專利名稱：偽輔助信號跨接開關(guān)及開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及開關(guān)部件和使用多個開關(guān)部件的非阻塞開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。更確切地說，本發(fā)明涉及這樣一種開關(guān)部件，這種開關(guān)部件能夠從較大信號的至少一個偽輔助信號中接收數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)重新定時，并在所要求時刻將數(shù)據(jù)切換到所需位置。使用多個這種開關(guān)部件的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可接收多個偽輔助信號，并產(chǎn)生由重新排列后的偽輔助信號組成的新SONET信號(很多這樣的偽輔助信號構(gòu)成一個SONET信號)。
本發(fā)明的主題和如下標(biāo)題的發(fā)明有關(guān)“開關(guān)部件和使用這種開關(guān)部件的多數(shù)據(jù)速率非阻塞開關(guān)網(wǎng)絡(luò)”(DOCKET ＃TRA-002)，“跨接高速數(shù)字信號的系統(tǒng)”(DOCKET ＃TRA-001)和“跨接高速數(shù)字SONET信號的系統(tǒng)”(DOCKET ＃TRA-004)，所有這些發(fā)明都是同日提交的，具有共同的發(fā)明人并均已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，因此結(jié)合用作參考。
SONET通信標(biāo)準(zhǔn)已由ANSI在ANSI T1.105(1988年)公布，并在由BELLCORE出版的《SONET傳輸系統(tǒng)、通類標(biāo)準(zhǔn)》TA-TSY-00253第3期(1988年7月發(fā)行)以及其它本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的文件中有詳細(xì)描述。一個稱為STS-1信號的基本SONET信號見

圖1。該SONET信號是一個51.84兆赫的位串行信號，該位串行信號以125微秒幀速率傳輸9行90列的8位字節(jié)。該SONET信號中前三列字節(jié)被稱為傳輸首部(TOH)字節(jié)，并且如圖2所示用于各種控制目的。其余87列字節(jié)構(gòu)成圖3所示的STS-1的同步凈負(fù)載封裝(SPE)。
參考圖2可見，傳輸首部的前2個字節(jié)A1和A2是含有特殊的成幀模式的成幀字節(jié)，所述成幀模式用于使基本SONET的STS-1信號同步。另有3個字節(jié)H1、H2和H3形成明確給出SONET SPE起點(diǎn)位置信息的指針。需要這些指針字節(jié)是由于SPE在STS-1幀中的位置在時間上并不是固定的而是可隨時間移位的。由于電路條件的變化，該SPE可相對于STS-1幀緩慢地隨時間前后移動。因此，如圖3所見，單一的SPE通?？缃佑趦蓚€依次相連的STS-1幀。
實(shí)際上，如表示凈負(fù)載指針編碼的圖4所示，SPE指針位于由H1和H2字節(jié)構(gòu)成的字的后10位。該指針值是一偏移值用于指定SPE第一字節(jié)在H3字節(jié)后的位置。因此，如該指針值為0(偏移為0)，則SPE的第1字節(jié)位于H3字節(jié)后第一個字節(jié)位置。如該指針值為1，則SPE起始于H3字節(jié)后的第二個字節(jié)。該指針可用最大值為782(＝810-27-1，即，該幀有810個字節(jié)，去掉27字節(jié)用于TOH，去掉1個字節(jié)用于尋找最后位置)。如示出字節(jié)位置的圖5所見，782的值指出SPE起始于下一個STS-1幀H1字節(jié)之前的最后一個字節(jié)位置。
如圖4和圖5所示，在正常操作過程中，允許進(jìn)行兩種指針調(diào)節(jié)。當(dāng)傳輸?shù)腟PE以高于STS-1封裝的頻率運(yùn)行時(即，必須將附加信息插入該封裝)，使用負(fù)填充，而當(dāng)傳輸?shù)腟PE以低于STS-1封裝的頻率運(yùn)行時，使用正填充(即，將填充字節(jié)插入該封裝)。無論如何，SPE相位按時間前后移動一個字符。
參考圖6可見，SONET信號的凈負(fù)載可分解為許多“偽輔助信號”(VT)，而一個偽輔助信號是SPE凈負(fù)載中特定數(shù)量字節(jié)的排列。STS-1的SPE的第一列含有稱為“通路首部”(PDH)與凈負(fù)載的VTs相關(guān)的控制信息，而第30列和第59列含有基本上和凈負(fù)載無關(guān)的固定的填充。SONET信號由一定數(shù)量的VT構(gòu)成，而這些VT大小可能完全一樣或是不同尺寸的混合，例如，VT1.5，VT2，VT3，VT6。在美國，SONET信號通常含有28個DS-1(偽輔助信號)。例如，用VT1.5傳送DS-1信號，該VT1.5由規(guī)定時間位置上的3列字節(jié)構(gòu)成。圖6中，在87列的SPE中的第3、32和61列中示出偽輔助信號的編號2。
如圖2和圖6所示，通路首部包括稱為“多幀指示器”的字節(jié)H4。該多幀指示器用于確定四個字節(jié)V1、V2、V3、和V4中的哪一個位于當(dāng)前正接收的凈負(fù)載的第一位置上，所述四個字節(jié)V1、V2、V3和V4用于索引4幀SPE超幀周期的四個相位。VT指針的編碼見圖8。此外，圖8還指出位于兩個連續(xù)的STS-1的SPE中的V1和V2包含有指向偽輔助信號的同步的凈負(fù)載封裝指針(所述凈負(fù)載封裝延展在4個SONET帖范圍內(nèi)，因此需要相位索引)。VT-SPE的起始為字節(jié)V5。字節(jié)偏移定義以及V5字節(jié)位置參見圖9。如圖9所示，在VT層可有正和負(fù)填充(基本與STS-1層一樣多)，當(dāng)在VT中傳送的信號運(yùn)行慢時，需用正填充，運(yùn)行快時用負(fù)填充。
SONET信號可有各種方式，包括異步的、位同步浮動或鎖定型，以及字節(jié)同步浮動或鎖定型。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可對異步VT和浮動方式的位或字節(jié)同步VT執(zhí)行所需的跨接功能。因結(jié)構(gòu)不同而且不含VT指針，為跨接鎖定方式的VT，首先必須將鎖定方式的VT轉(zhuǎn)換成浮動方式的VT，所述轉(zhuǎn)換可采用Bellcore TA-TSX-00253所述的方式。
SONET的STS-1信號源通常為可將28個T-1信號多路調(diào)制為SONET格式化信號中28個V1.5偽輔助信號的多路調(diào)制器。在圖10中所見的多重SONET鏈路的系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在某個T-1端點(diǎn)X和另一個T-1端點(diǎn)Y之間形成邏輯通路，而X和Y分別在兩個不同的SONET的STS-1鏈路P和Q上。用于形成這種邏輯通路的系統(tǒng)叫跨接系統(tǒng)。確切地講，跨接系統(tǒng)中對SONET格式化信號進(jìn)行跨接，跨接系統(tǒng)的基本功能是將輸入的SONET信號的偽輔助信號在時間和空間上切換成輸出的SONET信號的偽輔助信號。在實(shí)現(xiàn)這類系統(tǒng)時的特殊考慮是輸入SONET信號以及它們的組成部分VT的不同步和需要將若干相互不同步的VT重新格式化成結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)妮敵龅腟ONET信號。
對于前面所述的SONET信號，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，最好提供一種電子數(shù)字跨接系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠端接多個SONET信號、將SONET信號分解為它們的子信號(即VT凈負(fù)載)，在時間上空間上對這些子信號進(jìn)行切換，將切換后的子信號重組成新的SONET信號。的確，本發(fā)明的目的在于提供這種電子數(shù)字跨接系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種偽輔助跨接開關(guān)部件，使得可通過使用由多個相同跨接開關(guān)部件來組成任何所需規(guī)模的電子數(shù)字跨接系統(tǒng)。
在構(gòu)成可切換SONET信號的偽輔助信號的電子數(shù)字跨接系統(tǒng)時，必須有各種關(guān)鍵性的考慮。第一，由于端接在開關(guān)上的不同SONET信號可能有略微不同的頻率和不同的STS-1的SPE相位，因此，跨接系統(tǒng)必須處理非同步輸入的SONET頻率、凈負(fù)載相位和相位移。第二，由于所有偽輔助信號的凈負(fù)載是非同步的(盡管由VT指針定義)，切換到某一特定位置形成輸出的SONET信號的偽輔助信號將會有不同的相位和相位移。因此，必須以某種方式跟蹤每一VT凈負(fù)載的相位以使之可用于在適當(dāng)?shù)腟ONET信號中重構(gòu)適當(dāng)?shù)膫屋o助信號。最后，由于每個偽輔助信號所傳送的凈負(fù)載因相位和指針移動而引起時間漂移，所以，需要靈活的緩沖系統(tǒng)來保證在規(guī)定發(fā)送時刻總有信號字節(jié)要發(fā)送。總之，除將輸入的SONET信號拆散為其偽輔助信號SPE并執(zhí)行“空間”切換功能外，跨接系統(tǒng)必須緩沖偽輔助信號SPE的數(shù)據(jù)，在時間上切換VT的SPE、標(biāo)記凈負(fù)載使某起始時間為已知，并在確定的輔助時間內(nèi)將凈負(fù)載重新組合成新的SONET信號。
根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的最佳實(shí)施例的開關(guān)部件包含a)至少一個數(shù)據(jù)接收裝置，每個數(shù)據(jù)接收裝置帶有用于接收基本SONET格式化的數(shù)據(jù)信號、并可將SONET格式化數(shù)據(jù)信號分解為其偽輔助信號凈負(fù)載的裝置，可識別并標(biāo)記指明所述偽輔助信號凈負(fù)載相位的字節(jié)裝置;
b)用于每個偽輔助信號凈負(fù)載的緩沖裝置，該裝置用于緩沖多個從接收裝置接收的字節(jié);
c)多個時間同步定時輸出總線，在該總線上產(chǎn)生正在形成的SONET格式化的數(shù)據(jù)信號;
d)和每個緩沖裝置關(guān)連的指針計(jì)算裝置，每個指針計(jì)算裝置包括通過標(biāo)記字節(jié)確定緩沖裝置中接收到的偽輔助信號凈負(fù)載相位與正產(chǎn)生的所述SONET格式化數(shù)據(jù)的偽輔助信號的相位差的裝置;
e)將緩沖裝置與任一輸出總線耦合的非阻塞空間切換裝置;
f)用于根據(jù)同步定時輸出總線的相位將所述緩沖裝置偽輔助信號凈負(fù)載的偽輔助信號目的地指示與偽輔助信號時間指示進(jìn)行比較的時間切換裝置，該裝置還用于當(dāng)目的地指示和時間指示一致時，將在緩沖裝置中存儲的偽輔助信號凈負(fù)載寫到由非阻塞開關(guān)裝置規(guī)定的一個所述輸出總線上。
為本發(fā)明目的起見，術(shù)語“基本SONET格式化信號”應(yīng)理解為定義了其偽輔助信號以及至少A1、A2、H1、H2和H4的首部字節(jié)的SONET格式的信號。除了SONET信號的同步鎖定模式以外，對基本SONET格式的信號也必須定義V1和V2字節(jié)。而其它首部不必定義。
在最佳實(shí)施例中，在開關(guān)部件中，用對每個SONET信號重復(fù)28次的每個VT信號相同的電路，對每個VT執(zhí)行時間緩沖、指針再計(jì)算、時間切換和空間切換。緩沖最好通過采用帶有記錄FIFO中字?jǐn)?shù)的內(nèi)部控制字的3字節(jié)的FIFO來實(shí)現(xiàn)。VT凈負(fù)載的字節(jié)按順序通過FIFO。如果FIFO區(qū)為空，使產(chǎn)生正填充并由指針重新計(jì)算裝置中的跟蹤裝置使指針再計(jì)算裝置遞進(jìn)。如果FIFO區(qū)為滿，產(chǎn)生負(fù)填充并由所述跟蹤裝置使指針再計(jì)算裝置遞減。此外，指針再計(jì)算裝置最好在位于V3字節(jié)和V5字節(jié)之間的初始周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)用于設(shè)置下一偽輔助信號超幀的字節(jié)V1和V2中找到的指針。
最佳時間切換裝置最好包括存儲裝置，該存儲裝置用于按系統(tǒng)控制器要求將偽輔助信號目的地指示字節(jié)存入緩沖裝置，以及用于將存儲的偽輔助信號的指示與從部件時序部件接收到的表示當(dāng)前組合的SONET幀的偽輔助信號的值進(jìn)行比較的比較裝置。
最佳空間切換裝置包括用于在由時間切換裝置規(guī)定的時間把多個時間同步定時的輸出總線連接到包含接收到的VT數(shù)據(jù)的FIFO的開關(guān)矩陣。由和每一個FIFO相關(guān)的存儲裝置來存儲所述開關(guān)矩陣的控制信號。該存儲裝置存儲用于由系統(tǒng)控制器支配的VT凈負(fù)載目的地SONET輸出總線的指示。
為建立部件操作和時序，將SONET位時鐘和用于形成4個STS-1幀長的VT多幀的多幀時鐘提供開關(guān)部件。時鐘信號用于形成部件操作所必需的時序信號而且使輸出總線同步，以使由時鐘規(guī)定的所有時刻直接與產(chǎn)生的SONET信號偽的位置相關(guān)。
本發(fā)明的最佳開關(guān)網(wǎng)絡(luò)使用多個以列排列的開關(guān)部件，其中將一個部件的輸出信號作為輸入信號饋送到該列下鄰部件。加在該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)列中每個部件的位時鐘信號每上一行便提前一個位時鐘周期，使得在N個部件列頂端的開關(guān)部件比起在該列底部的開關(guān)部件相位提前n-1位時鐘周期。SONET信號自列頂部產(chǎn)生，通過將每個部件延遲1個位時鐘信號而消除相位提前并建立同步。
本發(fā)明的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可簡單地通過垂直或水平方向增加附加的開關(guān)部件來加以擴(kuò)充。垂直的附加部件允許對附加的SONET信號進(jìn)行處理并置于現(xiàn)有SONET發(fā)生輸出總線上。然而，由于要對附加的SONET信號加以處理，要求附加的輸出總線具有全雙工連接性，以及在水平方向上增加提供附加總線容量的開關(guān)部件。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，參考結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
圖1是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的SONET信號幀格式的簡圖;
圖2是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的SONET信號幀中首部字節(jié)單元的圖;
圖3為兩個SONET信號幀之內(nèi)的SONET凈負(fù)載的典型單元的示意圖;
圖4是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的SONET信號凈負(fù)載的負(fù)載指針編碼的示意圖;
圖5是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的SONET信號負(fù)載指針偏移的編號示意圖;
圖6是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的帶有偽輔助信號和偽輔助信號凈負(fù)載首部的存儲單元的SONET信號的凈負(fù)載的示意圖;
圖7是按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的偽輔助信號超幀的示意圖;
圖8為按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的偽輔助信號凈負(fù)載指針編碼示意圖;
圖9為按照BELLCORE TA-TSY-00253文獻(xiàn)的偽輔助信號凈負(fù)載指針偏移的示意圖;
圖10為T-1信號通過具有多路調(diào)制器和跨接的SONET系統(tǒng)的典型通路的示意圖;
圖11為本發(fā)明開關(guān)部件，尤其是該開關(guān)部件中接收裝置細(xì)節(jié)的方框圖;
圖12為本發(fā)明開關(guān)部件中指針重新計(jì)算裝置、存儲裝置和比較裝置的方框圖;
圖13a是使用多個本發(fā)明相同開關(guān)部件的本發(fā)明的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)列的方框圖;
圖13b是本發(fā)明的擴(kuò)展的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
參考圖11可見本發(fā)明的單個開關(guān)部件100的方框圖，該方框圖尤其詳細(xì)地描述了該開關(guān)部件的接收裝置。首先應(yīng)注意到，盡管最佳開關(guān)部件100能夠接收兩個輸入的SONET格式的信號，但本發(fā)明旨在包含可接收一個或多個這樣的輸入的SONET格式的信號。此外，雖然最佳開關(guān)部件預(yù)定可適應(yīng)51.84Mb/S的STS-1速率，但本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易提出將之適應(yīng)于STS-3速率(155.52Mb/S)或更高速率SONET信號的改進(jìn)方案。
在部件100中，由可判定SONET信號的A1和A2字節(jié)的SONET幀同步電路104a和104b來接收SONET信號。因此，可將SONET幀譯碼以確定幀內(nèi)SPE單元(從現(xiàn)在起，為簡潔起見，只描述涉及單個SONET信號的電路)。同步電路104a將接收到的數(shù)據(jù)與指出該數(shù)據(jù)屬于SONET幀內(nèi)哪一個字節(jié)的字節(jié)號一起輸出。VT的SPE讀電路106a接收數(shù)據(jù)字節(jié)和字節(jié)號，求得字節(jié)H1和H2，并將SPE的起始置于所接收到信號內(nèi)。已知SPE位置，由VT的SPE讀電路106a確定VT通路首部的位置，具體為字節(jié)H4，以便判定SPE內(nèi)偽輔助信號(如H4字節(jié)所定義)的相位。然后，利用已知的H4，求出偽輔助信號的V1和V2字節(jié)以便求出并標(biāo)記各個偽輔助信號凈負(fù)載的起始時間(即，在凈負(fù)載幀內(nèi)的V5字節(jié)位置)。VT的SPE讀電路106a以字節(jié)串行方式，根據(jù)輸入的SONET信號的格式，將SONET信號多路解調(diào)為其組成的偽輔助信號，并且，將每個偽輔助信號的凈負(fù)載(數(shù)據(jù))送到其適當(dāng)?shù)腣T部分或片110a-1到110a-28。為將數(shù)據(jù)發(fā)送到共VT片，要廢棄SONET傳輸首部，通路首部和VT指針字節(jié)。然而，在將每一個偽輔助信號凈負(fù)載的字節(jié)V5發(fā)送到VT部分的片110a-1到110a-28以保存VT凈負(fù)載相位信息，需要對該字節(jié)V5加以標(biāo)記。
根據(jù)輸入的稱為VT模式控制175的SONET信號的格式，可將28個有效VT片的不同的片號用于單個SONET信號。這樣，如果SONET信號由28個VT1.5偽輔助信號組成，那么，便可利用所有28個片110a-1到110a-28。然而，如果有些偽輔助信號為VT2、VT3或VT6偽輔助信號，則利用較少的片。當(dāng)然，由于用較少的偽輔助信號，流入或流出這些片的數(shù)據(jù)速率會較高。
由于接收電路已經(jīng)從SONET幀多路解調(diào)出偽輔助數(shù)據(jù)，那么，開關(guān)部件100必須執(zhí)行空間和時間上切換VT的功能，并將VT重新裝配成新的SONET信號。完成這些功能的方框圖參見圖12，該圖更為詳細(xì)地給出了28個片的3片(28片代表部件100的一半)。實(shí)際上，每片110可分解為4個部件，用于先進(jìn)先出地存儲輸入數(shù)據(jù)，用以存儲V5標(biāo)記的緩沖裝置120;指針重新計(jì)算裝置130;讀/寫裝置140以及非阻塞開關(guān)矩陣裝置150。其中，指針重新計(jì)算裝置130用于確定輸入的偽輔助信號與正產(chǎn)生的SONET信號之間的相位偏移(即，用于計(jì)算包含在V1和V2中的指針以便用以正確地指示所產(chǎn)生SONET信號中V5的位置);所述讀/寫裝置140包括用于存儲在緩沖器中存儲數(shù)據(jù)的偽輔助信號目的地的存儲裝置142，用于將存儲的偽輔助信號目的地與表征需要數(shù)據(jù)的待產(chǎn)生的SONET信號的偽輔助信號的定時信號進(jìn)行比較的比較裝置144，以及用于存儲已存VT的輸出SONET鏈路目的地編號的存儲裝置146;所述非阻塞開關(guān)矩陣裝置150包括與門裝置151a-1到151a-25，或門裝置152-1到152-32，用于將任何緩沖裝置120中存儲的偽輔助信號的數(shù)據(jù)連接到任何32條數(shù)據(jù)總線160-1，…160-32上(見圖11)，在這些總線上產(chǎn)生新的SONET信號。如圖10所見，片110的系統(tǒng)輸入信號包括51.84MB/S的系統(tǒng)位時鐘164和2KHz多幀時鐘166，該多幀時鐘對該片定義偽輔助信號多幀中的哪一個四分之一部分置于具體SONET SPE中。主計(jì)數(shù)器168產(chǎn)生時間上先于輸入多幀時鐘1指針一個系統(tǒng)位時鐘的輸出多幀時鐘信號167，使得n個部件陣列頂部件比該陣列底部部件領(lǐng)先n-1個系統(tǒng)位時鐘。來自處理器(未示出)的控制信息也通過處理器總線171和微處理器接口173輸入到該片。將該控制信息用來設(shè)置讀/寫裝置140(見圖12)的存儲裝置142和146，使得可通過開關(guān)矩陣裝置150將分解的SONET信號的輸入的偽輔助信號在所要求時刻(對應(yīng)所要求VT)插到產(chǎn)生所要求的SONET信號的總線160上。
再參考圖12，可見部件100更多細(xì)節(jié)。具體地說，分配給片110a-1的偽輔助信號的數(shù)據(jù)放入緩沖器120a-1。緩沖器120a-1最好包括3個8位字的FIFO寄存器(用于存儲VT的SPE字節(jié))、跟蹤8位字的3個1位標(biāo)志V5，一組3個1位的“讀”(“read”)標(biāo)志，一組3個1位的“寫”(“write”)標(biāo)志和三個附加標(biāo)志。標(biāo)志V5用于指出包含于FIFO特定寄存器的字節(jié)(8位字)是否為V5類型。讀和寫標(biāo)志基本上為循環(huán)指針，其中讀標(biāo)志用以指出下一字從何處讀出以輸出到SONET發(fā)生總線，而寫標(biāo)志用于指出下一字應(yīng)寫在何處以存儲在FIFO中。其余3個標(biāo)志中，一個表示正填充操作，一個表示負(fù)填充操作，另一表示下文將討論的電路初始化。
指針計(jì)算裝置130a-1用于多種功能，這些功能有計(jì)算偽輔助信號幀的指針，記錄正的和負(fù)的填充操作并因此調(diào)整偽輔助幀指針，以及產(chǎn)生并導(dǎo)致指針字節(jié)(即V1、V2等)插入VT數(shù)據(jù)流中。為了正確地將指針字節(jié)插入VT數(shù)據(jù)流，計(jì)算裝置130接收多幀時序信息以便用之來確定將VT首部字節(jié)V1、V2、V3和V4通過使用多路調(diào)制器131a-1插入到VT數(shù)據(jù)流的時刻。在這方面應(yīng)注意到指針計(jì)算裝置130a-1最好接受H1和H2字節(jié)數(shù)值的首部字節(jié)，使得包含在這些字節(jié)中的指針具有522的數(shù)值。這樣，由部件100產(chǎn)生的SONET信號將其VT列與STS-1的SPE列對齊(使得每個SONET凈負(fù)載完全包含在單個SONET幀內(nèi)，見圖5)。
由指針計(jì)算裝置130所進(jìn)行的偽輔助指針計(jì)算最初是在出現(xiàn)于起動或系統(tǒng)重構(gòu)后的初始過程期間進(jìn)行的。含于字節(jié)V1和V2的偽輔助信號指針的目的在于指出VT幀中第一字節(jié)的字節(jié)V5。在字節(jié)V1和V2指針位單元所含數(shù)值表示該偽輔助信號的字節(jié)V3和字節(jié)V5之間的距離(字節(jié)偏移)。這樣，在(對每個VT)初始化期間，作為偽輔助幀時鐘166的結(jié)果，將V3字節(jié)位置的計(jì)數(shù)器置0。當(dāng)將緩沖器中每一字節(jié)從該緩沖器取到SONET發(fā)生總線時(以下文描述的方式)將該計(jì)數(shù)器遞增1。當(dāng)從緩沖器取出的字節(jié)被識別為接收到的偽輔助信號的V5字節(jié)時(所述V5字節(jié)由標(biāo)記該偽輔助信號的標(biāo)志位所表示)，該計(jì)數(shù)器值表征待存儲的所要求的計(jì)數(shù)器值。然后，維持該計(jì)數(shù)值并用來設(shè)置后繼偽輔助幀的字節(jié)V1和V2。只有當(dāng)出現(xiàn)正的或的填充時才改變該計(jì)數(shù)值，使得當(dāng)出現(xiàn)正的填充時遞增該計(jì)數(shù)值，而當(dāng)出現(xiàn)負(fù)填充時遞減該計(jì)數(shù)值?？傊?，指針計(jì)算裝置130a-1由于輸入的SONET信號的偽輔助信號幀的起始位置通常不同于產(chǎn)生的SONET信號的幀位置，而在“相位”上切換偽輔助信號。
偽輔助信號在“時間”和“空間”上的切換同時由讀/寫裝置140和開關(guān)矩陣裝置150完成。具體地說，讀/寫裝置140a-1由三個寄存器組成偽輔助信號目的地寄存器142a-1，比較寄存器144a-1和目的地SONET總線號寄存器146a-1。偽輔助信號目的地寄存器142a-1存儲插入到緩沖器120a-1的偽輔助信號的數(shù)據(jù)號。因?yàn)镾ONET發(fā)生總線是時間同步的，SONET幀中偽輔助信號的出現(xiàn)顯然是按時間設(shè)置的。這樣，當(dāng)主計(jì)數(shù)器168工作時，其計(jì)數(shù)值可看作整個SONET幀字節(jié)時間的序列。對給定的存儲在VT模式控制器175中的VT尺寸的配合比，存在主計(jì)數(shù)器168計(jì)數(shù)值與可用于將數(shù)據(jù)插到SONET發(fā)生總線上的偽輔助信號有效時間片之間準(zhǔn)確的映射關(guān)系。這種映射關(guān)系可由VT號選擇裝置177完成，該選擇裝置將當(dāng)前VT號的數(shù)值供給比較寄存器144。然后，用比較寄存器144中的當(dāng)前VT號的數(shù)值與讀/寫裝置140的偽輔助信號目的地寄存器142相比較。如果兩者匹配，便正是將緩沖器所含數(shù)據(jù)寫到SONET發(fā)生總線160的時刻。實(shí)際上，把所接收的SONET信號(其數(shù)據(jù)緩沖存儲于緩沖器120a-1)的偽輔助信號的編號1轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生的SONET信號的偽輔助信號的編號N便構(gòu)成偽輔助信號的時間切換。
偽輔助信號的空間切換是借助于讀/寫裝置的目的地SONET總線號寄存器146結(jié)合開關(guān)矩陣150來完成的，所述開關(guān)矩陣可將開關(guān)部件100中的56個(28個偽輔助信號×2)數(shù)據(jù)緩沖器100中的每一個連接到32個SONET發(fā)生總線160中的每一個上。依據(jù)比較器144a-1的輸出信號(它使1個字節(jié)從FIFO120a-1“取出”)來啟動SONET總線目的地寄存器146a-1。寄存器146a-1的內(nèi)容(由系統(tǒng)微處理器通過總線171和微處理器接口173裝入該寄存器)對應(yīng)于SONET總線號，而來自所述FIFO的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)接到該總線上。這樣，SONET總線目的地寄存器146a-1用作對開關(guān)矩陣150的某些邏輯電路進(jìn)行控制。
部件100的開關(guān)矩陣150邏輯上由32個與門的56個部分151a-1到151a28以及151b-1到151b-28組成，其中每個與門和32個或門152-1到152-32中的一個相連接。寄存器146a-1的內(nèi)容(非廣播方式)用于準(zhǔn)確地激活部分151a-1的32個與門中的一個，以此允許將來自緩沖器120a-1的字節(jié)以位串行形式通過多路調(diào)制器131a-1插到一個目的地總線160上，該總線是一個與門152的輸出。這樣，在由比較器144a-1指出的適當(dāng)時刻，將緩沖器120a-1所含數(shù)據(jù)取出緩沖器并寫到由寄存器146a-1指出的總線160上。實(shí)際上，開關(guān)矩陣150由目的地總線號寄存器146所控制而對偽輔助信號進(jìn)行空間切換。
32個或門結(jié)構(gòu)152-1到152-32中的32個輸出端160-1到160-32包含2個最初由部件100所接收的2個SONET信號的空間和時間轉(zhuǎn)換的VT。然而，在將要參考圖13a和13b所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中，這些輸出信號必須與開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中上述開關(guān)部件的輸出161-1到161-32相結(jié)合。因此裝備有或門165-1到165-32。然后將或門165的輸出與由首部發(fā)生裝置產(chǎn)生并插入的SONET首部字節(jié)A1、A2、B1、H1、H2、H4和H9相結(jié)合。由D觸發(fā)器190的陣列按照系統(tǒng)位時鐘信號164對首部發(fā)生裝置180的輸出重新定時以產(chǎn)生輸出信號192-1到192-32。
來自前面的開關(guān)部件的信號161-1到161-32由于在開關(guān)部件之間產(chǎn)生的一個周期的位時鐘偏差而與局部產(chǎn)生的信號160-1到160-32處于位和多幀同步狀態(tài)。因此，信號161和153的組合可直接由“或”操作完成?；蜷T165的輸出信號便包含該網(wǎng)絡(luò)中局部部件以上所有部件上到達(dá)的以及在局部部件上到達(dá)的所有VT信號。
在首部發(fā)生裝置180中，插入了SONET信號的成幀字節(jié)A1和A2，STS-1指針字節(jié)H1、H2和H3，多幀指示器字節(jié)H4、以及SONET B2奇偶校驗(yàn)字節(jié)。為將這些在正確時刻插入，提供系統(tǒng)位時鐘164和多幀時鐘166。根據(jù)設(shè)計(jì)確定A1、A2和H3的數(shù)值。類似地，如前所述設(shè)置H1、H2的數(shù)值以提供其值等于522的計(jì)數(shù)器，使得SONET凈負(fù)載全部包含在SONET幀內(nèi)。由多幀信號160確定字節(jié)H4的值，而B2的值是通過或門165-1到165-32的每一個輸出值計(jì)算出的。在計(jì)算B2時，忽略了從B2字節(jié)位置的輸出165所接收到的任何數(shù)值。
參考圖13a可見，典型的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)200可由16個開關(guān)部件100a-100p組成。借助于垂直對齊的16個部件，可處理帶有多達(dá)896個偽輔助信號的多達(dá)32個輸入的SONET信號201到232，將所述偽輔助信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生32個新的SONET信號301到332，這32個信號是32個SONET發(fā)生總線192-1，…192-32的輸出信號。如需處理附加的SONET信號，要在水平方向和垂直方向擴(kuò)展該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)如圖13b實(shí)例所見，在該實(shí)例中使用4組(每組16個)開關(guān)部件。垂直擴(kuò)展使得可接收到附加輸入的SONET信號，而水平擴(kuò)展提供了附加的SONET發(fā)生總線，以便能夠生成附加的SONET輸出信號。使用圖13b的電路，可處理多達(dá)64個SONET信號的偽輔助信號，并可進(jìn)行轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生64個新的SONET信號。應(yīng)注意到可構(gòu)造所要求大小的網(wǎng)絡(luò)。
為使開關(guān)部件和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)能夠正確地運(yùn)行以便在時間、相位和空間上對這些偽輔助信號進(jìn)行切換，使整個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)同步。各個SONET發(fā)生總線(每個部件32個)彼此同相位并由系統(tǒng)位時鐘164定時。此外，如前所述，將垂直列的每個開關(guān)部件預(yù)定為比它下鄰部件領(lǐng)先一個系統(tǒng)位時鐘周期的時間。具體地，多幀時鐘從該列最底部件到頂部部件通過(如圖11主計(jì)數(shù)器168的輸出所見)使得在傳送該時鐘信號時，每一較高部件相對于下鄰部件時間上要提前1個系統(tǒng)位時鐘周期。結(jié)果，SONET發(fā)生總線160上產(chǎn)生的SONET信號通過部件向下傳送，并與該部件的局部信號時間上同相位。
在產(chǎn)生新的SONET信號時，如前所述，最好由首部產(chǎn)生裝置180通過提供成幀字節(jié)A1和A2，多幀字節(jié)H4和SONET的SPE指針字節(jié)H1和H2而產(chǎn)生SONET的封裝信號(首部)。在每一個新的SONET幀的起始處，將A1和A2成幀字節(jié)的各位通過裝置180串行地置于每一總線上。因每個相繼部件時間上有位移，所以后繼部件不斷地重寫A1和A信息。但是，要使用存儲在后繼部件首部發(fā)生裝置的同一信息來重寫A1和A2信息(由于或門165)。32個時鐘周期以后，由主計(jì)數(shù)器指出偽輔助信號1的字節(jié)1應(yīng)置于下8個時鐘周期相應(yīng)總線上而到達(dá)偽輔助信號的凈負(fù)載。這樣，那些其偽輔助信號目的地寄存器等于數(shù)值1的片從它們的緩沖器取出一字節(jié)并以位串行方式將該字節(jié)置于由開關(guān)矩陣150轉(zhuǎn)換緩沖器所至的總線上(如目的地總線號寄存器所指示)。在這些8位時鐘周期結(jié)束時，該列最高部件的片必須置于至少一個總線上的至少一個字節(jié)，而該列第9部件的片還未達(dá)到其33個時鐘周期。對最高部件，下8個時鐘周期需在相應(yīng)總線上位移偽輔助信號2的字節(jié)1，而對該列第9字節(jié)，偽輔助信號1的字節(jié)1置于該總線。以這種方式對所有部件繼續(xù)該過程，該過程有效地將數(shù)據(jù)多路調(diào)制到SONET發(fā)生總線以正確產(chǎn)生SONET幀。換言之，通過將輸入SONET信號的偽輔助信號的輸出信號結(jié)合到32個SONET產(chǎn)生總線上。當(dāng)利用多個開關(guān)部件時，SONET信號總線垂直地通過開關(guān)部件運(yùn)行并垂直地有效地“菊花鏈接”。
應(yīng)該理解到，所提供的SONET發(fā)生電路用于產(chǎn)生SONET信號的包括指針計(jì)算裝置130產(chǎn)生的VT的SPE字節(jié)、和V1-V4字節(jié)在內(nèi)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)取自開關(guān)部件的若干片。然而，包括SONET成幀字節(jié)A1和A2，SONET SPE凈負(fù)載指針字節(jié)H1和H2(設(shè)置為522)，多幀字節(jié)H2和奇偶校驗(yàn)字節(jié)B2在內(nèi)的首部信息是由首部發(fā)生裝置180產(chǎn)生。對首部發(fā)生裝置，多幀字節(jié)數(shù)值H4取決于每個部件減去一個系統(tǒng)位周期的多幀時鐘166。
這里已經(jīng)描述并說明了開關(guān)部件和使用多個這種開關(guān)部件的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。盡管已描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但并不打算因此而限制本發(fā)明而旨在說明本發(fā)明寬廣的范圍。這樣，例如，如果將每個開關(guān)部件描述為對兩個SONET信號進(jìn)行處理以及和通過該部件啟動的32個SONET發(fā)生總線交互作用時，就會理解到，不同大小的能夠處理不同個數(shù)的SONET信號并與不同個數(shù)總線交互作用的部件會是很容易適用的。類似地，盡管所說明實(shí)施例處理STS-1的15.84Mb/s信號，但也在本發(fā)明處理STS-3信號的范圍內(nèi)，因此，也就是在本發(fā)明處理的STS-3的信號的范圍內(nèi)，又，由于將開關(guān)部件描述為使用了特定類型特定大小的FIFO緩沖器裝制，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以理解很容易使用不同的FIFO電路和/或不同緩沖器大小的FIFO。類似地，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，他們自己可以提供讀/寫裝置、開關(guān)矩陣裝置和指針計(jì)算裝置的不同實(shí)施例。由于這些不同的實(shí)施例，可能會有附加功能。例如，通過擴(kuò)展目的地VT寄存器142和/或目的地SONET總線寄存器146，就可實(shí)現(xiàn)VT的多重計(jì)算。不管確切的實(shí)現(xiàn)如何，簡單地說本發(fā)明的關(guān)鍵，在于將輸入的SONET格式的信號劃分為其偽輔助信號，在于對這些偽輔助信號進(jìn)行相位、時間和空間切換以便產(chǎn)生新的SONET信號而不引起實(shí)質(zhì)性延遲。為實(shí)現(xiàn)相位轉(zhuǎn)換的目的(即V1和V2指針計(jì)算)，有必要產(chǎn)生其相位時間已知的同步相位SONET發(fā)生總線并標(biāo)志每個輸入的偽輔助信號的幀，使得該相位相對于產(chǎn)生的SONET總線相位是可確定的。為實(shí)現(xiàn)時間切換目的，(即從一個VT轉(zhuǎn)到另一個VT)，必須有用于輸入的偽輔助信號的緩沖器，以知道SONET發(fā)生總線的確切時序并能在所要求時間將數(shù)據(jù)提供給SONET發(fā)生總線。為實(shí)現(xiàn)空間切換(即，輸入SONET總線到輸出SONET總線)有必要有一個非阻塞的物理開關(guān)將數(shù)據(jù)耦合到SONET發(fā)生總線。最后，為完成所有這些轉(zhuǎn)換而沒有實(shí)質(zhì)性延遲，重要的是建立向下流過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)一層的SONET信號之間固定的相位關(guān)系，這最好通過將每一級的相位提前一個系統(tǒng)位周期來實(shí)現(xiàn)，盡管要利用其它相位關(guān)系。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以進(jìn)一步理解，當(dāng)將“列”、“垂直的”、“水平的”等確定的術(shù)語用于描述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部件之間的關(guān)系時，這些術(shù)語是相對術(shù)語而不打算以任何方式予以限制。進(jìn)一步諸如“相位”“時間”切換的術(shù)語可在其最廣義上加以理解，其中“時間”切換涉及將一個SONET信號插到另一SONET信號的任何VT槽中，其中“相位”轉(zhuǎn)換描述從VT幀到待產(chǎn)生SONET信號幀的跟蹤，以便對所產(chǎn)生的SONET信號計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹羔?。進(jìn)一步，應(yīng)當(dāng)理解到用于完成相位、時間、空間切換的裝置的物理實(shí)現(xiàn)可采用各種形式，這些形是包括分立元件、集成電路、CMOS或雙極性晶體管等。所以，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是對所述本發(fā)明作另外修改而不會偏離如權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)部件，該開關(guān)部件用于對至少一個基本上SONET格式化數(shù)據(jù)信號的多個偽輔助信號進(jìn)行跨接以產(chǎn)生至少一個的其它的基本上SONET格式的數(shù)據(jù)信號，所述開關(guān)部件特征在于包含a)至少一個數(shù)據(jù)接收裝置，每個數(shù)據(jù)接收裝置含有用于接收基本SONET格式的數(shù)據(jù)信號的裝置，將所述基本SONET格式的數(shù)據(jù)信號分解為其偽輔助信號凈負(fù)載的裝置，以及用于對表示所述偽輔助信號凈負(fù)載的相位字節(jié)識別和標(biāo)志的裝置，b)所述接收到的基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的每個偽輔助信號的緩沖裝置，用于緩沖所述接收裝置所接收到的偽輔助信號凈負(fù)載數(shù)據(jù)，c)多個時間同步的時鐘輸出總線，在這些總線上產(chǎn)生正在形成的所述基本SONET格式的數(shù)據(jù)信號，d)和每個緩沖裝置相關(guān)的指針計(jì)算裝置，每個指針計(jì)算裝置包括用于通過所述標(biāo)記字節(jié)確定所述緩沖裝置接收的偽輔助信號凈負(fù)載的相位與正形成的所述SONET格式數(shù)據(jù)信號的偽輔助信號的相位之間的相位差的裝置，以及用于產(chǎn)生表征所述相位差的指針，e)用于將所術(shù)緩沖裝置耦合到任何所述時間同步時鐘輸出總線的非阻塞空間切換裝置，以及f)和每個緩沖裝置相關(guān)的用于將所述緩沖裝置中的所述偽輔助信號凈負(fù)載數(shù)據(jù)的偽輔助信號目的地指示和根據(jù)同步時鐘輸出總線的相位的偽輔助信號時間指示進(jìn)行比較，并用于將存儲在所述緩沖裝置的偽輔助信號凈負(fù)載數(shù)據(jù)當(dāng)所述目的地指示和所述時間指示相對應(yīng)時寫到由非阻塞空間切換裝置指示的所述總線中一個的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述開關(guān)部件，其特征在于每個指針計(jì)算裝置包含用于在初始周期對時鐘周期計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置，所述初始周期從所述時間同步的時鐘輸出總線上出現(xiàn)偽輔助信號的預(yù)定字節(jié)的時刻到與將標(biāo)記字節(jié)從所述緩沖裝置寫到所述總線之一的時刻相關(guān)的時刻。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)部件，其特征在于在所述輸出總線上出現(xiàn)的偽輔助信號的所述預(yù)定字節(jié)為偽輔助信號凈負(fù)載的V3字節(jié)，所述標(biāo)記字節(jié)為接收到的偽輔助信號凈負(fù)載的V5字節(jié)，以及所述的和寫入標(biāo)記字節(jié)時間有關(guān)的時間為將標(biāo)記字節(jié)寫到所述輸出總線中所述一個總線的時刻。
4.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)部件，其特征在于所述用于產(chǎn)生指針的裝置包括用于從所述記數(shù)裝置取數(shù)的裝置，用于根據(jù)所述記數(shù)、產(chǎn)生包含于在指針內(nèi)的字節(jié)V1和V2的裝置。
5.如權(quán)利要求4的能夠產(chǎn)生正的和負(fù)的填充的開關(guān)部件，其特征在于所述指針計(jì)算裝置還包含用于記錄所述正的和負(fù)的填充的跟蹤裝置，以及相應(yīng)地用于遞增和遞減的遞增/遞減裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)部件，其特征在于在所述輸出總線上出現(xiàn)的偽輔助信號的所述預(yù)定字節(jié)為該偽輔助信號凈負(fù)載的V3字節(jié)，所述標(biāo)記字節(jié)為接收的偽輔助信號凈負(fù)載的字節(jié)V5，以及所述的與寫入標(biāo)記字節(jié)的時間相關(guān)的時間是將標(biāo)記字節(jié)寫到所述輸出總線的所述一個總線上的所述時間。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于所述時間切換裝置還包括用于存儲所述偽輔助信號目的地表示的第一存儲裝置，以及用于判定所述偽輔助信號目的地指示對應(yīng)于所述時間指示的時刻的比較裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)部件，其特征在于所述時間切換裝置還包括用于存儲空間切換控制信息的第二存儲器裝置，其中所述控制信息在所述目的地指示和所述時間指示相對應(yīng)時對所述非阻塞空間切換裝置進(jìn)行控制。
9.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)部件，其特征在于(g)部件時序部分裝置，該裝置包含用于接收系統(tǒng)時鐘和多幀時鐘的裝置，用于相對于所述開關(guān)部件產(chǎn)生表示所述同步時鐘輸出總線的所述時間表示的裝置，以及用于將所述的所產(chǎn)生的時間指示發(fā)送到所述比較裝置的裝置。
10.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)部件，其特征在于所述時間切換裝置還包含用于存儲所述偽輔助信號目的地指示的第一存儲裝置，用于確定何時所述偽輔助信號目的地指示和所述時間指示相對應(yīng)的比較裝置，用于存儲空間切換控制信息的第二存儲裝置，其中，當(dāng)所述目的地指示和所述時間指示相一致時，所述控制信息控制所述非阻塞空間切換裝置，所述開關(guān)部件還包括g)部件時序部分裝置，該裝置包含用于接收系統(tǒng)位時鐘和多幀時鐘的裝置，用于相對于所述開關(guān)部件產(chǎn)生表示所述同步時鐘輸出總線的所述時間指示的裝置，以及用于將所述的產(chǎn)生的時間指示發(fā)送到所述比較裝置的裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于用于產(chǎn)生SONET傳輸首部信息以插到所述時間同步定時總線的首部發(fā)生裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)部件，其特征在于所述SONET傳輸首部信息包含SONET同步字節(jié)，SONET的SPE指針字節(jié)，以及多幀指示器字節(jié)。
13.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)部件，其特征在于所述SONET的SPE指針包含其值為522的指針。
14.如權(quán)利要求10所述的開關(guān)部件，其特征在于還包含用于產(chǎn)生SONET傳輸首部信息的首部產(chǎn)生裝置，所述SONET傳輸首部信息包含SONET同步字節(jié)，包含其值等于522的指針的SONET的SPE指針字節(jié)，以及多幀指示器，以插入到所述時間同步定時總線。
15.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于用于分解所述基本為SONET格式數(shù)據(jù)信號的所述裝置和用于識別和標(biāo)記的所述裝置均包含于尋找并識別SONET同步字節(jié)的裝置，用于相對于所述同步字節(jié)指針字節(jié)定位SONET SPE凈負(fù)載的裝置以及用于將所述指針字節(jié)譯碼為SONET的SPE凈負(fù)載并求出V1和V2字節(jié)的裝置，以及用對所述V1和V2字節(jié)以求出V5字節(jié)的裝置。
16.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于所述開關(guān)部件包括兩個所述數(shù)據(jù)接收裝置，56個所述緩沖裝置，56個所述指針計(jì)算裝置，56個所述時間切換裝置和32個所述輸出總線。
17.如權(quán)利要求14所述的開關(guān)部件，其特征在于所述用于分解所述基本為SONET格式數(shù)據(jù)信號的裝置和所述用于識別和標(biāo)記的裝置同時包含用于尋找和識別SONET同步字節(jié)的裝置、用于相對于所述同步字節(jié)指針字節(jié)定位SONET的SPE凈負(fù)載的裝置，用于將所述指針字節(jié)譯碼為SONET的SPE凈負(fù)載并尋找V1和V2字節(jié)以及用于對所述V1和V2字節(jié)進(jìn)行譯碼以求出V5字節(jié)的裝置，以及所述開關(guān)部件包括2個所述數(shù)據(jù)接收裝置，56個所述緩沖裝置，56個所述指針計(jì)算裝置，56個所述時間切換裝置，以及32個所述輸出總線。
18.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于所述基本上SONET格式化數(shù)據(jù)信號為純粹SONET信號。
19.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)部件，其特征在于至少所述多個偽輔助信號中的第一個為第一數(shù)據(jù)速率，而至少所述多個偽輔助信號的第二個為第二數(shù)據(jù)速率。
20.用于對多個基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的多個偽輔助信號進(jìn)行跨接以產(chǎn)生多個其它的基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的特征在于包含a)多個鏈接的開關(guān)部件，每個開關(guān)部件包含1)至少一個數(shù)據(jù)接收裝置，每個數(shù)據(jù)接收裝置帶有用于接收基本SONET格式的數(shù)據(jù)信號的裝置，用于將所述基本SONET格式數(shù)據(jù)信號分解為其偽輔助信號凈負(fù)載的裝置，以及用于識別和標(biāo)記表征所述偽輔助信號凈負(fù)載的相位的字節(jié)的裝置，2)對所述接收到的基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的每一個偽輔助信號的、用于緩沖從所述接收裝置接收到的偽輔助信號凈負(fù)載的裝置，3)多個時間同步定時輸出總線，在這些總線上產(chǎn)生正在形成的所述基本SONET格式的數(shù)據(jù)信號，4)和每個緩沖裝置相關(guān)聯(lián)的指針計(jì)算裝置，每個指針計(jì)算裝置包括用于通過標(biāo)記字節(jié)判定所述緩沖裝置接收的偽輔助信號凈負(fù)載的相位與正在形成的所述SONET格式數(shù)據(jù)信號的偽輔助信號的相位之間的相位差的裝置，以及用于產(chǎn)生表征所述相位差的指針的裝置，5)用于將所述緩沖裝置耦合到任何所述時間同步定時輸出總線的非阻塞空間切換裝置，以及6)和每個緩沖裝置相關(guān)聯(lián)的用于將所述緩沖裝置中的所述偽輔助信號凈負(fù)載數(shù)據(jù)的偽輔助信號目的地指示與基于同步定時輸出總線的相位的偽輔助信號時間指示進(jìn)行比較、并用于將所述緩沖裝置中存儲的偽輔助信號凈負(fù)載數(shù)據(jù)在任何目的地指示與所述時間指示相對應(yīng)時寫到由所述非阻塞空間切換裝置指出的所述輸出總線之一的裝置，其中，每一個所述多個輸出總線對每一個所述多個鏈接轉(zhuǎn)換部件鏈接的所述轉(zhuǎn)換裝置是公用的，b)用于將至少一個系統(tǒng)位時鐘信號提供給至少一個所述切換部件的時鐘裝置，其中，按照所述系統(tǒng)位時鐘信號對所述多個同步定時輸出總線進(jìn)行計(jì)時，以及c)偏移裝置，該裝置用于使在開關(guān)部件所述鏈的第一個開關(guān)部件得到的指出所述同步定時輸出總線相位的多幀時鐘比開關(guān)部件所述鏈中第n個開關(guān)部件接收到的多幀時鐘信號領(lǐng)先(n-1)X個系統(tǒng)位時鐘信號。其中X為預(yù)定值。
21.如權(quán)利要求20所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述時鐘裝置包括用于將所述多幀時鐘信號提供給至少一個所述開關(guān)部件的裝置，以及X為大于0的整數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述偏移裝置作為主計(jì)數(shù)器裝置包括在每一個所述開關(guān)部件中，所述主計(jì)數(shù)器裝置包括用于得到多幀時鐘信號和所述系統(tǒng)位時鐘信號以及從中產(chǎn)生和所述輸出總線的相位相關(guān)的局部計(jì)數(shù)從而使所述主計(jì)數(shù)器裝置相關(guān)的開關(guān)部件相應(yīng)動作的裝置，所述主計(jì)數(shù)器裝置還包括多幀時鐘發(fā)生和輸出裝置，該裝置用于提供從得到的多幀時鐘信號到相鄰開關(guān)部件的主計(jì)數(shù)器至少偏移1個位時鐘周期的多幀時鐘信號。
23.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于由所述主計(jì)器產(chǎn)生的所述多幀時鐘信號比得到的多幀時鐘信號至少提前1個位時鐘周期，而由所述主計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的所述多幀時鐘信號發(fā)送到所述鏈中相鄰較高處的開關(guān)部件的主計(jì)數(shù)器并由后者接收。
24.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于X等于1，所述多個部件等于16個部件，所述開關(guān)部件的所述至少一個數(shù)據(jù)接收裝置包含2個數(shù)據(jù)接收裝置，以及所述多個輸出總線等于32條輸出總線。
25.如權(quán)利要求24所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述多個部件預(yù)定提供一非阻塞開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，以及所述偏移裝置，所述時鐘裝置，所述非阻塞空間切換裝置，和用于鏈接所述開關(guān)部件的所述多個時間同步定時輸出總線被安排以使所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)是可擴(kuò)充的。
26.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件的每一個指針計(jì)算裝置包含用于在初始周期對時鐘周期計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置，所述初始周期是從在所述時間同步定時輸出總線上出現(xiàn)偽輔助信號的預(yù)定字節(jié)的時間至與將標(biāo)記字節(jié)從所述緩沖裝置寫到一個所述輸出總線的時間相關(guān)連的時間。
27.如權(quán)利要求26所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件包括用于產(chǎn)生正的和負(fù)的填充的裝置，用于產(chǎn)生指針的裝置包含從所述計(jì)數(shù)器裝置取數(shù)的裝置，和用于根據(jù)所述計(jì)數(shù)產(chǎn)生包含在指針中的V1和V2字節(jié)的裝置，以及所述指針計(jì)數(shù)裝置還包括用于跟蹤所述正的和負(fù)的填充的跟蹤裝置，以及用于相應(yīng)遞增或遞減所述計(jì)數(shù)的遞增/遞減裝置。
28.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在所述輸出總線上出現(xiàn)的偽輔助信號的所述預(yù)定字節(jié)是偽輔助信號凈負(fù)載的V3字節(jié)，所述標(biāo)記字節(jié)是接收到的偽輔助信號凈負(fù)載的V5字節(jié)，以及與所述寫入標(biāo)記字節(jié)的時間相關(guān)的所述時間是將標(biāo)記字節(jié)寫到所述1個的所述輸出總線上的所述時間。
29.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件的所述時間切換裝置還包含用于存儲所述偽輔助信號目的地指示的第一存儲裝置，用于確定何時所述偽輔助信號目的地指示和所述時間指示相對應(yīng)的比較裝置，以及用于存儲空間切換控制信息的第二存儲裝置，其中，當(dāng)所述目的地指示與所述時間指示相對應(yīng)時，所述控制信息對所述非阻塞空間切換裝置加以控制，其中所述時間指示從與所述輸出總線相位相關(guān)的所述局部計(jì)數(shù)推導(dǎo)得出。
30.如權(quán)利要求26所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件的所述時間切換裝置還包含用于存儲所述偽輔助信號目的地指示的第一存儲裝置，用于判定何時所述偽輔助信號目的地指示和所述時間指示相對應(yīng)的比較裝置，以及用于存儲空間切換控制信息的第二存儲裝置，其中，當(dāng)所述目的地指示與所述時間指示相對應(yīng)時，所述控制信息對非阻塞空間切換裝置加以控制，其中，所述時間指示從與所述輸出總線相位相關(guān)的所述局部計(jì)數(shù)推導(dǎo)得出。
31.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件還包含用于產(chǎn)生SONET傳輸首部信息的首部產(chǎn)生裝置，所述SONET傳輸首部包含SONET同步字節(jié)、包含其值為522的SONET的SPE指針字節(jié)，以及用于插到所述時間同步定時總線上的多幀指示器。
32.如權(quán)利要求30所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述開關(guān)部件還包括用于產(chǎn)生SONET傳輸首部信息的首部產(chǎn)生裝置，所述SONET傳輸首部包含SONET同步字節(jié)、包含其值為522的SONET的SPE指針字節(jié)，以及用于插到所述時間同步定時總線上的多幀指示器。
33.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于分解所述基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的所述裝置和用于識別和標(biāo)記的所述裝置同時包含用于尋找并識別SONET同步字節(jié)的所述裝置、用于相對于所述同步字節(jié)指針尋址SONET的SPE凈負(fù)載的所述裝置，用于將所述指針字節(jié)譯碼為SONET的SPE凈負(fù)載并尋找V1和V2字節(jié)的裝置，以及用于對所述V1和V2字節(jié)譯碼以找到V5字節(jié)的裝置，以及每個所述開關(guān)部件包括2個所述數(shù)據(jù)接收裝置，56個所述緩沖裝置，56個所述指針計(jì)算裝置，56個所述時間切換裝置，以及32個所述輸出總線。
34.如權(quán)利要求32所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于用于分解所述基本SONET格式數(shù)據(jù)信號的所述裝置和用于識別和標(biāo)記的所述裝置同時包含用于尋找并識別SONET同步字節(jié)的所述裝置、用于相對于所述同步字節(jié)指針尋址SONET的SPE凈負(fù)載的所述裝置，用于將所述指針字節(jié)譯碼為SONET的SPE凈負(fù)載并尋找V1和V2字節(jié)的裝置，以及用于對所述V1和V2字節(jié)譯碼以找到V5字節(jié)的裝置，以及每個所述開關(guān)部件包括2個所述數(shù)據(jù)接收裝置，56個所述緩沖裝置，56個所述指針計(jì)算裝置，56個所述時間切換裝置，以及32個所述輸出總線。
35.如權(quán)利要求20所述的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于至少所述多個偽輔助信號的第一個是第一數(shù)據(jù)速率，以及至少所述多個為輔助信號的第二個為第二數(shù)據(jù)速率。
全文摘要
提供一種開關(guān)部件和使用多個相同開關(guān)部件的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，用于跨接多個基本上SONET格式信號的偽輔助信號。開關(guān)部件每次至少接收一個SONET格式的信號，并將該信號分解為它的偽輔助信號(VT)的凈負(fù)載分量。緩沖該VT數(shù)據(jù)并對所述VT數(shù)據(jù)進(jìn)行相位、時間和空間的轉(zhuǎn)換，以跨接到SONET信號發(fā)生輸出總線。為建立部件和系統(tǒng)的操作和時序，需提供系統(tǒng)位時鐘和多幀時鐘。其中網(wǎng)絡(luò)鏈中每一個內(nèi)部時鐘相對于其下鄰部件領(lǐng)先一個位時鐘。
文檔編號H04L12/66GK1056028SQ9010238
公開日1991年11月6日 申請日期1990年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月21日
發(fā)明者丹尼爾·C·烏普 申請人:特蘭斯韋奇公司