき従来の方法で表わしたものである。 この図においで、長さの等しい９
つのセグメントは行と呼ばれ、マルチプレクサに接続された個別の各従属局は、通常、それぞれ多数の完全な列を占有する独自のペイロードエリアを有する。 最初の９
列は、移送フレーム用の共通オーバーヘッドエリアである。

【００１２】従属局信号は通常連続状をなし、行が次々に発生するので、１従属局により占有される列は、記憶及びこれに伴う遅延をできるだけ小さくするために、フレーム全体を通して比較的等間隔で配置される。

【００１３】各列は、各行１バイトずつ９バイトを含み、各バイトは６４ｋｂｉｔ／ｓの容量を表し、１列全体では５７６ｋｂｉｔ／ｓの容量を表す。 これから、この標準が、北米及び欧州の双方のビットレートをサポートするためにどのように作られているかをかなり理解することができる。 ３本の列、すなわち２７バイトは、２
４のタイムスロット（すなわち２４ｘ６４ｋｂｉｔ／
ｓ）により北米方式の１．５Ｍｂｉｔ／ｓのｐｃｍ信号を若干のオーバーヘッドと共に伝送することができ、一方４本の列、すなわち３６バイトは、同様にして、３２
のタイムスロットにより欧州方式の２Ｍｂｉｔ／ｓのｐ
ｃｍ信号を伝送することができる。

【００１４】独立同期の入来従属局信号がＳＤＨマルチプレクサに達すると、その信号は、同期マルチプレクサのビットレートに合わせるために、独立同期多重と同様のやり方で、「スタッフ同期」または「パルス挿入同期」の処理が行われ、コンテナ（Ｃ）と呼ばれる合成信号となる。 ＳＤＨにおいては、この処理はマッピングと呼ばれる。 ネットワーク管理のために、パス（経路）オーバーヘッド（ＰＯＨ）と呼ばれるオーバーヘッドが付加され、その新しい合成信号は仮想コンテナ（ＶＣ）と呼ばれる。 この信号は、完全パッケージとして、多重分離が行われる点までネットワークを通じて運ばれる。

【００１５】ＶＣは、いったん組み立てられた後は、次の伝送における遅延ができるだけ小さいことが重要であり、従ってＶＣがマルチプレクサまたはクロス接続スイッチで合流する時には、異なる遅延を与えることにより一列に並べるべきではない。

【００１６】その代りに、各ＶＣの開始点は、各ＶＣ独特のポインタによって指示され、入来ＶＣがまとめて多重化されるとき、新しいポインタ値が計算される。 これらのポインタは、フレーム内の既知の場所にあり、従ってフレームが見つかればクロックパルスをカウントすることによって簡単に探し出すことができる。

【００１７】ＶＣは、再多重化され、ネットワークでのタイミング変動を受けながらネットワークを縦横に移動するので、各ＶＣは、常時その最初のフレームでのポインタによって追跡されつつ、２つのフレーム間に浮動するかまたは広がるにまかされる。 これらのタイミング変化は、ジッタの結果、そしてウォンダ及び偶発的な同期損失の結果生じ、同期損失は偶然または独立したネットワーク間での伝送によって発生する。

【００１８】独立同期階層は、各局間の同期関係がなく、高次フレーム内で浮動する低次フレームを探し出さなければならなず、この操作はネストにされたフレームアラインメントワードを用いることによって行われる。
フレームアラインメントワードは、ＳＤＨにおいてＶＣ
を追跡するのに用いようと思えば用いることができるが、ＳＤＨでは、多数のペイロードサイズをよりサポートし易いため、ポインタ方式が特徴となっている。

【００１９】ポインタ値の変化が起こると、ＶＣは実際上その移送フレームとの関係でスリップするが、しかしエラーは発生しない。 このスリップは、フレームを見失うまたは反復することによってデータ・ビットは失われるが、フレームアラインメントは保たれる交換機のフレームバッファに関連する周知のフレームスリップとは異なる。 ＳＤＨにおいては、各ポインタ値変化は、そのために割り当てられたペイロードエリアへの追加のデータバイトの挿入、あるいは設定された位置からのデータバイトの省略のいずれかに関係する。 適切なメッセージバイトによって、宛先デマルチプレクサでのオリジナル信号の復元が可能である。 このプロセスは、パルス挿入同期と同等であり、独立同期信号をＳＤＨコンテナにマップする際に用いられる方法の変形である。

【００２０】ＶＣとそのポインタは、ＳＯＮＥＴにおいて仮想従属局単位（ＶＴ）として知られている従属局単位（ＴＵ）を構成する。 各ＴＵは、ペイロードエリアにおける整数本の列に対応する量のバイトから成る。 各Ｔ
Ｕは、生成されると、多数の完全列を名目上占有するが、しかしＴＵのＶＣ部分がネットワークを縦横に移動するにつれて、２つのフレーム間に広がる傾向がある。
ＴＵのポインタ部分は、最初のフレームの既知のエリアにあり、その値は、ＶＣを追跡するために各クロス接続スイッチまたはアッド―ドロップマルチプレクサで計算し直される。

【００２１】仮想コンテナは、サポートされる従属局ビットレートに応じて、基底次及び高次の２種類が用いられる。 あるいは、高次ＶＣを多数の同じ低次ＶＣによって満たすやり方も用いることが可能である。 各高次ＶＣ
は、例えばトラフィックにその優先順位に従って障害を迂回する代替経路選択が与えられる接続保護の等のためにその成分ＴＵトラフィックの再集成が必要となるまで、ネットワークを横断しての移動する間、最初の状態のまま保持される。 しかしながら、保護切換え及び幹線トラフィック容量の供給のような多くのネットワーク管理機能については、トラフィックはその高次ＶＣの形に留まることができる。

【００２２】前述したように、伝送遅延はできるだけ小さくしなければならない。 したがって、各高次ＶＣの初めを示すためにはポインタが用いられる。 各高次ＶＣ
は、そのポインタと共にやはりＴＵを構成する。

【００２３】高次ＶＣの大きさは、ＶＣの２つの異なるサイズが名目上移送フレームのペイロードエリアの１／
３あるいは全体を占有することができるように設定される。 これらのオプションは、３次の多重トラフィック（欧州方式の３４Ｍｂｉｔ／ｓまたは北米方式の４５Ｍ
ｂｉｔ／ｓ）及び１４０Ｍｂｉｔ／ｓの４次の多重トラフィックを伝送するよう設計がなされているため、ＶＣ
−３、ＶＣ−４として知られている。

【００２４】ＳＤＨと対照的に、ＳＯＮＥＴは高次ＶＣ
を持たないが、ＶＣ−３と同等のＶＣで、同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）と呼ばれるもっぱら４５Ｍｂ
ｉｔ／ｓの単一ストリームのみを伝送するために用いられるＶＣを有する。 ＳＯＮＥＴでは、３４Ｍｂｉｔ／ｓ
はサポートされていない。

【００２５】高次ＶＣは、そのポインタと結合してＴＵ
のスペースを満たすのではなく、新しいエンティティ、
管理単位、すなわちＡＵを占有するよう、異なる場所にあるポインタと結合することもできる。 ＴＵとＡＵの主要な違いは、ＡＵがそのポインタを移送フレーム中の一定場所に持つのに対し、ＴＵは、そのポインタを、それ自体ＡＵの一部としてフレーム間を浮動するより大きいＶＣ中に有するということである。

【００２６】この違いは、クロス接続スイッチ及びアッド―ドロップマルチプレクサの動作において重要な意味を持つ。 比較的高いネットワーク管理レベルにおいては、高次ＶＣの内容にアクセスする必要はないが、クロス接続スイッチまたはアッド―ドロップマルチプレクサにおいてそのポインタ値を計算し直す必要がある。 そのプロセスは、ポインタを移送フレーム中の一定場所にまとめることにより単純化することができる。

【００２７】ＳＤＨトラフィックをリングを回る対向方式で送ることが必要な場合は、タイミングの問題が生じる。 そのようなリングが図２に示されており、図中符号１は基本リング経路を示し、２はアッド―ドロップマルチプレクサを示し、ソース側（送信側）方向はスイッチ３によって選択される。 図３は、リング１を回って異なる方向にタイミング情報を送る方法を示し、それらのタイミング経路が符号４及び５で示されている。 このようなやり方が必要なのは、ＳＤＨが、ＳＤＨネットワークを介して伝送されるトラフィックはまずネットワークのタイミング基準と同期した形式に変換されるという特性を有するためである。 この同期化は、前に述べた「パルス挿入同期」と呼ばれるプロセスによって行われる。 このプロセスは、最大２つのレベルで行うことができ、その一つは「低次仮想コンテナ（ＶＣ）レベル」と呼ばれ、もう一つは「高次仮想コンテナ（ＶＣ）レベル」と呼ばれる。 高次ＶＣは、いくつかの低次ＶＣを含む場合もあり、いったんネットワークと同期化されると、既に述べた「管理単位」、すなわちＡＵになる。

【００２８】送信側マルチプレクサでこのパルス挿入同期プロセスを（これに対するレシーバでの相補プロセスと共に）実行することができないと、受信トラフィック中にディジタルエラーが生じる。 対向回りタイミング方式は、ネットワークタイミングをリング上の全ての装置が利用できる確率を最大にする方法であり、従って同期損失によってエラーが生じる確率を最小限にする。 各々の場合のタイミングは、通常トラフィック信号の成分として伝送され、スクランブルまたはラインコーディングのような従来の伝送手段によってそのトラフィックに埋め込まれる。

【００２９】リング上で多重化、多重分離、送信及び受信を行う装置は、典型的にはアッド―ドロップマルチプレクサ、すなわちＡＤＭである。 ＡＤＭは、そこを通過するトラフィックのある割合の部分に対するアクセスを可能にするものであり、スルートラフィック全体を完全に同期分離し、再多重化する装置の安価な代替装置として用いられる。 図４は、フルマルチプレクサ／デマルチプレクサを示し、図中符号６は集合スルートラフィックラインを示し、７はマルチプレクサ、８は従属局回路をそれぞれ示す。 図５は、典型的なＡＤＭを示し、図示のように、ＡＤＭにおいてはスルートラフィックの一部のみがアクセスされるように選択をすることが可能である。 ＡＤＭは、通常、「従属局」用の可変数のプラグインカードと共に中央スイッチを具備して、アクセスの柔軟性が得られるようにすることによりその機能を果す。
これらのカード及びスイッチによって、アクセスされるトラフィックの割合を変えることが可能になる。 従来、
ＡＤＭにおいては、スイッチによって、スルートラフィックのコンポーネントを通過させる、あるいは従属局を介してアクセスする以外のことができるようにする必要はない。

【００３０】しかしながら、いくつかの用途においては、スイッチをクロス接続スイッチにし、従って集合スルートラフィックの成分をそれらの成分が来た方向へ送り返すことができるようにすることによって、トラフィックの更に柔軟な経路選択を可能にすることは、貴重である。 同期システムにおける全てのトラフィックは、同期スイッチに出入する時同期していなければならないということは自明であるから、スイッチに対して両方向から出入するトラフィックのタイミング成分は同じであることが必要である。

【００３１】実際には、スイッチに対して両方向から出入するトラフィックのタイミング成分が同じになるようにすることは困難である。 実際に伝送障害が起こると、
２つのトラフィック信号の名目上同じタイミング成分が、短期及び長期の詳細な位相ずれの点で差を生じることがある。 そのような差を生じる原因としては、例えば伝播遅延の温度誘発性変化がある。 全ての入力を同期させる必要を満たしつつこのような差に対処するためには、各入力信号毎に、スイッチ内の共通タイミング基準へ信号を転送するよう、「リジャスティファイヤ」が用いられる。 図６は、そのための周知のシステムを示す。
図中９は主スイッチを示し、スイッチの入／出力がＳ
１． ． ． ． ＳＮで示されている。 各入力には、各々対応する入力リジャスティファイヤ１０が設けられており、
スイッチ９及びリジャスティファイヤ１０は、マスタークロック１１によって制御される。

【００３２】ＳＤＨにおける「リジャスティファイヤ」
の機能は、ＳＤＨで用いられるポインタ値を、トラフィック信号をそのタイミング基準と関係づけるよう適合させることにある。 トラフィック信号は、ＳＤＨクロス接続スイッチに入って、リジャスティファイヤを通常の如く通過し、リジャスティファイヤによって低次ＶＣ及び高次ＶＣのポインタ値が調節される。 タイミング変動は温度等によって発生するので、これらの調節は動的に行われ、ネットワークを横断してこのスイッチに至るおそらくは独自であろうと考えられる各ＶＣの経路を考慮するよう、各ＶＣに一意的に適用される。 その結果は、全てのトラフィック信号はスイッチタイミングに同期されることになる。

【００３３】従来、クロス接続スイッチにおいては、出線のトラフィックは、全てそのクロス接続スイッチのローカルなタイミング基準に同期する。 （このローカルなタイミングは、名目上ネットワークにおける他のクロス接続スイッチのタイミングと同じであるが、温度、ネットワーク妨害等の結果、ネットワーク中の他の要素のタイミングとの関係において位相ずれを生じることがある。）

【００３４】ＡＤＭの場合、２つの潜在的に異なるタイミング成分のために逆回りタイミングをサポートする必要性は、両方向の伝送に単一のタイミング基準を用いることはできないということを意味する。 その結果、提案されていることが周知のＳＤＨ ＡＤＭは、単一のスイッチにまたがるクロス接続機能を持たないか、または、
このような機能を持つ場合には、逆回りタイミングをサポートすることができないかのいずれかである。 周知のＳＤＨ ＡＤＭは、図７に示されており、集合スルートラフィックパス１４、１５を接続するマルチプレクサ１
２及び１３よりなる。 図から明らかなように、従属局トラフィック１６及び１７はクロス接続することができない。

【００３５】本発明は、このジレンマを解消することを提案するもので、図８に本発明の一実施例を示す。 さらに、ネットワークの出力側には、タイミング信号をクロス接続スイッチを迂回して効果的に伝送することができるよう、タイミングアダプタまたはリジャスティファイヤ１８が設けられている。 このように付加された各出力リジャスティファイヤ１８には、スイッチ９のもう一方側の対応入力リジャスティファイヤ１０に接続されたタイミング抽出回路１９からタイミング信号が転送される。 ＡＤＭにおいては、通常東行きトラフィック用と西行き用にそれぞれ１つずつ、このような追加のリジャスティファイヤが少なくとも２つ設けられる。 その結果、
どちらかの方向から入来するトラフィックでもスイッチにタイミング基準を与えることができ、リング回りの伝送混乱に対して保護を講じることが可能となる。 図から明らかなように、他の回路構成要素は図６のものと同じである。

【００３６】これらの出力リジャスティファイヤ１８
は、その中の全てのＶＣが１つのタイミング基準から他のタイミング基準適応させられるので、入力リジャスティファイヤよりはるかに簡単化することができる。 実際、このことは、通常、出力リジャスティファイヤの機能はＡＵレベルでのみ必要であり、調節されるポインタが入力リジャスティファイヤの場合よりはるかに少ないということを意味する。

【００３７】この構成は、さらに、全ての従属局がスイッチタイミング基準と同期し、従って各従属局カードは、各ＶＣ毎に１回だけパルス挿入同期のみを行えばよいという利点を有する。 そして、スイッチは、各ＶＣをリング回りの両方向に通過させることができる。 出力リジャスティファイヤがない場合、各ＶＣを両方向に同時に送る代替方法は、例えば各方向毎に各ＶＣを別々にパルス挿入同期させるやり方になり、パルス挿入同期回路の数量が倍加する。

【００３８】本発明の方法は、宛先局で受信される名目上同じ２つの低次ＶＣの間で選択を行い、その選択を各ＶＣペアに対して独自に行い、また例えば各ＶＣに埋め込まれたオーバーヘッドに基づいて伝送品質を監視するようにした周知の構成と共に用いることも可能である。
この構成によれば、リング回りの伝送において個々のＶ
Ｃに影響する可能性のある多くのタイプの故障に対して保護が講じられ、他のＶＣを妨害することなく１つのＶ
Ｃの保護選択を行うことが可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、トラフィックの経路選択を従来より柔軟に行うことができ、リング上の両方向の同時伝送において一部の装置機能を重複させる必要なく、タイミング情報は、リングを回わる対向方式で送るべきであるという一部の通信行政機関による特定の要求をみたすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＤＨフレーム及びその行列による表現形式を示す説明図である。

【図２】簡単なリング伝送システムを示す説明図である。

【図３】対向回りリングを示す同様の説明図である。

【図４】従属局を図２に示すような種類のリングに接続する方法を示す説明図である。

【図５】従属局を図３に示すような種類のリングに接続する方法を示す説明図である。

【図６】両側の入力にリジャスティファイヤを設けた周知のスイッチを示すブロック図である。

【図７】クロス接続機能のない単一スイッチを示す説明図である。

【図８】本発明の一実施例によるクロス接続スイッチを示すブロック図である。

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