專(zhuān)利名稱(chēng)：一種使用多層嵌入信號(hào)狀態(tài)協(xié)議的控制體系結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，更具體說(shuō)，是涉及數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中由分布元件傳送的信號(hào)的嵌入控制。
數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，例如那些按同步光網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字系列(SONET/SDH)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，被廣泛用于傳送寬帶通信信號(hào)。在這些傳輸網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)元件，諸如多路復(fù)用器，數(shù)字交叉連接系統(tǒng)，等等，被用來(lái)支持許多不同的用途，包括一些含有復(fù)式交換功能的用途。一個(gè)例子是“通道并列”保護(hù)交換，也稱(chēng)為“虛擬環(huán)”或“環(huán)上環(huán)”，它涉及在雙向線路交換環(huán)(BLSR)上進(jìn)行線路交換和在單向通道交換環(huán)(UPSR)上進(jìn)行通道交換。
為支持這類(lèi)用途，網(wǎng)絡(luò)元件包括一種路由結(jié)構(gòu)，諸如一種交換結(jié)構(gòu)，為路由通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)提供必需的連接。例如，帶分段控制結(jié)構(gòu)的分布交換結(jié)構(gòu)，常常用在涉及復(fù)式交換功能的用途上，其中一個(gè)獨(dú)立的控制域和獨(dú)立的交換結(jié)構(gòu)，支持每一種獨(dú)立的交換功能。為促進(jìn)分布交換結(jié)構(gòu)恰當(dāng)?shù)剡x擇信號(hào)，控制判定常常要根據(jù)信號(hào)的狀態(tài)，例如信號(hào)的質(zhì)量。但是，我們知道，現(xiàn)有的控制結(jié)構(gòu)在通過(guò)分布交換結(jié)構(gòu)傳送信號(hào)方面，傳播和利用信號(hào)狀態(tài)的能力很有限。
有一類(lèi)控制結(jié)構(gòu)，其信號(hào)監(jiān)控可以局部地在每個(gè)交換結(jié)構(gòu)單元上進(jìn)行，它對(duì)各個(gè)輸入信號(hào)，導(dǎo)出其信號(hào)狀態(tài)，以利于交換判定。因?yàn)槊總€(gè)交換結(jié)構(gòu)由一個(gè)獨(dú)立的復(fù)合控制元件控制，所以在每個(gè)后續(xù)交換結(jié)構(gòu)上，必需“重新恢復(fù)”信號(hào)狀態(tài)。不算其他問(wèn)題，僅因在每個(gè)交換結(jié)構(gòu)單元上必需進(jìn)行信號(hào)監(jiān)控，以重新恢復(fù)信號(hào)狀態(tài)，就使系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性增加。此外，不是所有類(lèi)型的信號(hào)狀態(tài)都能被重新恢復(fù)。例如，局部地發(fā)生在一給定交換結(jié)構(gòu)上的外部系統(tǒng)故障或接口故障，其狀態(tài)信息指示就不一定隨信號(hào)向前傳播至隨后的交換點(diǎn)。因而，這一類(lèi)型的信號(hào)狀態(tài)信息，雖然對(duì)后續(xù)交換判定可能有用，但在隨后的交換結(jié)構(gòu)上卻不能被重新恢復(fù)。
以SONET為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，通常用一個(gè)告警指示信號(hào)通知下游設(shè)備，表示已經(jīng)檢測(cè)到一個(gè)上游故障。但是，告警指示信號(hào)是一個(gè)獨(dú)立的維護(hù)信號(hào)，不是用于保持某一特定輸入信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)，比如質(zhì)量信息。照此，對(duì)各個(gè)輸入信號(hào)，告警指示信號(hào)并不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播信號(hào)狀態(tài)，因而，對(duì)每一個(gè)輸入信號(hào)，還須用某種類(lèi)型的信號(hào)監(jiān)控功能元件，在每一個(gè)后續(xù)的交換點(diǎn)上，重新恢復(fù)信號(hào)的狀態(tài)?？傊?，當(dāng)信號(hào)通過(guò)各個(gè)交換結(jié)構(gòu)傳播時(shí)，重新恢復(fù)并不是一個(gè)解決累積的信號(hào)狀態(tài)的有效方法。
在另一類(lèi)控制結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)獨(dú)立交換結(jié)構(gòu)用的復(fù)合控制元件，可以耦合在一起，以便有助于各個(gè)復(fù)合控制元件之間共享信號(hào)狀態(tài)信息。雖然這種辦法緩解了一些重新恢復(fù)信號(hào)狀態(tài)以外的問(wèn)題，但這種辦法要求在一給定的復(fù)合控制元件內(nèi)多個(gè)控制功能元件之間，以及各個(gè)獨(dú)立復(fù)合控制元件之間實(shí)現(xiàn)緊耦合，這是其另外的缺點(diǎn)。例如，在一復(fù)合控制元件內(nèi)各個(gè)控制功能元件之間，以及各個(gè)獨(dú)立的復(fù)合控制元件之間，要求大范圍的協(xié)調(diào)，這會(huì)帶來(lái)不需要的交換延遲。
不需要的交換延遲、信號(hào)狀態(tài)需要重新恢復(fù)、和與分布交換結(jié)構(gòu)中用復(fù)合控制方案有關(guān)的其他問(wèn)題，按照本發(fā)明原理，都可以避免，辦法是，當(dāng)信號(hào)沿傳輸通道傳播時(shí)，導(dǎo)出每個(gè)信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)，把信號(hào)狀態(tài)嵌入每個(gè)信號(hào)之內(nèi)，于是，在多個(gè)信號(hào)狀態(tài)層的至少一層內(nèi)載有信號(hào)狀態(tài)，同時(shí)有選擇地從任一層提取信號(hào)狀態(tài)，以利于在沿傳輸通道分布的任一交換結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行適當(dāng)選擇判定。重要的是，對(duì)任何特定的輸入信號(hào)，都能嵌入多層或多級(jí)信號(hào)狀態(tài)。因此，當(dāng)一個(gè)特定信號(hào)沿傳輸通道傳播時(shí)，能用多層信號(hào)狀態(tài)給出它的累積信號(hào)狀態(tài)，或支持狀態(tài)控制的各種組合，諸如用每一層來(lái)跟蹤信號(hào)狀態(tài)的不同級(jí)或不同類(lèi)。
把多層信號(hào)狀態(tài)嵌入每一個(gè)信號(hào)，并把這一信號(hào)狀態(tài)提供給與一個(gè)交換結(jié)構(gòu)直接相聯(lián)的控制元件，那么，每一個(gè)分布交換結(jié)構(gòu)使用的各個(gè)控制元件，便能互相去耦。還有，信號(hào)狀態(tài)隨每一個(gè)信號(hào)傳播，使信號(hào)狀態(tài)可以被局部地利用，并可以在傳輸通道的每一個(gè)選擇點(diǎn)直接被提取，有利于適當(dāng)選擇判定。因此，不需要像現(xiàn)有裝置那樣，必須通過(guò)前面的選擇點(diǎn)往回跟蹤信號(hào)狀態(tài)。按照本發(fā)明的原理，因?yàn)樵谒泻罄m(xù)選擇點(diǎn)，不需要重新恢復(fù)信號(hào)狀態(tài)，所以信號(hào)監(jiān)控功能元件的控制變得不那么復(fù)雜。使用多層信號(hào)狀態(tài)還允許進(jìn)行寬范圍的狀態(tài)控制。例如，任何特定輸入信號(hào)的多個(gè)質(zhì)量級(jí)或失效情況可以通過(guò)系統(tǒng)傳播，從而提供一種累積信號(hào)狀態(tài)的能力，可以用這種能力支持系統(tǒng)內(nèi)許多不同的控制要求。
從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，可以獲得本發(fā)明原理的更完整的了解，圖中相同的元件用相同的參考數(shù)字表示，附圖有

圖1A是一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，表示帶有分段控制和復(fù)合控制裝置的一種典型分布交換結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)；圖1B是一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，表示在分段復(fù)合控制元件之間有耦合的另一種典型分布交換結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)；圖1C畫(huà)出圖1B所示控制元件的放大塊圖；圖2是一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，它按照本發(fā)明原理畫(huà)出分布交換結(jié)構(gòu)用的去耦的控制裝置；圖3畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)化流程圖，表明流向一個(gè)按照本發(fā)明原理的交換結(jié)構(gòu)的信號(hào)；圖4A畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，演示把信號(hào)狀態(tài)嵌入信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例；圖4B畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，演示本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例；圖4C畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，演示本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例；圖5畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)化塊圖，演示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，有助于在多層和累積兩方面理解嵌入的信號(hào)狀態(tài)。
圖6A和6B是簡(jiǎn)化塊圖，它按照本發(fā)明原理表示信號(hào)狀態(tài)的插入。
圖7以簡(jiǎn)化方式，畫(huà)出體現(xiàn)本發(fā)明原理的一個(gè)多級(jí)結(jié)構(gòu)控制裝置的一種實(shí)施方案。
眾所周知，SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)常常使用保護(hù)交換方案，這樣一來(lái)，哪怕在一給定傳輸通道上存在間歇故障、斷線或失效，也能保持通信。SONET/SDH中這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)交換方案的一些例子，這里略舉一二雙向線路交換環(huán)(BLSR)，單向通道交換環(huán)(UPSR)，雙環(huán)互通(DRI)，和1+1設(shè)施保護(hù)。雖然這里說(shuō)明的示例性實(shí)施例，特別適合在以SONET/SDH為基礎(chǔ)的傳輸網(wǎng)絡(luò)的“通道并列(path-in-line)”保護(hù)交換中應(yīng)用，并將在這一示范性應(yīng)用的行文中加以說(shuō)明，但業(yè)內(nèi)人士從這里的講授中應(yīng)該明白，許多其他的嵌入控制應(yīng)用也可以采用本發(fā)明原理。
在下面詳細(xì)說(shuō)明的行文中，術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)絡(luò)元件”、“路由結(jié)構(gòu)”、或“路由元件”，是指業(yè)內(nèi)熟知的所有用于信號(hào)路由、交換或連接的各種部件。因此，術(shù)語(yǔ)“交換”、“路由”、“選擇”、和“連接”，可互換地用于一個(gè)傳輸通道內(nèi)對(duì)信號(hào)的操縱。這里考慮路由結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，是在數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)元件中使用的一種交換結(jié)構(gòu)。但是，在整個(gè)詳細(xì)說(shuō)明中所舉的各種例子，僅僅是示例性的，而本發(fā)明原理可以用于進(jìn)行路由選擇或判定的任何類(lèi)型的信號(hào)接口。還應(yīng)指出，術(shù)語(yǔ)“分布”意思是指兩個(gè)獨(dú)立元件之間的協(xié)同。分布交換結(jié)構(gòu)可以指一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)獨(dú)立元件，只作為例子，例如，一個(gè)機(jī)殼內(nèi)兩個(gè)分開(kāi)的交換結(jié)構(gòu)機(jī)架。分布結(jié)構(gòu)也可以指兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，例如地域上分散的、在分開(kāi)的機(jī)殼內(nèi)的交換結(jié)構(gòu)。
網(wǎng)絡(luò)元件(NE)，諸如數(shù)字交叉連接系統(tǒng)(DCS)，通常包括若干端口接口、一種或多種交換功能元件、和一種或多種控制功能元件，以實(shí)現(xiàn)一種單獨(dú)的交換應(yīng)用。在一個(gè)分布環(huán)境里，網(wǎng)絡(luò)部件的多個(gè)機(jī)架可以連接在一起。作為例子，多個(gè)機(jī)架可以在一個(gè)單獨(dú)機(jī)殼內(nèi)跨過(guò)一個(gè)接口連接，或多個(gè)機(jī)架可以在分開(kāi)的機(jī)殼之間跨過(guò)一個(gè)接口連接。
圖1A畫(huà)出兩個(gè)設(shè)備機(jī)架，即機(jī)架1100A和機(jī)架N100B的典型布局，其中每一個(gè)都裝有相同的一整套網(wǎng)絡(luò)部件。例如，在保護(hù)交換的應(yīng)用中，可以用機(jī)架1100A為BLSR作線路交換，同時(shí)可以用機(jī)架N100B為UPSR作通道交換。如圖所示，組成機(jī)架1100A的有，用于接收輸入信號(hào)的端口接口1-x101A、交換結(jié)構(gòu)102A、用于讓來(lái)自交換結(jié)構(gòu)102A的信號(hào)通過(guò)的端口接口103A、和控制機(jī)架1100A內(nèi)所有端口與交換功能元件的復(fù)合控制元件104A。同樣，組成機(jī)架N100B的有，端口接口1-y101B、交換結(jié)構(gòu)102B、端口接口103B、和復(fù)合控制元件104B。如圖所示，端口接口1-x101A和端口接口1-y101B的輸入，可以是實(shí)際系統(tǒng)的輸入，也可以是來(lái)自前面機(jī)架的虛擬輸入。比如，圖示的機(jī)架1100A中的端口接口1-x101A接收實(shí)際系統(tǒng)的輸入，而圖示的機(jī)架N100B中的端口接口1-y101B接收兩個(gè)輸入，一個(gè)是實(shí)際系統(tǒng)輸入，一個(gè)是來(lái)自機(jī)架1100A的虛擬輸入。端口接口1-x101A和端口接口1-y101B通常分別包括若干個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件105A和105B，以監(jiān)控進(jìn)入信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)。
在這一特定的分段控制布局中，所有輸入信號(hào)通過(guò)監(jiān)控元件105A和105B耦合，使每一個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)，在被各自的交換結(jié)構(gòu)102A和102B執(zhí)行每一選擇或路由功能之前，能夠被識(shí)別。因?yàn)榭刂乒δ茉?04A和104B的每一個(gè)，都分別獨(dú)立地控制機(jī)架100A和100B中的部件，這種配置的一個(gè)特別的缺點(diǎn)，是一個(gè)給定的輸入信號(hào)在機(jī)架1100A被確定的任何信號(hào)狀態(tài)，還必須在機(jī)架N100B上由信號(hào)監(jiān)控功能元件105B“重新恢復(fù)”。以從機(jī)架1100A到機(jī)架N100B的虛擬輸入為例，該輸入信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)起初是在機(jī)架1100A用信號(hào)監(jiān)控元件105A確定的，然后在機(jī)架N100B用信號(hào)監(jiān)控元件105B“重新恢復(fù)”。因此，這種類(lèi)型系統(tǒng)的每一個(gè)輸入信號(hào)，由于信號(hào)狀態(tài)是在每一個(gè)“重新恢復(fù)”點(diǎn)上獨(dú)立確定的，沒(méi)有計(jì)及任何累積狀態(tài)，故常常只與一個(gè)信號(hào)狀態(tài)有關(guān)。這種配置的另一個(gè)缺點(diǎn)，是在某些情形下，例如局部設(shè)備失效時(shí)，信號(hào)狀態(tài)不能通過(guò)系統(tǒng)傳播。這樣一來(lái)，該類(lèi)型信號(hào)狀態(tài)在后續(xù)選擇點(diǎn)就不可能被重新恢復(fù)。
圖1B畫(huà)出另一種分段控制布局，其中，復(fù)合控制元件104A和104B互相耦合，使信號(hào)狀態(tài)信息和其他控制信息能在分布部件之間共享。由于把復(fù)合控制元件104A和104B耦合在一起，送至機(jī)架N100B的虛擬輸入不被路由通過(guò)信號(hào)監(jiān)控部件105B。代替的是，那些經(jīng)由機(jī)架1100A到機(jī)架N100B的輸入信號(hào)，利用控制元件104A和104B之間的耦合，互換信號(hào)狀態(tài)信息。
圖1C畫(huà)出圖1B的復(fù)合控制元件104A和104B耦合的放大圖。如圖示，復(fù)合控制元件104A包括與非結(jié)構(gòu)控制耦合的結(jié)構(gòu)控制1110A，非結(jié)構(gòu)控制諸如故障檢測(cè)控制1，1至故障檢測(cè)控制1，x111A。如本例所示，一個(gè)故障檢測(cè)控制111A與機(jī)架1的輸入信號(hào)1至x的每一個(gè)相聯(lián)。各個(gè)故障檢測(cè)控制111A都在端口接口1-x101A內(nèi)耦合到各個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件1-x105A。同樣，復(fù)合控制元件104B包括與非結(jié)構(gòu)控制耦合的結(jié)構(gòu)控制N110B，非結(jié)構(gòu)控制諸如故障檢測(cè)控制N，1至故障檢測(cè)控制N，y111B。同樣，一個(gè)故障檢測(cè)控制111B與機(jī)架N的輸入信號(hào)1至y的每一個(gè)相聯(lián)。各個(gè)故障檢測(cè)控制111B都在端口接口1-y101B內(nèi)耦合到各個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件1-y105B。
由結(jié)構(gòu)N102B響應(yīng)結(jié)構(gòu)控制N110B而作出任何保護(hù)交換判定之前，必須確定所有信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)。例如，經(jīng)由故障檢測(cè)控制N，1至故障檢測(cè)控制N，y111B，輸入機(jī)架N的信號(hào)狀態(tài)，以及從前面的交換點(diǎn)輸入的信號(hào)狀態(tài)，諸如經(jīng)由故障檢測(cè)控制1，1至故障檢測(cè)控制1，x111A輸入機(jī)架1的信號(hào)狀態(tài)，都必須確定。因此，復(fù)合控制元件104B必須完全耦合到前面交換點(diǎn)的復(fù)合控制元件，如控制元件104A。如前所述，這種類(lèi)型的控制布局，就其在各種控制功能元件之間要求的廣泛協(xié)調(diào)，和在選擇判定中伴隨的延遲，都存在許多缺點(diǎn)?？傊?，這些布局不能給出一種性能優(yōu)化的控制體系結(jié)構(gòu)，而優(yōu)化的控制體系結(jié)構(gòu)，能對(duì)分布交換結(jié)構(gòu)的保護(hù)交換應(yīng)用，提供復(fù)式交換和交叉連接功能的支持。
按照本發(fā)明原理，上述布局的各種問(wèn)題，可以用一種多層嵌入信號(hào)狀態(tài)來(lái)避免。這種多層嵌入信號(hào)狀態(tài)減小了控制系統(tǒng)的整體復(fù)雜性，因?yàn)槎嘀乜刂乒δ茉灰欢ㄒ镁o密耦合來(lái)使選擇判定變得容易。一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的講授特別適用于分布系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的控制，因?yàn)榍度氲男盘?hào)狀態(tài)的累積能力，消除了把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的控制功能元件耦合起來(lái)的需要，從而，降低了成本，減小了復(fù)雜性和系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，而這在現(xiàn)有系統(tǒng)中是常常遇到的。
圖2畫(huà)出一個(gè)數(shù)字傳輸應(yīng)用的示例性實(shí)施例，其中采用了本發(fā)明原理。更具體說(shuō)，圖2畫(huà)出了在N個(gè)設(shè)備機(jī)架內(nèi)分布交換結(jié)構(gòu)的一種配置。為便于說(shuō)明，只畫(huà)出兩個(gè)設(shè)備機(jī)架，即機(jī)架1200A和機(jī)架N200B，每一個(gè)都裝有相同的一整套網(wǎng)絡(luò)部件。機(jī)架1200A包括接收輸入信號(hào)的端口接口1-x201A、一個(gè)交換結(jié)構(gòu)202A、讓來(lái)自交換結(jié)構(gòu)202A的信號(hào)通過(guò)的端口接口203A、和控制交換結(jié)構(gòu)202A的至少一個(gè)控制元件204A。應(yīng)該指出，一個(gè)設(shè)備機(jī)架，如機(jī)架1200A，也可以包括共用同一塊底板的多層交換結(jié)構(gòu)。同樣，機(jī)架N200B包括端口接口1-y201B、交換結(jié)構(gòu)202B、端口接口203B、和控制元件204B。
如圖所示，端口接口1-x201A和端口接口1-y201B的輸入，既可以是實(shí)際輸入(如系統(tǒng)的外部輸入)，也可以是從前面機(jī)架(如來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)的輸入)來(lái)的虛擬輸入。例如，圖示的機(jī)架1200A中端口接口1201A接收實(shí)際系統(tǒng)的輸入，而圖示的機(jī)架N200B中的端口接口1201B接收兩個(gè)輸入，一個(gè)實(shí)際輸入，一個(gè)來(lái)自機(jī)架1200A的虛擬輸入。事實(shí)上，虛擬輸入(如從機(jī)架1200A到機(jī)架N200B的輸入)也可以跨過(guò)公共設(shè)備之間的一個(gè)專(zhuān)用外部接口，而實(shí)際輸入也可以是一個(gè)非專(zhuān)用接口的信號(hào)，如符合SONET的輸入。
端口接口1-x201A和端口接口1-y201B可以分別包括信號(hào)監(jiān)控/編碼元件205A和205B，用于監(jiān)控進(jìn)入的信號(hào)并對(duì)進(jìn)入信號(hào)的狀態(tài)編碼。端口接口1-x201A和端口接口1-y201B分別把信號(hào)連同被編碼的狀態(tài)傳遞至交換結(jié)構(gòu)202A和202B。運(yùn)行時(shí)，控制元件204A和204B被用來(lái)接收每一個(gè)輸入信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)信息，還被用來(lái)向交換結(jié)構(gòu)202A和202B送出一個(gè)執(zhí)行選擇判定的控制輸入。下面還要更詳細(xì)說(shuō)明，向下指向控制元件204A和204B的箭頭代表信號(hào)狀態(tài)信息，例如從進(jìn)入信號(hào)提取的質(zhì)量信息，而從控制元件204A和204B出來(lái)的向上箭頭，代表送至各自交換結(jié)構(gòu)的控制輸入，以利于適當(dāng)選擇判定。
利用本發(fā)明原理的分段控制，局部地控制交換結(jié)構(gòu)202A和202B，其方式是只有局限于各自交換結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定選擇功能的信號(hào)狀態(tài)信息，才被用來(lái)作適當(dāng)選擇判定。這種局部化控制是用嵌入的信號(hào)狀態(tài)來(lái)達(dá)到的，據(jù)此，每一個(gè)輸入交換結(jié)構(gòu)202A和202B的信號(hào)數(shù)據(jù)，都伴隨著已編碼的信號(hào)狀態(tài)信息。因此，信號(hào)狀態(tài)信息隨同信號(hào)數(shù)據(jù)傳播，通過(guò)交換點(diǎn)。因?yàn)榭梢跃植康卦诿恳粋€(gè)交換點(diǎn)上使用信號(hào)狀態(tài)信息，所以對(duì)先前被選擇的輸入信號(hào)，能夠作出選擇判定，沒(méi)有必要像現(xiàn)有設(shè)備那樣，要往回跟蹤以確定其信號(hào)狀態(tài)。
與一些現(xiàn)有設(shè)備不同，控制元件204A和204B基本上被去耦，以進(jìn)一步降低控制方案的復(fù)雜性。特別是，控制元件204A與端口接口1-x201A和203A去耦，控制元件204B與端口接口1-y201B和203B去耦，以及控制元件204A與204B互相去耦。這樣，控制元件204A和204B能分別獨(dú)立地控制機(jī)架200A和200B內(nèi)的裝置。還有，因?yàn)樾盘?hào)狀態(tài)信息隨同信號(hào)在機(jī)架200A和200B之間傳播，所以不必像現(xiàn)有系統(tǒng)那樣，要“重新恢復(fù)”信號(hào)狀態(tài)信息。因此在這種控制設(shè)備中，由于對(duì)后續(xù)交換結(jié)構(gòu)的虛擬輸入，不必監(jiān)控其信號(hào)狀態(tài)，所有信號(hào)監(jiān)控的要求都降低了。代替的是，對(duì)任何給定輸入信號(hào)，被嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息可以局部地使用，并且可以在每一個(gè)后續(xù)交換點(diǎn)直接提取。特別是，如果需要，被編碼的信號(hào)狀態(tài)信息可以解碼，以利于在傳輸通道內(nèi)任何特定交換點(diǎn)上作出交換判定。
圖3畫(huà)出控制元件204和交換結(jié)構(gòu)202之間信號(hào)流的放大圖。為表述和理解更清楚，圖3畫(huà)出一個(gè)單個(gè)的在交換結(jié)構(gòu)202內(nèi)的路由部件210(如選擇器210)。然而，應(yīng)該指出，交換結(jié)構(gòu)202可以用許多種帶有復(fù)雜硬件和/或軟件的路由結(jié)構(gòu)，這些路由結(jié)構(gòu)都在考慮之列。一些例子包括，硬件選擇器陣列、鏈路表、和業(yè)內(nèi)人士熟知的其他工具。
再參考圖3，在選擇器210的每一個(gè)輸入端都設(shè)有一個(gè)狀態(tài)解碼元件431，對(duì)相應(yīng)輸入信號(hào)攜帶的編碼狀態(tài)信息進(jìn)行定位。后面還要更詳細(xì)說(shuō)明，狀態(tài)解碼元件431把編碼狀態(tài)信息解碼，并把解碼的狀態(tài)信息送至控制元件204。應(yīng)該指出，每一個(gè)輸入信號(hào)的編碼狀態(tài)，還能隨輸入信號(hào)在狀態(tài)解碼元件431之外繼續(xù)傳播，到達(dá)選擇器210?？刂圃?04使用適當(dāng)控制邏輯，產(chǎn)生一個(gè)控制輸入信號(hào)，輸入選擇器210。以離開(kāi)控制元件204的向上箭頭表示的控制輸入信號(hào)，可以包括特定輸入信號(hào)的地址，以便交換結(jié)構(gòu)202內(nèi)的選擇器210進(jìn)行選擇。然后，選擇器210響應(yīng)控制輸入信號(hào)，對(duì)來(lái)自結(jié)構(gòu)202的適當(dāng)輸出信號(hào)，進(jìn)行交換。
在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，控制元件204包括產(chǎn)生控制輸入信號(hào)的控制邏輯，它根據(jù)嵌入每一個(gè)輸入信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)，確定一個(gè)特定輸入信號(hào)的地址。例如，控制邏輯可以包括多級(jí)選擇器，并有選擇地配置有關(guān)的域控制元件，以便根據(jù)某一種特殊應(yīng)用，比如“通道并列”保護(hù)交換的性能判據(jù)，確定某一單個(gè)輸入信號(hào)的地址。申請(qǐng)序號(hào)No.08/942,096、名為“一種均勻路由結(jié)構(gòu)的控制體系結(jié)構(gòu)”(Bordogna4-7-8-2-3)的美國(guó)專(zhuān)利，描述了控制元件204的控制邏輯的一種實(shí)現(xiàn)途徑，此專(zhuān)利合并在這里以供參考。
下面將要說(shuō)明，伴隨每一個(gè)輸入信號(hào)的嵌入信號(hào)狀態(tài)信息，在任何控制操作或交換操作中，不會(huì)被除去，所以，信號(hào)狀態(tài)能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)保存。若與現(xiàn)有設(shè)備比較，按照本發(fā)明原理的嵌入信號(hào)狀態(tài)，不再需要在端口接口內(nèi)，為控制元件204與任何種類(lèi)的故障檢測(cè)控制加上接口。更具體說(shuō)，選擇判定是基于可以局部使用并可以在每一個(gè)個(gè)別的交換點(diǎn)上直接提取的信號(hào)狀態(tài)信息，所以，交換結(jié)構(gòu)的控制能夠與其他控制功能元件完全去耦。
圖4A是一個(gè)簡(jiǎn)化流程圖，畫(huà)出如何把信號(hào)狀態(tài)嵌入一個(gè)輸入信號(hào)內(nèi)。一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)輸入信號(hào)402，要被送至信號(hào)監(jiān)控/編碼元件205內(nèi)的信號(hào)監(jiān)控元件410和狀態(tài)編碼元件420兩個(gè)元件。按照預(yù)定的失效條件或其他性能判據(jù)，信號(hào)監(jiān)控元件410送出一個(gè)信號(hào)狀態(tài)至狀態(tài)編碼元件420。狀態(tài)編碼元件420嵌入信號(hào)狀態(tài)信息，并送出伴有嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的輸入信號(hào)數(shù)據(jù)，作為輸出信號(hào)402′。業(yè)內(nèi)人士知道，信號(hào)監(jiān)控元件410和狀態(tài)編碼元件420可以用業(yè)內(nèi)熟知的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。信號(hào)狀態(tài)與信號(hào)數(shù)據(jù)可以用許多不同方式結(jié)合，這里僅作例子，略舉一二，比如用遙測(cè)信道、或調(diào)制信號(hào)數(shù)據(jù)的振幅、頻率或相位。后面還要更詳細(xì)說(shuō)明，控制信息或命令請(qǐng)求也能嵌入信號(hào)數(shù)據(jù)中，附在被監(jiān)控的信號(hào)狀態(tài)上。
如圖4A所示，輸入信號(hào)402包含數(shù)據(jù)，而輸出信號(hào)402′則包含數(shù)據(jù)加嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息。很明顯，由于伴隨數(shù)據(jù)嵌入了信號(hào)狀態(tài)信息，所以在信號(hào)上添加了附加的開(kāi)銷(xiāo)。然而，可以用業(yè)內(nèi)人士熟知的各種技術(shù)，容納與這里講授一致的附加開(kāi)銷(xiāo)的要求。以SONET傳輸應(yīng)用為例，附加的嵌入信號(hào)狀態(tài)能用未使用的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)來(lái)攜帶。另外的途徑可以增加傳輸?shù)奈凰俾?，從而增加可用的時(shí)隙數(shù)來(lái)傳輸附加的開(kāi)銷(xiāo)。本發(fā)明還考慮使用其他已知的技術(shù)。
圖4B畫(huà)出用于數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，其中給出一個(gè)信號(hào)接口端口400和一個(gè)信號(hào)交換端口401。這些塊可以共同放在同一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，也可以放在分開(kāi)的機(jī)殼內(nèi)。與圖2所畫(huà)的實(shí)施例比較，信號(hào)接口端口400可以包括端口接口201的一些功能元件，而信號(hào)交換端口401可以包括交換結(jié)構(gòu)202和控制元件204的一些功能元件。
如圖示，信號(hào)接口端口400接收多個(gè)基本速率信號(hào)402作為輸入信號(hào)，這里以BRSi，j表示，其中i＝1到n和j＝1到m。更具體說(shuō)，信號(hào)接口端口400接收m個(gè)信道的信號(hào)輸入，m信道中每一個(gè)又包含n個(gè)輸入信號(hào)。如圖示，信道1包括基本速率信號(hào)BRS1，1到BRSn，1，信道2包括基本速率信號(hào)BRS1，2到BRSn，2，而信道m(xù)包括基本速率信號(hào)BRS1，m到BRSn，m，如此類(lèi)推。因此，BRS1，1表示信道1的第一個(gè)基本速率信號(hào)，BRSn，1表示信道1的第n個(gè)基本速率信號(hào)，BRS1，m表示信道m(xù)的第一個(gè)基本速率信號(hào)，BRSn，m表示信道m(xù)的第n個(gè)基本速率信號(hào)，如此類(lèi)推。眾所周知，一個(gè)基本速率信號(hào)就是一個(gè)基本速率或結(jié)構(gòu)的信號(hào)，它也能與其他相同基本速率的信號(hào)結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)更高速率和/或更復(fù)雜的信號(hào)。
接口端口400包括與每一個(gè)基本速率信號(hào)402相對(duì)應(yīng)的多個(gè)獨(dú)立信號(hào)監(jiān)控元件410，這里以MONi，j表示，其中i＝1到n和j＝1到m，與前面基本速率信號(hào)的符號(hào)約定一致。例如，MONn，m表示對(duì)信道m(xù)的第n個(gè)基本速率信號(hào)的質(zhì)量監(jiān)控器。接口端口400還包括多個(gè)狀態(tài)編碼元件420。
運(yùn)行時(shí)，一個(gè)獨(dú)立的信號(hào)監(jiān)控元件410測(cè)量對(duì)應(yīng)的一個(gè)基本速率信號(hào)402的信號(hào)質(zhì)量和/或狀態(tài)，并向?qū)?yīng)的狀態(tài)編碼元件420報(bào)告該基本速率信號(hào)402的信號(hào)質(zhì)量。狀態(tài)編碼元件420是一種信號(hào)狀態(tài)編碼功能元件，它通過(guò)插入代表相應(yīng)基本速率信號(hào)402的質(zhì)量或狀態(tài)的一個(gè)編碼值，以此嵌入信號(hào)監(jiān)控元件410送來(lái)的信號(hào)狀態(tài)信息。應(yīng)該指出，狀態(tài)編碼元件420編碼時(shí)，有許多不同的質(zhì)量和/或狀態(tài)等級(jí)可以使用。這樣，伴隨一個(gè)信號(hào)，有許多不同的狀態(tài)碼可供編碼，每一個(gè)狀態(tài)碼能夠代表一種不同的狀態(tài)條件(如，質(zhì)量，與時(shí)間有關(guān)的參數(shù)，等等)，因而能夠支持范圍寬廣的狀態(tài)控制。如前面對(duì)圖4A說(shuō)明那樣，狀態(tài)編碼元件420送出伴隨嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的輸入信號(hào)數(shù)據(jù)，作為輸出信號(hào)402′。
現(xiàn)在，從這一點(diǎn)向前，一直到系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)邊界，基本速率信號(hào)402′都含有原來(lái)的數(shù)據(jù)和伴隨的被編碼狀態(tài)。這樣，信號(hào)狀態(tài)在整個(gè)系統(tǒng)中傳播，從而在系統(tǒng)內(nèi)任何一個(gè)后續(xù)級(jí)上，不需要“重新恢復(fù)”信號(hào)狀態(tài)。但在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，信號(hào)常常必須在任何后續(xù)的輸入端口再次被監(jiān)控，以便在作出下一次選擇判定之前，重新恢復(fù)其信號(hào)狀態(tài)。還有，與現(xiàn)有的系統(tǒng)比較，現(xiàn)有系統(tǒng)要求整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能元件和/或復(fù)合控制結(jié)構(gòu)，共享控制功能元件之間的信息，而本發(fā)明的示范性實(shí)施例，則讓監(jiān)控在信號(hào)首次進(jìn)入系統(tǒng)的接口邊界上進(jìn)行。
信號(hào)交換端口401包括多個(gè)狀態(tài)解碼元件431，對(duì)每一個(gè)基本速率信號(hào)402′內(nèi)嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息進(jìn)行解碼。信號(hào)交換端口401還包括多個(gè)基本速率選擇器430，它們根據(jù)對(duì)應(yīng)的選擇邏輯元件435送來(lái)的控制信號(hào)，選擇適當(dāng)基本速率信號(hào)402′。如圖示，信號(hào)交換端口401是有m個(gè)選擇器430的一個(gè)m-信道基本速率信號(hào)選擇器的交換器，它選擇對(duì)應(yīng)的基本速率信號(hào)，作為送至m個(gè)信道的輸出。
運(yùn)行時(shí)，基本速率信號(hào)BRS1，1至BRSn，m，連同各自嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息，這里以基本速率信號(hào)402′表示，是作為信號(hào)交換端口401的輸入而提供的。狀態(tài)解碼元件431接收基本速率信號(hào)402′，對(duì)編碼的信號(hào)狀態(tài)信息解碼，并把解碼的信號(hào)狀態(tài)信息送至選擇邏輯元件435?；舅俾市盘?hào)402′還作為選擇器430的輸入。與圖2及圖3比較，圖4B的選擇邏輯435執(zhí)行控制元件204等價(jià)的任務(wù)。特別是，選擇邏輯元件435控制基本速率選擇器430，評(píng)價(jià)與基本速率選擇器430相關(guān)聯(lián)的所有輸入的質(zhì)量和/或狀態(tài)，并且送出適當(dāng)控制信號(hào)來(lái)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的選擇器430，按照嵌入信號(hào)狀態(tài)信息和給定選擇判據(jù)，選取最適當(dāng)輸入信號(hào)。更具體說(shuō)，每一個(gè)選擇器430選擇與m個(gè)信道之一對(duì)應(yīng)的一個(gè)基本速率信號(hào)402′，然后作為信號(hào)交換端口401的輸出而送出。每一個(gè)選擇器430接收n個(gè)基本速率信號(hào)402′作為輸入，從中進(jìn)行選擇。例如，選擇器1接收BRS1，1至BRSn，1，選擇器2接收BRS1，2至BRSn，2，選擇器m接收BRS1，m至BRSn，m，如此類(lèi)推。
應(yīng)當(dāng)指出，狀態(tài)解碼元件431并沒(méi)有從基本速率信號(hào)402′中清除編碼的狀態(tài)信息，因此，每一個(gè)選擇器430的輸出包含被選擇的基本速率信號(hào)402′，它包括該信號(hào)的原始數(shù)據(jù)和伴隨的在接口端口400插入的編碼狀態(tài)。
因?yàn)榫幋a的信號(hào)狀態(tài)信息隨同每一個(gè)基本速率信號(hào)，從輸入傳送到輸出，所以這種體系結(jié)構(gòu)確保所有交換判定能夠在每一個(gè)信號(hào)交換端口401上局部地執(zhí)行。重要的是，這種體系結(jié)構(gòu)不需要用一種復(fù)雜(重疊)的控制結(jié)構(gòu)，跨過(guò)各種功能端口，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)狀態(tài)信息的共享。還有，這種體系結(jié)構(gòu)直接支持多級(jí)或復(fù)式交換，這種交換可以是集中的，也可以是分布的。
圖4B，4C和圖5表明本發(fā)明另一個(gè)重要的方面，其中，嵌入的信號(hào)狀態(tài)包含許多層信號(hào)狀態(tài)。例如，當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)傳播時(shí)，各層信號(hào)狀態(tài)可以在選擇監(jiān)控點(diǎn)和編碼點(diǎn)加進(jìn)信號(hào)里，于是輸入信號(hào)獲得一個(gè)累積的信號(hào)狀態(tài)。結(jié)果，可以對(duì)任何給定的輸入信號(hào)，用多層狀態(tài)編碼，例如，用多于一個(gè)信號(hào)狀態(tài)碼。然后，可以單獨(dú)或結(jié)合其他層，用多層信號(hào)狀態(tài)中任一給定層，在系統(tǒng)的任一特定交換點(diǎn)上，方便地作出選擇判定。
參考圖4B，圖上畫(huà)出BRS1，2至BRSn，2通過(guò)若干層信號(hào)監(jiān)控層和編碼層傳播，這些層使用多個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件410和狀態(tài)編碼元件420，傳播時(shí)，按前面說(shuō)明的方式，在輸入信號(hào)中嵌入多種狀態(tài)碼。在本例里，可以使用與選擇器2對(duì)應(yīng)的選擇邏輯435，按照任何給定的狀態(tài)碼(即按基本速率信號(hào)攜帶的任何信號(hào)狀態(tài)層)，控制選擇器2的選擇判定。
圖4C畫(huà)出圖4B所示實(shí)施例的另一種改型，其中，可以通過(guò)控制插入元件414，把控制信息或命令請(qǐng)求插入系統(tǒng)，取代或附加在信號(hào)監(jiān)控元件410導(dǎo)出的監(jiān)控信號(hào)狀態(tài)上。如本文所指出，在監(jiān)控一個(gè)輸入信號(hào)的行文中，用信號(hào)監(jiān)控表示從該輸入信號(hào)導(dǎo)出原始的信號(hào)狀態(tài)屬性。與之對(duì)照，控制插入是指把某些控制方式應(yīng)用于輸入信號(hào)，導(dǎo)致某種需要的結(jié)果。僅僅作為例子，控制插入可以包括一個(gè)命令請(qǐng)求，如手動(dòng)交換請(qǐng)求，或測(cè)試插入請(qǐng)求，如此等等。
在圖4C中，圖上畫(huà)出BRS1，2至BRSn，2通過(guò)若干層信號(hào)監(jiān)控層(通過(guò)MON1，2至MONn，2)和控制插入層(通過(guò)CTRL1，2至CTRLn，2)傳播。在每一層，不論是從信號(hào)監(jiān)控元件410導(dǎo)出或從控制插入元件414導(dǎo)出的適當(dāng)狀態(tài)，被對(duì)應(yīng)的狀態(tài)編碼元件420編碼并嵌入BRS1，2至BRSn，2之內(nèi)。采用按照本發(fā)明原理的多層嵌入信號(hào)狀態(tài)的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)任何給定的輸入信號(hào)，能夠支持控制插入和/或信號(hào)監(jiān)控的任何組合。還有，在個(gè)別層內(nèi)或在一個(gè)特定輸入信號(hào)內(nèi)，沒(méi)有一致性要求。這樣，在一個(gè)傳輸通道內(nèi)的任何點(diǎn)，可以插入控制或監(jiān)控狀態(tài)，供任何后續(xù)選擇判定使用。應(yīng)當(dāng)指出，圖4C僅僅是體現(xiàn)本發(fā)明原理的一種示例性配置。因此，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)清楚，存在其他的符合這里講授的各種改型。
圖5畫(huà)出分布交換結(jié)構(gòu)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多層信號(hào)狀態(tài)的一個(gè)實(shí)際例子。特別指出，圖5畫(huà)出圖2的結(jié)構(gòu)和控制功能元件的簡(jiǎn)化表示，以及圖4A至圖4C中的信號(hào)監(jiān)控和編碼功能元件的一個(gè)端口的簡(jiǎn)化表示。如圖，結(jié)構(gòu)A202A和結(jié)構(gòu)B202B接收有多層信號(hào)狀態(tài)的一個(gè)輸入信號(hào)402″。更具體說(shuō)，塊400A接收基本速率信號(hào)402，并用信號(hào)監(jiān)控元件410和狀態(tài)編碼元件420加上一層信號(hào)狀態(tài)，如狀態(tài)X。在塊400A的輸出側(cè)，基本速率信號(hào)402′現(xiàn)在包括基本速率信號(hào)402原先的數(shù)據(jù)，以及由塊400A添加的嵌入信號(hào)狀態(tài)X。塊400B接收基本速率信號(hào)402′，并用塊400B內(nèi)的信號(hào)監(jiān)控元件410和狀態(tài)編碼元件420加上另一層信號(hào)狀態(tài)，如狀態(tài)Y。在塊400B的輸出側(cè)，基本速率信號(hào)402″現(xiàn)在包括基本速率信號(hào)402原先的數(shù)據(jù)，由塊400A添加的嵌入信號(hào)狀態(tài)X，和由塊400B添加的嵌入信號(hào)狀態(tài)Y。
在一個(gè)示例性的情況中，基本速率信號(hào)402″內(nèi)嵌入的信號(hào)狀態(tài)能被解碼，于是，控制元件A204A利用狀態(tài)X，促進(jìn)結(jié)構(gòu)A202A內(nèi)的一個(gè)選擇判定，同時(shí)，控制元件B204B利用狀態(tài)Y來(lái)促進(jìn)結(jié)構(gòu)B202B內(nèi)的一個(gè)選擇判定。推廣這個(gè)例子，可以用狀態(tài)X來(lái)代表與ATM蜂窩傳送有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)失效狀態(tài)碼，而用狀態(tài)Y來(lái)代表某一設(shè)備內(nèi)特定裝置的失效，如外部電路內(nèi)一個(gè)組件的失效的狀態(tài)碼。這樣，結(jié)構(gòu)A202A可以根據(jù)ATM失效信息，用狀態(tài)X來(lái)作出選擇判定，而結(jié)構(gòu)B202B則根據(jù)裝置失效信息，用狀態(tài)Y來(lái)作出裝置保護(hù)交換的選擇判定。不管選用何種具體裝置，重要的是，多層信號(hào)狀態(tài)能被嵌入一個(gè)輸入信號(hào)并在系統(tǒng)內(nèi)任何交換點(diǎn)上被用來(lái)促進(jìn)適當(dāng)選擇判定。此外，多層嵌入的信號(hào)狀態(tài)還消除了控制元件之間任何耦合的需要，例如控制元件A204A與控制元件B204B之間的耦合。
按照本發(fā)明原理的多層嵌入信號(hào)狀態(tài)的體系結(jié)構(gòu)，是非常靈活的體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)榍度氲亩鄬有盘?hào)狀態(tài)能用于許多不同的裝置。例如，一層單層的嵌入信號(hào)狀態(tài)能被用來(lái)支持一個(gè)單獨(dú)的控制功能或控制應(yīng)用。特別是，每一個(gè)狀態(tài)編碼元件420，可以用更新的信號(hào)狀態(tài)碼或值，重寫(xiě)前一個(gè)信號(hào)狀態(tài)碼或值，在同一層內(nèi)對(duì)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行編碼。
在另一個(gè)例子中，可以這樣使用多層信號(hào)狀態(tài)，讓每一層表示信號(hào)狀態(tài)的一個(gè)不同級(jí)或類(lèi)。以一個(gè)SONET的應(yīng)用為例，一層信號(hào)狀態(tài)協(xié)議可以處理信號(hào)狀態(tài)的一個(gè)級(jí)或類(lèi)，例如在虛擬分支(VT)級(jí)上的失效，而另一層可以處理信號(hào)狀態(tài)的另一級(jí)或類(lèi)，例如在同步傳送信號(hào)(STS)級(jí)上的失效，如此類(lèi)推。
在又一個(gè)例子中，當(dāng)信號(hào)在系統(tǒng)中傳播又沒(méi)有在任何給定層上重寫(xiě)信號(hào)狀態(tài)時(shí)，可以用多層信號(hào)狀態(tài)累積地跟蹤信號(hào)狀態(tài)的同一級(jí)或類(lèi)。更具體說(shuō)，每一個(gè)狀態(tài)編碼元件420，在系統(tǒng)的每一個(gè)監(jiān)控/編碼點(diǎn)，把各自的信號(hào)狀態(tài)編碼送進(jìn)一個(gè)不同的層，而各層總起來(lái)給出一個(gè)累積的信號(hào)狀態(tài)。利用多層嵌入信號(hào)狀態(tài)的這一用途，當(dāng)一個(gè)信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)傳播時(shí)，能夠保持一道“軌跡”。以SONET為例，當(dāng)一個(gè)信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的每一個(gè)監(jiān)控/編碼點(diǎn)時(shí)，每一層都可以用來(lái)為信號(hào)添加通道級(jí)狀態(tài)的同一類(lèi)。這一類(lèi)的軌跡，對(duì)故障隔離、故障識(shí)別、和/或故障分段等應(yīng)用都是有用的。
圖6A和圖6B說(shuō)明圖5所示實(shí)施例的行文中舉出的簡(jiǎn)化例子，表明如何按照所述方案，使用多層信號(hào)狀態(tài)。具體說(shuō)，圖6A表明如何逐漸地添加信號(hào)狀態(tài)信息，給出一個(gè)基本速率信號(hào)的累積信號(hào)狀態(tài)，而圖6B表明，如何用重寫(xiě)方式，把信號(hào)狀態(tài)信息逐漸地添加到一個(gè)基本速率信號(hào)中去。
參考圖6A，基本速率信號(hào)402′包括由塊400A(見(jiàn)圖5)添加的信號(hào)狀態(tài)信息，這里以狀態(tài)460表示。經(jīng)塊400B(圖5)處理之后，基本速率信號(hào)402″現(xiàn)在包括由塊400A添加的狀態(tài)460，附加在由塊400B內(nèi)狀態(tài)編碼元件添加的狀態(tài)465之上。結(jié)果，能夠用狀態(tài)460和狀態(tài)465累積地在多層信號(hào)狀態(tài)中跟蹤信號(hào)狀態(tài)的同一級(jí)或類(lèi)，以利于在傳輸通道的后續(xù)點(diǎn)上作出選擇判定。
還應(yīng)指出，圖6A可以用來(lái)演示上述其他示例性方案，其中，與累積地在多層信號(hào)狀態(tài)中跟蹤信號(hào)狀態(tài)的同一級(jí)或類(lèi)相反，用不同層來(lái)跟蹤信號(hào)狀態(tài)的一個(gè)不同的級(jí)或類(lèi)。以前面說(shuō)明的一個(gè)例子為例，狀態(tài)460可以用來(lái)指出在虛擬分組(VT)級(jí)的失效的地址，而狀態(tài)465可以用來(lái)指出在同步傳送信號(hào)(STS)級(jí)的失效的地址，如此等等。
現(xiàn)在參看圖6B，基本速率信號(hào)402′包括由塊400A(見(jiàn)圖5)添加的信號(hào)狀態(tài)信息，這里以狀態(tài)460表示。在基本速率信號(hào)402″中，信號(hào)狀態(tài)460經(jīng)塊400B(圖5)處理之后，被新的或更新的狀態(tài)465重寫(xiě)。因而，當(dāng)信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)傳播時(shí)，嵌入的信號(hào)狀態(tài)的同一層被用來(lái)支持一種獨(dú)立的控制功能或應(yīng)用。
雖然為方便說(shuō)明，在圖6A和6B中只畫(huà)出兩層信號(hào)狀態(tài)，但本發(fā)明的講授考慮到任何層數(shù)。還應(yīng)指出，也可以按照本發(fā)明原理使用上述方案的各種組合。
如前述，分布系統(tǒng)的控制，能夠依據(jù)從信號(hào)監(jiān)控功能以外導(dǎo)出的多層信號(hào)狀態(tài)。例如，在整個(gè)分布系統(tǒng)內(nèi)，可以用多層信號(hào)狀態(tài)協(xié)議支持手動(dòng)請(qǐng)求或執(zhí)行維護(hù)類(lèi)功能。以這個(gè)例子為基礎(chǔ)，一種高級(jí)的測(cè)試宏可以在系統(tǒng)的某個(gè)位置嵌入，并與信號(hào)一起傳播，在系統(tǒng)的后續(xù)位置控制適當(dāng)測(cè)試操作。換句話說(shuō)，在系統(tǒng)的每一個(gè)后續(xù)位置，根據(jù)該測(cè)試宏，運(yùn)行給定的測(cè)試功能。例如，根據(jù)嵌入的測(cè)試宏，在某個(gè)位置可能運(yùn)行環(huán)路測(cè)試功能，在另一個(gè)位置可能產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試信號(hào)，又在另一個(gè)位置可能測(cè)量信號(hào)的電平，如此等等。這個(gè)例子僅僅用于說(shuō)明，業(yè)內(nèi)人士當(dāng)能識(shí)別其他合適的與本發(fā)明原理一致的多層信號(hào)狀態(tài)裝置。
雖然這里為參考而引用申請(qǐng)?zhí)枮镹o.08/942,096，(Bordogna 4-7-8-2-3)的美國(guó)專(zhuān)利，它描述了一種中央交換結(jié)構(gòu)的分段控制裝置，但用與之相同的原理，再結(jié)合本發(fā)明的原理，可以控制分布交換結(jié)構(gòu)。更具體說(shuō)，圖4B的選擇邏輯元件435可以包括多級(jí)專(zhuān)用地址分解功能元件501，如圖7所示。每一個(gè)專(zhuān)用地址分解功能元件501包括有選擇地配置的控制邏輯，以分解送至交換結(jié)構(gòu)202的單個(gè)控制輸入。更具體說(shuō)，每一個(gè)專(zhuān)用地址分解功能元件501可以包括若干個(gè)邏輯級(jí)，每一個(gè)邏輯級(jí)有選擇地配以適當(dāng)數(shù)目的選擇器510和關(guān)聯(lián)域控制功能元件511。
分布交換結(jié)構(gòu)應(yīng)用于分段控制時(shí)，交換結(jié)構(gòu)202A接收若干個(gè)輸入Si，以輸入1-WA表示，同時(shí)產(chǎn)生若干個(gè)輸出So，以輸出1-YA表示。專(zhuān)用地址分解功能元件501A被耦合到交換結(jié)構(gòu)202A，專(zhuān)用地址分解功能元件501A的數(shù)目等于輸出So的數(shù)目，于是1-YA中每一個(gè)送至交換結(jié)構(gòu)202A的控制輸入被獨(dú)立地映射到一個(gè)1-YA的輸出So。每一個(gè)1-WA輸入的地址信息和信號(hào)狀態(tài)信息，作為送至專(zhuān)用地址分解功能元件501A的輸入。專(zhuān)用地址分解功能元件501A被用來(lái)從輸入1-WA接收地址和信號(hào)狀態(tài)信息，還被用來(lái)執(zhí)行選擇功能，產(chǎn)生一個(gè)依據(jù)信號(hào)狀態(tài)信息的單個(gè)控制輸入。通常，送至交換結(jié)構(gòu)202A的單個(gè)控制輸入，要包括準(zhǔn)備讓交換結(jié)構(gòu)202A選擇的輸入信號(hào)地址。
因?yàn)槊恳粋€(gè)專(zhuān)用地址分解功能元件501A是相互獨(dú)立的，每一個(gè)專(zhuān)用地址分解功能元件501A可以配置成能對(duì)一個(gè)單個(gè)輸出So提供“分解”控制。事實(shí)上，由于專(zhuān)用地址分解功能元件501A和輸出1-YA之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，交換結(jié)構(gòu)202A是被“信道劃分”的。這樣，因?yàn)槊恳粋€(gè)交換結(jié)構(gòu)的“信道”支持一種獨(dú)立的使用，所以交換結(jié)構(gòu)202A能同時(shí)在交換結(jié)構(gòu)202A上并行地支持1-YA的獨(dú)立使用。
如圖示，輸出So可以包含實(shí)際輸出的一個(gè)子集，以輸出1-XA表示，以及虛擬輸出，以XA+1-YA表示，這些輸出被傳送至后續(xù)的交換點(diǎn)，例如交換結(jié)構(gòu)202B。交換結(jié)構(gòu)202B能夠接收實(shí)際輸入和虛擬輸入的混合輸入，實(shí)際輸入是輸入1-iB而虛擬輸入是1-WB。需要指出，送至交換結(jié)構(gòu)202B的虛擬輸入1-WB對(duì)應(yīng)于來(lái)自交換結(jié)構(gòu)202A的虛擬輸出XA+1-YA，而更重要的是，這些虛擬輸入1-WB包括伴隨數(shù)據(jù)的被編碼的信號(hào)狀態(tài)。這樣，被編碼的信號(hào)狀態(tài)，按前面對(duì)交換結(jié)構(gòu)202A和專(zhuān)用地址分解功能元件501A說(shuō)明的同樣方式，成為專(zhuān)用地址分解功能元件501B的輸入。因而，在每一個(gè)交換結(jié)構(gòu)上都能局部地直接提取信號(hào)狀態(tài)信息，以便有助于選擇判定，不再需要經(jīng)由前面的交換點(diǎn)跟蹤和解決信號(hào)狀態(tài)?？刂平粨Q結(jié)構(gòu)202B的所有其他方面，都與前面對(duì)交換結(jié)構(gòu)202A的說(shuō)明相同，例如，專(zhuān)用地址分解功能元件501B在一一對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)上，與來(lái)自交換結(jié)構(gòu)202B的輸出1-YB對(duì)應(yīng)。
還應(yīng)該知道，上面所述的特定實(shí)施例和應(yīng)用，僅僅是本發(fā)明原理的示范。業(yè)內(nèi)人士可以設(shè)計(jì)不偏離這里講授的精神和內(nèi)容的其他適當(dāng)裝置，用在許多其他不論是否以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的通信應(yīng)用上。例如，本發(fā)明原理可以用在汽車(chē)上的以傳感器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，或用在傳感器沿貫通某一設(shè)施的數(shù)據(jù)通道周邊點(diǎn)放置的告警/監(jiān)視系統(tǒng)。來(lái)自傳感器的狀態(tài)與信號(hào)結(jié)合，由中央處理點(diǎn)，例如控制中心認(rèn)為需要適當(dāng)使用時(shí)加以傳送。此外，嵌入信號(hào)狀態(tài)可以在交換判定以外的應(yīng)用中使用。例如，本發(fā)明的講授也可以用于故障隔離、識(shí)別和/或分段，其中用多層嵌入信號(hào)狀態(tài)，在一個(gè)多跨距的、串聯(lián)的傳輸通道中管理故障。一般說(shuō)，任何使用多級(jí)嵌入控制而得益的應(yīng)用，都可以用這里說(shuō)明的本發(fā)明的講授。
又，按照本發(fā)明原理的基于多層嵌入信號(hào)狀態(tài)的控制體系結(jié)構(gòu)，可以被各種以硬件為基礎(chǔ)和以軟件為基礎(chǔ)，或兩者結(jié)合的裝置所采用。因此，本發(fā)明的范圍只受后面所附權(quán)利要求書(shū)的限制。
權(quán)利要求
1.一種用沿一傳輸通道分布的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件控制信號(hào)的選擇的方法，包括的步驟為對(duì)一個(gè)信號(hào)，在沿該信號(hào)傳輸通道的任何點(diǎn)上，導(dǎo)出其信號(hào)狀態(tài)信息；把信號(hào)狀態(tài)信息嵌入該信號(hào)的多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)；和在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的任何一個(gè)上，從該信號(hào)的多個(gè)信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)，有選擇地提取嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息，以利于選擇判定。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件中的每一個(gè)，都包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的控制元件，此控制元件基本上使它們互相去耦，在有選擇地提取嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息的步驟中，還包括步驟在每一個(gè)控制元件上，接收嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息，作為局部輸入；和送出一個(gè)作為嵌入信號(hào)狀態(tài)信息函數(shù)的控制信號(hào)，經(jīng)對(duì)應(yīng)的控制元件，送至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件中任一個(gè)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，在嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的步驟中，包括把狀態(tài)碼映射進(jìn)多層信號(hào)狀態(tài)層中任一層的步驟，其中多層信號(hào)狀態(tài)層中每一層，能夠攜帶與給定信號(hào)狀態(tài)參數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)狀態(tài)碼。
4.按照權(quán)利要求1的方法，在嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的步驟中，包括下述步驟在傳輸通道上的某一點(diǎn)，以更新的信號(hào)狀態(tài)信息，在多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層上，重寫(xiě)現(xiàn)存的信號(hào)狀態(tài)信息。
5.按照權(quán)利要求1的方法，在嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的步驟中，包括下述步驟在傳輸通道隨后的點(diǎn)上，累積地把信號(hào)狀態(tài)信息添加到不同的信號(hào)狀態(tài)層，使該信號(hào)能保持一個(gè)累積的信號(hào)狀態(tài)。
6.按照權(quán)利要求1的方法，在嵌入信號(hào)狀態(tài)信息的步驟中，包括下述步驟在多層信號(hào)狀態(tài)層的每一層，嵌入一種不同類(lèi)型的信號(hào)狀態(tài)信息，為選擇判定給出多級(jí)的控制。
7.按照權(quán)利要求2的方法，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件包括多個(gè)交換結(jié)構(gòu)，這些交換結(jié)構(gòu)能在以SONET為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)交換操作。
8.一種給出從傳輸通道中的信號(hào)導(dǎo)出的多級(jí)控制信息的方法，此方法包括的步驟為對(duì)一個(gè)信號(hào)，在沿該信號(hào)傳輸通道的任何點(diǎn)上，導(dǎo)出其信號(hào)狀態(tài)信息；把信號(hào)狀態(tài)信息嵌入該信號(hào)的多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)；從該信號(hào)內(nèi)多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層，提取信號(hào)狀態(tài)信息；和根據(jù)從多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層提取的信號(hào)狀態(tài)信息，啟動(dòng)一個(gè)控制判定。
9.一種用沿傳輸通道分布的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件控制信號(hào)的選擇的設(shè)備，此設(shè)備包括對(duì)一個(gè)信號(hào)，在沿該信號(hào)傳輸通道的任何點(diǎn)上，導(dǎo)出其信號(hào)狀態(tài)信息的裝置；把信號(hào)狀態(tài)信息嵌入該信號(hào)的多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)的裝置；和在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的任何一個(gè)上，從該信號(hào)的多個(gè)信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)，有選擇地提取嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息以利于選擇判定的裝置。
10.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件中每一個(gè)，都包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的控制元件，此控制元件基本上使它們互相去耦，而其中每一個(gè)控制元件，能接收嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息作為局部輸入，并給出一個(gè)作為嵌入信號(hào)狀態(tài)信息函數(shù)的控制信號(hào)，送至它的對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)元件。
11.按照權(quán)利要求10的設(shè)備，其中導(dǎo)出的裝置和嵌入的裝置聯(lián)合定義一個(gè)信號(hào)接口端口，而其中的信號(hào)接口端口與一個(gè)連接裝置內(nèi)的至少一個(gè)第二信號(hào)接口端口耦合，這些信號(hào)接口端口合起來(lái)能夠累積地把多層信號(hào)狀態(tài)添加到該信號(hào)上。
12.按照權(quán)利要求10的設(shè)備，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件包括分布交換結(jié)構(gòu)。
13.按照權(quán)利要求12的設(shè)備，其中分布交換結(jié)構(gòu)能在以SONET為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中支持通道并列的保護(hù)交換操作。
14.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中多層信號(hào)狀態(tài)層中某一層內(nèi)現(xiàn)存的嵌入信號(hào)狀態(tài)信息，在傳輸通道的某一點(diǎn)上，能被更新的信號(hào)狀態(tài)信息重寫(xiě)。
15.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息，是在傳輸通道隨后的點(diǎn)上，被累積地添加到不同的信號(hào)狀態(tài)層，使該信號(hào)能保持一個(gè)累積的信號(hào)狀態(tài)。
16.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中把一種不同類(lèi)的狀態(tài)信息，嵌入多層信號(hào)狀態(tài)層中每一層，為選擇判定提供多級(jí)控制。
17.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息包括狀態(tài)碼，而其中的多層信號(hào)狀態(tài)層中每一層，能攜帶與給定信號(hào)狀態(tài)參數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)狀態(tài)碼。
18.一種用于由沿傳輸通道分布的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件控制信號(hào)的選擇的設(shè)備，包括至少有一個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件，與一個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)，此至少一個(gè)信號(hào)監(jiān)控元件沿傳輸通道安排，用于導(dǎo)出該信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)信息；至少有一個(gè)狀態(tài)編碼元件，與該信號(hào)對(duì)應(yīng)，能操作此至少一個(gè)狀態(tài)編碼元件，把信號(hào)狀態(tài)信息嵌入信號(hào)的多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)；和至少有一個(gè)狀態(tài)解碼元件，與該信號(hào)對(duì)應(yīng)，能操作此至少一個(gè)狀態(tài)解碼元件，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件中任一個(gè)上，從信號(hào)的多層信號(hào)狀態(tài)層中至少一層內(nèi)，有選擇地提取嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息，以利于選擇判定。
19.按照權(quán)利要求18的設(shè)備，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件包括多個(gè)交換結(jié)構(gòu)，這些交換結(jié)構(gòu)能在以SONET為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行通道并列保護(hù)交換操作。
20.按照權(quán)利要求19的設(shè)備，其中多個(gè)交換結(jié)構(gòu)的每一個(gè)，包括一個(gè)對(duì)應(yīng)的控制元件，此控制元件基本上使它們互相去耦，而其中每一個(gè)控制元件，能接收嵌入的信號(hào)狀態(tài)信息作為局部輸入，并給出一個(gè)作為嵌入信號(hào)狀態(tài)信息函數(shù)的控制信號(hào)，送至它的對(duì)應(yīng)的交換結(jié)構(gòu)。
21.按照權(quán)利要求20的設(shè)備，其中至少一個(gè)的信號(hào)監(jiān)控元件和至少一個(gè)的狀態(tài)編碼元件聯(lián)合定義一個(gè)信號(hào)接口端口，而其中的信號(hào)接口端口與一個(gè)連接裝置內(nèi)的至少一個(gè)第二信號(hào)接口端口耦合，這些信號(hào)接口端口合起來(lái)能夠累積地把多層信號(hào)狀態(tài)添加到該信號(hào)上。
全文摘要
一種分布交換結(jié)構(gòu)能夠支持多種交換功能,同時(shí)使用一種以分布交換結(jié)構(gòu)傳送的信號(hào)攜帶著多層信號(hào)狀態(tài)為基礎(chǔ)的控制體系結(jié)構(gòu),來(lái)滿足已建立的性能要求。為了控制通過(guò)分布交換結(jié)構(gòu)的信號(hào)的選擇,提供一種方法和裝置,它在沿傳輸通道的任何點(diǎn)上,導(dǎo)出信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)信息,還利用多層信號(hào)狀態(tài)層,把信號(hào)狀態(tài)信息嵌入每一個(gè)信號(hào)。每一個(gè)信號(hào)沿傳輸通道傳播時(shí),都攜帶著各自的信號(hào)狀態(tài)信息。
文檔編號(hào)H04J3/00GK1244080SQ9911065
公開(kāi)日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1999年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者馬克·阿爾多·波爾多納, 菲利普·西德尼·迪亞茲, 約瑟夫·埃里德·蘭德里, 杰弗里·羅伯特·塔尼, 小瓦倫·克里弗頓·特雷斯特 申請(qǐng)人:朗迅科技公司