用于限制由指针移动引起的抖动的设备和方法

摘要

在把第一电信信号变换为沿第一方向移动的第二电信信号时,藉产生第一电信信号的补偿性有效负载指针沿与第一方向相反的第二方向的移动,使抖动被限制。本发明对于把具有TUG－3信号格式的三个E3(490a－1到490a－3)电信信号变换为以STM－1VC－4格式的STS－3CSONET电信信号有特别的应用。当STS－3C信号由于系统中的频率补偿而需要指针移动时,在TUG－3电平的补偿性指针移动避免了会不利地影响系统性能的TUG－3信号中的8个单位的抖动。

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明一般地涉及电信信号。更具体地讲，本发明涉及用于限制在第一电信信号中的抖动的设备和方法，该抖动是由于在由第一电信信号所变换的第二电信信号中的指针移动而引起的。本发明在对由于在SONET STM-1(STS-3)信号中的指针移动而引起的TUG-3信号中的抖动的限制方面已找到具体的应用，不过它并不仅限于此。

2.技术状况

服务于美国和世界其它地区的电信网络当前正以不断增长的带宽需求从模拟传输逐渐发展到数字传输。业已证明，光纤光缆是这样发展的有用的传输手段，它可在从大干线到用户分配设备的几乎每个应用中代替铜线电缆。光纤光缆能比电缆传送更多的信息，并且具有更低的衰减。

虽然光纤光缆代表了电信的未来，但是当今保留的整个电信网仍包含着各种不同的电缆类型，由不同年代的设备提供服务，按照各种共存的传输标准运行。虽然，较老的标准、电缆和设备随着时间推移将会最终被淘汰，但就当前而论，所有老的和新的标准、设备和传输线路必须尽可能地互相兼容。通常，这种兼容性要求把多个较低速的信号变换为和多路复接为较高速的信号，以及进行与此相反的变换。这样的同时进行多路复接和多路分接的变换在常见的加入/分出(add/drop)设备中是很通用的。

当把一个信号变换到另一个信号时，希望能限制信号抖动，这是因为它有利于限制缓冲存储器数量和限制由大量缓存器造成的最终时延，同时因为各种电信信号的标准不允许有大的抖动。在依照SONET标准的电信信号中，抖动可由于指针移动(例如指针增量(INC)和指针减量(DEC))而造成，指针移动可导致字节填充和去填充。填充(INC)和去填充(DEC)是为对两信号之间的频率偏差进行补偿的合理机制。当填充或去填充发生时，SONET有效负载字节相对于开销字节移动。为了适应于SONET信号中的填充(INC)或去填充(DEC)，被变换为SONET信号的电信信号不得不或者提供开销数据(在SONET信号的去填充的情况下)，或者阻止数据(在SONET信号的填充的情况下)。然而，提供开销数据或阻止数据必须由被变换为SONET信号的信号例如通过比特填充或去填充来吸收。无论如何，这种吸收会在被变换的信号中引起很大的抖动，并使它破坏抖动性能要求。

发明概要

因此，本发明的一个目的是提供在第二电信信号要求指针增量(比特填充)或减量(比特去填充)时限制被变换为第二电信信号的第一电信信号的抖动的机理。

本发明的另一个目的是在第二电信信号要求指针增量或减量时，为了限制被变换为第二电信信号的第一电信信号的抖动，利用第一电信信号中的指针移动。

本发明的再一个目的是通过使TUG-3信号的指针朝STS-3C信号的指针移动的相反方向移动，来限制被变换为SONET STS-3C信号的TUG-3电信信号中的抖动。

按照本发明的目的，本发明的方法总的包括：通过根据接收一个有关第二电信信号的有效负载指针正沿第一方向移动的指示，产生使第一电信信号沿与第一方向相反的第二方向的补偿有效负载指针移动，从而来限制在被变换为第二电信信号的第一电信信号的变换中的抖动。本发明的方法对于把以TUG-3信号格式的三个E3电信信号变换为以STM-1VC-4格式的STS-3C SONET电信信号具有特别的用途。当STS-3C信号由于系统中的频率补偿需要指针移动时，以TUG-3电平的补偿性指针移动避免了会不利地影响系统性能的TUG-3信号中的高达8个单位的抖动。

用于实现本发明的方法的设备直接关系到这些方法。

在参照结合附图所作的详细说明后，本发明的开销目的和优点对于本领域技术人员来说将变得很明显。

附图简介

图1是TUG-3信号的帧格式的图。

图1a是图1的一部分的展开图，显示了在TUG-3信号中的比特填充和比特去填充机会。

图2是STS-3C信号的帧格式的图。

图2a和2b是图2的一些部分的展开图，显示了图2的STS-3C信号的传送开销(overhead)(字节)，路径开销(字节)和数据有效负载。

图3a-3c是显示由STS-3C指针移动及之后TUG-3补偿指针移动造成的TUG-3传送开销相对于TUG-3路径开销(POH)的移动的图。

图4a是实现当STS-3C信号产生指针移动时产生TUG-3信号中的补偿性有效负载指针移动的方法的设备的方框图。

优选实施例的详细描述

在转到用于限制被变换为第二电信信号的第一电信信号中的抖动的机理的细节方面之前，综述电信信号的术语和格式是有帮助的。应当看到，尽管本发明是参照两个特定的电信信号(TUG-3和STS-3C)来描述的，但本发明可应用到实现指针移动，填充和去填充的其它电信信号。

图1是TUG-3信号的帧格式的图。图1的TUG-3信号有几个组成部分：VC-3有效负载；路径开销(字节)(-POH)；传送开销(字节)(TOH)；以及以交叉影线显示的未规定部分。VC-3有效负载是典型地从E3数据流产生的。VC-3有效负载结合路径开销(字节)(POH)一起是指形成TU-3信号。传送开销(字节)包括至少三个字节：H1，H2和H3。字节H1和H2一起构成指出有效负载起始点的指针；即，指向POH的J1字节。字节H3是一“字节去填充”机会；即，如果有必要，则可把一字节的实际有效负载数据插入到字节H3中。TUG-3信号的未规定部分提供用作把TUG-3变换为以SONET格式格式化的电信信号的用途，正如以下所讨论的那样。具体地讲，如果TUG-3信号要被变换为STS-1型信号的有效负载，则需要87列数据。由于典型的TUG-3信号只有86列数据，且具有传送开销的第一数据段只有与9字节数据相对的3字节的数据，因此为正确的变换，需要一个完整的“未规定”列和一个部分的未规定列。类似地，如果TUG-3要被变换为STS-3C型信号的一部分有效负载(例如，三分之一)，则TUG-3同样需要87列数据。因此，必须提供完整的和部分的未规定列。为此目的，TUG-3信号的第一未规定列被指派为“OH1”，而传送附加数据(H1，H2，H3)结合部分的未规定列一起被指派为“OH2”。为了把TUG-3信号变换为ST3-3C型信号的目的，这些列都将被认为构成TUG-3信号的传送开销(字节)。

图1的TUG-3信号的9行中的3行示于图1a，并作更仔细的分析。紧接在H3字节去填充机会后面的字节代表“字节填充”机会；即，一字节的非数据的“填充”代替了真实的数据。而在图1a上，在H3字节后的字节显示为J1，本领域的技术人员将认识到，TUG-3有效负载会相对于TUG-3帧滑动，这样，J1字节将不是总跟在H3字节的后面。除了字节填充机会外，还提供带有比特填充和比特去填充机会的两个字节(A，B)。对比特填充或比特去填充的控制是由5个填充/去填充控制字节(C)实现的。如在对控制字节之一的展开图中所表示的，每个控制字节包括六个未规定比特(R)和两个控制比特(C1，C2)。如对字节A和B的展开图中所显示的，字节A包括七个未规定比特和一个去填充比特机会(S1)，而字节B包括七个数据比特(I)和一个填充机会(S2)。当不需要填充比特或去填充比特时，每个控制字节设置控制比特C1为数值0，设置控制比特C2为数值1。结果，使字节A的比特S1被设置作为一无用比特，而比特S2被设置作为信息的数据比特。如果想要一比特的填充，则控制比特C2被设置为0，这样比特S2被设置作为一无用比特；而如果想要一比特的去填充，则控制比特C1被设置为值1，这样比特S1被设置作为信息的数据比特。本领域技术人员将会看到，在先前的TUG-3应用中，去填充和填充字节S1和S2典型地被用于同步的目的，相对于H3字节和跟在H3后的字节，每次引入8比特或单位的移动。

在转到图2之前，应当注意到，图1a的三行基本上是TUG-3帧重复三次，除了POH字节改变以外。因而，在每个TUG-3帧中，对于相关的控制，有3比特去填充(S1)和3比特填充(S2)机会。

转到图2，显示了STS-3C信号的帧格式的图。STS-3C信号包括270列，开头的9列保留给传送开销用。如图2a所示。传送开销的许多字节是规定的，不过有些留作为未规定的。此外，如图2b所示，显示出STS-3C信号的有效负载包括3字节的路径开销(POH)，和另外的258字节的数据有效负载。正如本领域的技术人员所知道的，POH字节并不一定取图2b所示的位置，因为POH字节和数据有效负载相对于STS-3C帧滑动。

在典型的加入/分出情形中，把诸如图1所示的TUG-3信号多路复接为诸如图2所示的STS-3C信号的一部分(例如，三分之一)，可能是所希望的。在这样的情形中，当STS-3C信号产生需要字节填充或字节去填充的指针移动时，TUG-3信号必须立即提供所需要的填充或数据。立即提供填充或数据通常会使TUG-3信号受到抖动，因为等待变换到STS-3C的缓冲数据量将会增加8比特(如果提供以填充来代替数据时)，或如果提供以数据(去填充)来代替填充时，将会减少8比特。这样，比特填充或去填充机制(S1和S2)可被超时使用以便把等待变换的缓存数据量增加或减少到理想的数量，从而避免数据流的不足或溢出。然而，这样的校正性比特填充或去填充机制可能要取很多帧来完成，因为由于标准需要，为了维持抖动性能只允许如此多帧一次地进行比特填充或去填充。

按照本发明的第一方面，为了消除由于在STS-3C信号中的填充或去填充需要而引入TUG-3信号中的问题，在进行与STS-3C信号中的填充或去填充有关的指针移动时，TUG-3信号产生一个以和STS-3C信号指针移动的相反方向的补偿性有效负载指针移动。例如，如果STS-3C信号需要去填充(即，开销的数据)，则TUG-3信号必须立即为STS-3C信号的H3字节提供该数据。在提供额外的数据时，对于TUG-3信号的缓存数据量通常将减少一字节。为了使数据缓存器的数据量增加回到理想的水平，就在TUG-3信号中产生一填充信号。由于填充信号的结果，在TUG-3信号的H3字节后的字节处，将把填充插入到TUG-3数据流。当填充作为真实数据的替代被发送到STS-3C信号中时，对于TUG-3信号的缓存数据量将增加一字节回到理想水平。

用于实现补偿性有效负载指针移动的设备示于图4，并将参照图4在下面加以讨论。

图3a-3c是显示由STS-3C指针移动造成的TUG-3传送开销相对于TUG-3POH的移动和由TUG-3补偿性指针移动造成的开销移动的图。在图3a-3c中，TUG-3信号的填充和传送开销被显示为列OH0和OH1，而TUG-3的路径开销被显示为POH。如图3a的假设起始点所示，TUG-3信号的POH离开TUG-3传送开销几列。将会看到，STS-3C信号的填充需要将会使STS-3C信号的STS-3C有效负载包封字节往右移动，如图3b所示。然而，TUG-3信号的补偿性去填充会使TUG-3信号的POH相对于TUG-3信号的TOH移向左面，如图3c所示。这样，实际上，STS-3C信号中的填充或去填充需要(后面紧跟着在TUG-3信号中的校正性指针移动)使TUG-3信号的TOH进行移动，而TUG-3信号的POH随着TOH进行移动，接着又移回到它原来的位置。

实现本发明的方法的设备示于图4，它总的包括STS接口方块410，指针补偿控制方块420，TUG3建立方块430，FIFO测量控制方块440，以及FIFO450。将会看到，图4所示的所有方块可在一个或多个集成电路上实现。也将会看到，对于单个STS接口方块410，当需要三个TUG-3信号构成STS-3C信号时，可利用三组指针补偿控制方块420，TUG3建立方块430，FIFO测量控制方块440，和FIFO450(被表示为490a，490b，490c)。

在一个非常基本的水准上，产生补偿性有效负载指针移动的方法可藉使用图4的STS接口方块410，指针补偿控制方块420和TUG-3建立方块430来实现。具体地讲，STS接口方块410与SONET信号相接口。除了其它功能外，STS接口方块410监测SONET信号的H1和H2字节，并确定指针何时被增量或减量，以便产生填充或去填充。在检测指针移动时，STS接口方块410适当地产生并给指针补偿控制方块420提供增量(STS INC)信号或减量(STS DEC)信号。然后，指针补偿控制420产生并给TUG3建立方块430提供TUG-3减量(TUG3DEC)信号(响应于进入的STS INC信号)、或TUG-3增量(TUG3 INC)信号(响应于进入的STS DEC信号)。正如本领域技术人员将会看到的那样，TUG3建立方块430在建立TUG-3信号时，使用TUG INC或TUG DEC控制信号，并把它通过STS接口410加到SONET信号上。

应当注意到，为了确定在FIFO中数据是否积累得太快或不够快(即，溢出或不足状况)，测量控制方块440被用于测量在FIFO450中的数据量。由于FIFO“深度”测量的结果，该测量典型地在TUG-3信号的J1，G1和E3字节位置处进行，测量控制方块440可产生比特填充或去填充控制信号，它被提供到TUG3建立方块430的填充控制方块435。

将会看到，各种不同的其它信号在图4所示的各方块之间通过。例如，TUG3建立方块430优选地配备有通过由STS接口方块410提供的STS TOH和STS SPE信号给出的对STS状态的指示。

在此已说明和描述了用于限制被变换为第二电信信号的第一电信信号的抖动的设备和方法，该抖动是由于第二电信信号中的指针移动所引起的。虽然已在此描述了具体的实施例，但并不是指本发明正好限于此例，而是指本发明具有该技术领域所允许的宽广范围。以及本说明书也应同样地被进行理解。因而，尽管本发明是具体地参照STS-3C和TUG-3型信号来描述的，但将会看到，本发明也能应用到具有填充和去填充机会的其它电信信号，以及信号的有效负载包封可以相对于信号的传送开销进行滑动的地方。另外，尽管方框图提供了实现产生补偿指针的方法，但将会看到，其它手段也能被用来实现此方法。因此，本领域的技术人员将会看到，对于所提供的本发明，还可做出其它各种修改而不偏离如权利要求的本发明的精神和范围。