專利名稱：用于多路復(fù)接與多路分接數(shù)字信號(hào)流的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的屬于多路復(fù)接與分接多個(gè)數(shù)字信號(hào)流的領(lǐng)域。具體地，它涉及到通過使用SRTS(同步剩余時(shí)間印記)數(shù)值對(duì)與復(fù)接/分接有關(guān)的數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行速率調(diào)節(jié)。
在數(shù)字電信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)流以各種不同速率同步地或異步地進(jìn)行傳送，在所有情況下，時(shí)鐘被用來處理這些數(shù)字信號(hào)流。這些時(shí)鐘必須被變成同步以用于正確的數(shù)據(jù)交換，以及某種些形式的定時(shí)信息要從源傳送到目的地。數(shù)字信號(hào)流當(dāng)它們經(jīng)受由噪聲、延時(shí)、抖動(dòng)等等引起的信號(hào)惡化時(shí)，也經(jīng)常被重新以正確的速率產(chǎn)生。它們也被復(fù)接，以便產(chǎn)生更高的比特率用于更高容量的傳輸系統(tǒng)，作為一種經(jīng)濟(jì)地利用同一個(gè)傳輸媒體以用于可能不同用戶的方法。在復(fù)接時(shí)，對(duì)于世界不同區(qū)域有不止一種用于電信的數(shù)據(jù)傳輸分級(jí)體系。

圖1顯示了在北美使用的數(shù)字分級(jí)體系的一個(gè)例子。在圖上，四個(gè)DS1信號(hào)流被復(fù)接成一個(gè)DS2信號(hào)流，以及7個(gè)DS2信號(hào)流被復(fù)接成一個(gè)DS3信號(hào)流。在圖上也顯示了比特速率級(jí)別。復(fù)接的主要問題包括對(duì)輸入信號(hào)流的同步。數(shù)字信號(hào)流不能直接被交織和確保它們隨后的識(shí)別，除非所有信號(hào)源的脈沖速率被鎖定在公共的時(shí)鐘上。這意味著所有信號(hào)流是頻率同步的，或者否則它們是異步的并且由復(fù)接器來形成頻率同步。復(fù)接器系統(tǒng)可通過在把每個(gè)分開的輸入組合成一個(gè)比特流以前把它們的比特速率提高到一個(gè)公共速率，來建立頻率同步。這添加了額外的時(shí)隙，在其中可填充額外的脈沖。在脈沖填塞時(shí)，所有進(jìn)入的數(shù)字信號(hào)流被填塞以足夠數(shù)目的脈沖，以便把它們每個(gè)的速率提高到相應(yīng)的公共速率。在分接時(shí)，高速率的單個(gè)信號(hào)流被分成多個(gè)信號(hào)流。每個(gè)被分離的信號(hào)流被去掉填塞的比特，它們被這樣進(jìn)行識(shí)別，并被去同步而成為按照公共時(shí)鐘的較低速率的單個(gè)信號(hào)流。
通過參照?qǐng)D2，這個(gè)速率調(diào)整可更詳細(xì)地被解釋。例如，圖2顯示了DS2信號(hào)流的結(jié)構(gòu)，它在一個(gè)所謂的M-幀內(nèi)包含1176比特，一個(gè)M-幀由四個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀294比特。每個(gè)子幀包括一個(gè)填充塊，其中保留一個(gè)特定比特位置用于填充。如果需要填充的話，這個(gè)位置被用來填充零比特，或者如果不需要填充的話，它可被用于數(shù)據(jù)。所以，當(dāng)填充位置被用于數(shù)據(jù)時(shí)，在DS2的M幀中，有6×48=288比特的DS1數(shù)據(jù)。當(dāng)填充位置上放置了零比特時(shí)，每個(gè)DS2的幀中，有287比特的DS1數(shù)據(jù)。因此，DS1數(shù)據(jù)率可通過改變填充位置被用于零比特還是用于數(shù)據(jù)比特的頻繁程度而來進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，調(diào)節(jié)范圍是從6.312*287/1176=1.5404Mb/s到6.312*288/1176=1.5458Mb/s。
圖3顯示了DS3信號(hào)流的結(jié)構(gòu)。DS3信號(hào)流在一個(gè)M-幀內(nèi)包含4,760比特，一個(gè)M-幀由7個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀680比特。在每個(gè)子幀中的填充位置也是以和DS2信號(hào)流同樣的方式被安排。所以，在DS3流中，在一個(gè)M-幀中有7個(gè)填充位置，每個(gè)DS2一個(gè)填充位置。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然DS信號(hào)流在上面被詳細(xì)描述，實(shí)質(zhì)上類似的數(shù)字信號(hào)分級(jí)體系被使用于歐洲和其它地方，例如E1、E2、和E3。在一幀中的比特?cái)?shù)、具體比特分配等在它們之間可能是不同的，但本發(fā)明的概念同樣能應(yīng)用于這些數(shù)字信號(hào)流。
諸如SONET那樣的寬帶網(wǎng)絡(luò)可處理其它同步業(yè)務(wù)以外的ATM業(yè)務(wù)。雖然網(wǎng)絡(luò)是同步運(yùn)行的，但ATM業(yè)務(wù)本質(zhì)上是異步的，因而這樣的數(shù)據(jù)流在它通過網(wǎng)絡(luò)傳送到目的地節(jié)點(diǎn)時(shí)，經(jīng)受了信元抖動(dòng)、信元延時(shí)變化、和其它起伏。即使當(dāng)ATM網(wǎng)絡(luò)正在源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間傳送CBR(恒定比特速率)數(shù)據(jù)流時(shí)，在目的地節(jié)點(diǎn)處的時(shí)鐘頻率不能通過CBR數(shù)據(jù)流規(guī)則地周期地到達(dá)而被直接歸溯到源節(jié)點(diǎn)的頻率。幾種技術(shù)已被用來輸送新時(shí)鐘頻率和業(yè)務(wù)時(shí)鐘頻率(正在被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的頻率)之間的差值。Fleischer等的美國專利No.5,260,978(1993年11月9日)描述了被稱為SRTS(同步剩余時(shí)間印記)的技術(shù)，在寬帶網(wǎng)絡(luò)中用于定時(shí)恢復(fù)。這個(gè)專利顯示，只需要小的附加比特(稱為P比特)來非模糊地表示從兩個(gè)時(shí)鐘頻率之間的標(biāo)稱差值的變化。P比特被稱為SRTS比特。分辨率由標(biāo)稱的頻率差值和時(shí)鐘公差支配，它確定所需要的最小P比特?cái)?shù)。在正常預(yù)期的參量下，這些P比特將大大地小于為表示時(shí)鐘頻率所需要的比特?cái)?shù)，例如3比特而不是13比特。典型的采樣周期是3008，它相應(yīng)于8個(gè)ATM單元的周期，以及每個(gè)單元47個(gè)八位有用負(fù)載。
在上面參考的專利和文章中描述的SRTS方法利用了鎖相環(huán)(PLL)來產(chǎn)生從SRTS值得出的模擬時(shí)鐘信號(hào)。另一方面，Upp等的美國專利No.5,608,731(1997年3月4日)描述了用于SRTS的數(shù)字閉環(huán)時(shí)鐘恢復(fù)。在該專利中，4比特被用于SRTS來恢復(fù)DS1信號(hào)流的時(shí)鐘脈沖。
圖4顯示了典型的DS1/DS2復(fù)接器(常常稱為M12復(fù)接器)的Tx(發(fā)送)方面的功能性方框圖。如前所述，在復(fù)接器中，在組合較低速率信號(hào)流以前，每個(gè)較低速率信號(hào)流的業(yè)務(wù)時(shí)鐘必須相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘被恢復(fù)，然后每個(gè)較低速率信號(hào)必須通過適當(dāng)填充被速率調(diào)整到互相同步。所以，在圖4中，來自網(wǎng)絡(luò)的ATM單元在緩存器30中被緩存，DS1信號(hào)流被饋送到FIFO32。同時(shí)，SRTS值從ATM單元流中獲取。然后，它們通過參照網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘(例如2.430MHz)而在方塊34被處理，及DS1時(shí)鐘通過PLL 36而被重新產(chǎn)生。在FIFO中，進(jìn)入的DS1信號(hào)流響應(yīng)于重新產(chǎn)生的DS1時(shí)鐘被寫入。另一方面，被存儲(chǔ)在FIFO中的DS1信號(hào)流被讀出，并按照從DS2時(shí)鐘40得出的時(shí)鐘信號(hào)被發(fā)送到DS2變換器38。無論何時(shí)FIFO達(dá)到一定的充滿度門限值時(shí)，DS2變換器將填充DS1數(shù)據(jù)到填充位置。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，使FIFO清空的速率便增加，并最終FIFO的填充度降到門限值42以下，然后DS2變換器將把零放入填充位置。通過適當(dāng)?shù)奶畛湔{(diào)整每個(gè)DS1信號(hào)流成為互相對(duì)準(zhǔn)后，DS2變換器把四個(gè)DS1信號(hào)流變換到DS2信號(hào)流中。
圖5顯示了在已知的M12復(fù)接器的Rx(接收)方面的功能性方框圖。DS2信號(hào)流在分解器52中被分解成DS1信號(hào)流，每個(gè)DS1信號(hào)流被專門地去填充。每個(gè)DS1信號(hào)流按照從DS1時(shí)鐘56得出的寫時(shí)鐘被發(fā)送和被存儲(chǔ)到FIFO54。每個(gè)DS1流按照對(duì)于各個(gè)DS1流的重新產(chǎn)生的時(shí)鐘從FIFO中被讀出。各個(gè)時(shí)鐘從由分解器出來的數(shù)據(jù)比特和填充/不填充信號(hào)通過PLL58被重新產(chǎn)生。數(shù)據(jù)按照這個(gè)被恢復(fù)的時(shí)鐘從FIFO被讀出，并被存儲(chǔ)在ATM單元緩存器60。SRTS值在方塊62中相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘被計(jì)算，并當(dāng)它們被發(fā)送到AYM網(wǎng)絡(luò)時(shí)，被插入到ATN單元中的適當(dāng)位置。
雖然以上描述了M12復(fù)接器，但在實(shí)際的實(shí)踐中，更通常的是，DS1信號(hào)流在同一個(gè)位置被復(fù)接到DS3信號(hào)流。如圖6所示，這是通過一系列M12和M23復(fù)接而完成的。在圖上，7個(gè)M12(其每個(gè)在方塊66進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶畛洳僮?被組合來產(chǎn)生DS3信號(hào)流。在這里執(zhí)行了基于各種不同方法的某些填充決定。
當(dāng)28個(gè)DS1信號(hào)流被復(fù)接到DS3信號(hào)流或從DS3信號(hào)流被分接時(shí)，在所有DS1信號(hào)流之間的DS1時(shí)鐘頻率的差值的范圍大于當(dāng)只有一個(gè)DS1信號(hào)流被重新產(chǎn)生(如上面的現(xiàn)有技術(shù)的SRTS技術(shù)中所做的)時(shí)的差值范圍，產(chǎn)生出SRTS值中的較寬的擺動(dòng)。
上面討論的SRTS時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)主要涉及重新產(chǎn)生已經(jīng)被約束在相當(dāng)窄的范圍內(nèi)的數(shù)字信號(hào)，例如DS1信號(hào)。所以這些技術(shù)沒有足夠的動(dòng)態(tài)范圍來處理DS1與DS3信號(hào)的復(fù)接和分接。
本發(fā)明的復(fù)接器/分接器利用SRTS技術(shù)，但它在運(yùn)行上是全數(shù)字。它也處理更寬體系的數(shù)字信號(hào)流，例如在DS1和DS3之間的信號(hào)范圍。由于運(yùn)行是全數(shù)字的，所以一種上下文交換技術(shù)(contextswitching)也可被應(yīng)用于此。在一個(gè)實(shí)施例中，形成本發(fā)明算法的在各種不同寄存器的內(nèi)容被存儲(chǔ)在用于28個(gè)DS1信號(hào)流的每個(gè)信號(hào)流的存儲(chǔ)器中。當(dāng)每個(gè)DS1信號(hào)流被處理時(shí)，用于寄存器的數(shù)值被從存儲(chǔ)器裝載，寄存器被適當(dāng)?shù)馗?，以及新的值被存?chǔ)返回到存儲(chǔ)器中。通過使算法完全數(shù)字化，可以避免模擬的PLL、它所需要的器件管腳、以及PLL對(duì)于28個(gè)DS1信號(hào)流的每個(gè)信號(hào)流可能需要的任何外部元件。而且，上下文交換允許單個(gè)硬件寄存器組連同存儲(chǔ)器一起可代替對(duì)于以上所述的現(xiàn)有技術(shù)所需要的28個(gè)DS1硬件寄存器組。所以，有可能達(dá)到高得多的集成水平。
由發(fā)明人Coady等在1996年6月6日提交的待審查的專利申請(qǐng)序列號(hào)No.08/659,395詳細(xì)描述了有關(guān)多個(gè)數(shù)字信號(hào)流的上下文交換的發(fā)明。
所以，本發(fā)明的目的是提供用于復(fù)接/分接不同分級(jí)級(jí)別的數(shù)字信號(hào)流的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供用于根據(jù)時(shí)鐘頻率的測(cè)量來確定填充比的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于產(chǎn)生SRTS值的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供用于執(zhí)行對(duì)數(shù)字信號(hào)流的填充的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的再又一個(gè)目的是提供用于處理多個(gè)數(shù)字信號(hào)流的方法和設(shè)備，其中把上下文交換應(yīng)用于算法執(zhí)行。
概言之，按照一個(gè)方面，本發(fā)明是關(guān)于一種把第一信號(hào)流復(fù)接成第二信號(hào)流的復(fù)接器，第一信號(hào)流具有基本上同樣的第一速率，且第二信號(hào)流具有高于第一速率的第二速率。復(fù)接器包括緩存器，用于緩存第一信號(hào)流；SRTS電路，用于接收每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS值；以及本地SRTS電路，用于根據(jù)參考時(shí)鐘速率產(chǎn)生每個(gè)第一信號(hào)流的本地SRTS值。復(fù)接器還包括填充電路，用于根據(jù)填充命令信號(hào)填充多個(gè)第一信號(hào)流，該填充命令信號(hào)是對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流根據(jù)其各自的SRTS值和本地SRTS值被產(chǎn)生的；以及組合器電路，用于把所有第一信號(hào)流組合成第二信號(hào)流。
按照另一個(gè)方面，本發(fā)明是關(guān)于一種用于把具有第一速率的第一信號(hào)流分接成多個(gè)第二信號(hào)流的分接器，第二信號(hào)流的每一個(gè)具有低于第一速率的基本上同樣的速率。分接器包括分解電路，用于把第一信號(hào)流分解成多個(gè)第二信號(hào)流；以及進(jìn)入的SRTS電路，用于產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第二信號(hào)流的進(jìn)入的SRTS值。分接器還包括SRTS塊，用于根據(jù)在進(jìn)入的和外出的SRTS值之間的差值產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第二信號(hào)流的外出的SRTS值；以及插入電路，用于在每個(gè)各自的第二信號(hào)流中插入外出的SRTS值。
按照再一個(gè)方面，本發(fā)明涉及在多個(gè)第一信號(hào)流和一個(gè)第二信號(hào)流之間的復(fù)接和分接過程，第一信號(hào)流具有基本上同樣的第一速率，且第二信號(hào)流具有高于第一速率的第二速率。本發(fā)明是關(guān)于一種監(jiān)視相對(duì)于第二速率的第一速率的方法，它包括以下步驟接收每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS值，根據(jù)第二信號(hào)流的第二速率產(chǎn)生本地SRTS值，以及從接收的SRTS值和所產(chǎn)生的本地SRTS值計(jì)算正比于第一和第二速率之間的差值的差值指示。
圖1是顯示在北美使用的數(shù)字分級(jí)體系的圖。
圖2顯示DS2幀結(jié)構(gòu)。
圖3顯示DS3幀結(jié)構(gòu)。
圖4是已知的設(shè)計(jì)的M12復(fù)接器的Tx方面的簡略的功能性方框圖。
圖5是已知的設(shè)計(jì)的M12復(fù)接器的Rx方面的簡略的功能性方框圖。
圖6顯示了已知的M13復(fù)接器，它是M12和M13的組合。
圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的利用上下文交換的復(fù)接器/分解器的功能性方框圖。
圖8是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的M12的Tx方面的功能性方框圖，該實(shí)施例包括用于產(chǎn)生填充命令信號(hào)的機(jī)制。
圖9是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的M12的Rx方面的功能性方框圖，該實(shí)施例包括用于產(chǎn)生SRTS值的機(jī)制。
圖10是圖8所示SRTS方塊80的詳細(xì)方框圖。
圖11是圖9所示SRTS方塊90的詳細(xì)方框圖。
圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的DS1-DS3復(fù)接器/分解器的功能性方框圖。在該圖上，DS1或DSO信號(hào)流從ATM網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)被接收或被發(fā)送到ATM網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)，并被復(fù)接成DS3信號(hào)流或從DS3信號(hào)流被分接。接口裝置70在Tx方面產(chǎn)生28個(gè)八比特組DS1信號(hào)流的信號(hào)流，以及在Rx方面接收它們。28個(gè)信號(hào)流的每一個(gè)被M12復(fù)接器處理，它包含各種不同算法組72和74，例如幀算法、SRTS算法、填充算法等等。SRTS算法和填充算法將在下面詳細(xì)描述。這些算法通過結(jié)合存儲(chǔ)器76的上下文交換對(duì)28個(gè)DS1信號(hào)流的每一個(gè)進(jìn)行運(yùn)算，所以M12的輸出是7個(gè)DS2信號(hào)流。7個(gè)DS2信號(hào)流的每一個(gè)被復(fù)接器M23處理，它像M12一樣包含必要的算法，并通過上下文交換被執(zhí)行。7個(gè)DS2信號(hào)流然后被組合，并被變換到正確地成幀的DS3信號(hào)流。在RX方面，DS3信號(hào)流被M23和M12中的同樣的算法進(jìn)行處理。在M12，速率調(diào)節(jié)由SRTS和填充算法完成，這也將在下面詳細(xì)描述。
如前所述，復(fù)接到DS3的過程和從DS3分接的過程給SRTS周期引入了比起在現(xiàn)有技術(shù)假定的3008個(gè)DS1比特的正常周期中所看到的大得多的可變動(dòng)性。這些可變動(dòng)性是由于多個(gè)因素即-DS3信號(hào)流中的抖動(dòng)，-加上幀比特的DS3的幀格式，以及在DS2級(jí)別上的填充機(jī)會(huì)，-DS2信號(hào)流中的抖動(dòng)，它可導(dǎo)致DS2到DS3填充機(jī)制的飽和，這可導(dǎo)致所有零填充和所有數(shù)據(jù)填充的延長的周期，-加上幀比特的DS2的幀格式，以及在DS1級(jí)別上的填充機(jī)會(huì)，-DS1信號(hào)流中的抖動(dòng)，它可導(dǎo)致DS1到DS2填充機(jī)制的飽和，這可導(dǎo)致所有零填充和所有數(shù)據(jù)填充的延長的周期。
這些因素的總的影響是，3008個(gè)DS1比特經(jīng)過DS3信號(hào)流到達(dá)或經(jīng)過DS3信號(hào)流被發(fā)送出去的總的經(jīng)歷時(shí)間超過由在上述的現(xiàn)有技術(shù)中所使用的4比特SRTS值設(shè)置的界限。
圖8是包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)從DS1信號(hào)流到DS2信號(hào)流的復(fù)接器的功能性方框圖。在圖上，多個(gè)(例如28個(gè))DS1信號(hào)流中的每一個(gè)在FIFO 80中被緩存，其SRTS值被SRTS恢復(fù)緩存器82恢復(fù)。這個(gè)SRTS值序列是進(jìn)入的DS1信號(hào)流的速率指示。DS2變換器84讀出被存儲(chǔ)在FIFO中的DS1信號(hào)流。在通過填充適當(dāng)?shù)卣{(diào)整速率后，DS2變換器把四個(gè)DS1信號(hào)流變換成外出的DS2信號(hào)流。填充工作以及形成DS2幀都在變換器84中進(jìn)行。判決用零比特或數(shù)據(jù)比特來填充該填充位置是在SRTS塊90中執(zhí)行的。所以，計(jì)數(shù)器讀出特定DS1信號(hào)流的DS1比特，DS1信號(hào)流被變換成DS2信號(hào)流。計(jì)數(shù)器執(zhí)行對(duì)3008的除法，并鎖存網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘(例如2.430MHz)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)。鎖存器的內(nèi)容是本地的SRTS值，它是特定的外出DS1信號(hào)流被復(fù)接成DS2信號(hào)流的速率的指示。SRTS塊90把恢復(fù)的SRTS值序列與本地的SRTS值序列進(jìn)行比較，并產(chǎn)生有關(guān)于28個(gè)DS1信號(hào)流中的每一個(gè)的處于填充位置的填充零或填充數(shù)據(jù)命令。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在將DS1信號(hào)流復(fù)接成DS2信號(hào)流的情況下，每個(gè)DS2信號(hào)流被進(jìn)一步填充，同時(shí)DS3變換器將7個(gè)DS2信號(hào)流變換成DS3信號(hào)流。7個(gè)DS2信號(hào)流分別地被填充從而與所有的DS2信號(hào)流匹配上。
圖9是一個(gè)其中包含了本發(fā)明的DS2信號(hào)流到DS1信號(hào)流解復(fù)用器的功能方框圖，在該圖中，7個(gè)DS2信號(hào)流中的每一個(gè)在分解器92處被解復(fù)用成4個(gè)DS1信號(hào)流。多個(gè)DS1信號(hào)流中的每一個(gè)被緩沖在FIFO94中。計(jì)數(shù)器96在考慮到在每一個(gè)填充機(jī)會(huì)下的數(shù)據(jù)比特存在或不存在的情況下來對(duì)特定的DS1信號(hào)流的DS1比特進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器起除法器的作用，在這里的除數(shù)是3008，并且在鎖存器中鎖存網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘(例如2.430MHz)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)。鎖存器的內(nèi)容是進(jìn)入的SRTS值，該值的序列是特定的進(jìn)入的DS1流的速率的指示。SRTS塊100產(chǎn)生外出的SRTS值，該值的序列是特定的外出的DS1流的速率的指示。SRTS塊比較進(jìn)入的SRTS序列和外出的SRTS序列，并改變輸出SRTS序列以使得對(duì)于特定的DS1信號(hào)流的外出速率將和該DS1信號(hào)流的進(jìn)入速率相一致。這個(gè)SRTS序列被嵌入每個(gè)各自的DS1信號(hào)流。
圖8的SRTS塊90的功能包含兩部分。第一部分被用來規(guī)定為匹配由進(jìn)入的SRTS值序列所規(guī)定的進(jìn)入的數(shù)據(jù)速率、以及由本地SRTS值序列所規(guī)定的外出的數(shù)據(jù)速率而所需要的填充比。第二部分產(chǎn)生相應(yīng)于以上確定的填充比的填充值序列，它控制外出數(shù)據(jù)速率，并把它送回第一部分。
第一部分一數(shù)據(jù)速率一致發(fā)射的DS3信道由TX時(shí)鐘速率驅(qū)動(dòng)，它是對(duì)于每個(gè)TX時(shí)鐘提供數(shù)據(jù)比特所必須的。每個(gè)數(shù)據(jù)比特可以相應(yīng)于一個(gè)DS3幀比特或7個(gè)DS2信道中的一個(gè)信道(對(duì)于該信道它可以有一個(gè)數(shù)據(jù)比特或一個(gè)填充比特)。相應(yīng)地，DS2信道的每個(gè)比特可以相應(yīng)于一個(gè)幀比特或28個(gè)DS1信道中的一個(gè)信道，其中它也可以是一個(gè)數(shù)據(jù)比特或一個(gè)填充比特。
數(shù)據(jù)速率匹配的過程是由發(fā)送DS1比特的請(qǐng)求來觸發(fā)的。當(dāng)特定的DS1請(qǐng)求總共3008比特時(shí)，新的本地SRTS值被比較，以及新的進(jìn)入的SRTS值被讀出。接連的本地SRTS值之間的差值被計(jì)算，它是外出DS1比特的時(shí)鐘速率的指示。進(jìn)入的SRTS值之間的差值被計(jì)算，它是進(jìn)入DS1比特的時(shí)鐘速率的指示。這些差值之間的差值是進(jìn)入的和外出的時(shí)鐘速率相隔多遠(yuǎn)的量度。然后電路累加這些差值的差值，并試圖調(diào)整外出的SRTS速率以使得累積的差值為零，由此確保兩個(gè)頻率是一致的。在這個(gè)過程中本地SRTS差值將顯著地變動(dòng)，而外出的SRTS差值將被平滑到大約恒定值。
第二部分--填充比探測(cè)對(duì)于給定的DS2速率，標(biāo)稱6.312Mb/s，外出的DS1數(shù)據(jù)速率可通過改變被使用的填充比來控制。回頭參照?qǐng)D4，在DS2子幀內(nèi)，287比特或288比特的DS1數(shù)據(jù)可被發(fā)送。這意味著，平均來說，在大量的幀范圍內(nèi)，可被支持的DS1速率的范圍是在287/1176*6.312=1.5404Mb/s和288/1176*6.312=1.5458Mb/s之間(每個(gè)DS2幀有1176比特)。
以上的本發(fā)明的第一部分決定了外出數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率。這個(gè)數(shù)據(jù)速率被表示為想要的填充比，它的范圍將是在0和100％之間。無論填充比是多少，本發(fā)明的第二部分產(chǎn)生填充/不填充信號(hào)序列，它將相應(yīng)于想要的填充比。
例如，1.544Mb/s的標(biāo)稱DS1數(shù)據(jù)速率要被產(chǎn)生，這相應(yīng)于66％的填充比，它于是被轉(zhuǎn)換成每個(gè)子幀287.665(=1.544/6.312*1176)數(shù)據(jù)比特。這樣，對(duì)于這個(gè)數(shù)據(jù)速率正確的的填充/不填充序列是110110110…其中1表示加入一個(gè)數(shù)據(jù)比特，而0表示加入一個(gè)零比特。
為了產(chǎn)生其中平均出來的是想要的填充比的0和1的序列，一個(gè)辦法是把填充比表示為一個(gè)N比特目標(biāo)值與一個(gè)N比特分母之間的比值，即目標(biāo)/2N。用這種表示法，填充比的范圍可從0到(2N-1)/(2N)。如果目標(biāo)值被相加2N次，則總數(shù)將是(2N)*目標(biāo)。如果總和值是按模2N計(jì)算的，以及當(dāng)和值大于或等于2N時(shí)，選擇一個(gè)1；以及當(dāng)和值小于2N時(shí)，選擇一個(gè)0，則在2N次采樣后，將產(chǎn)生的1的數(shù)目正好是目標(biāo)值，以及將產(chǎn)生的0的數(shù)目是{(2N)-目標(biāo)}數(shù)。這個(gè)平均值正好是所需要的值，即目標(biāo)/(2N)，且1和0的序列將分布得盡可能地均勻，由此使平均的填充比相對(duì)于想要的填充比的誤差最小化。
使用分?jǐn)?shù)表示想要的填充比，將會(huì)引入在實(shí)際時(shí)鐘速率和由想要的速率表示的時(shí)鐘速率之間的固有誤差。這可通過把N做得足夠大而被最小化，無論如何，這個(gè)過程是自校正的。對(duì)于給定的目標(biāo)值，外出的和進(jìn)入的時(shí)鐘速率可能不同，這將導(dǎo)致在各自的SRTS差值上的偏移。當(dāng)這個(gè)差值足夠時(shí)，目標(biāo)值將用1來進(jìn)行調(diào)整，由此造成外出的時(shí)鐘速率改變以使得差值將向相反方向偏移。這將無限地繼續(xù)下去，而這兩個(gè)目標(biāo)值的平均反映了真正的進(jìn)入的數(shù)據(jù)速率。
圖9的SRTS塊100的功能也包括兩部分。這些功能與用于復(fù)接器的那些功能幾乎相同。和復(fù)接器一樣，第一部分被用來規(guī)定為匹配由進(jìn)入的SRTS值序列所規(guī)定的進(jìn)入的數(shù)據(jù)速率、以及由外出SRTS值序列所規(guī)定的外出的數(shù)據(jù)速率所需要的目標(biāo)SRTS增量(target deltaSRTS)值。第二部分產(chǎn)生了其差值相應(yīng)于以上確定的目標(biāo)SRTS增量值的SRTS值序列，它控制外出數(shù)據(jù)速率，并把它送回第一部分。
參照?qǐng)D10和11，對(duì)于TX方面的圖8的SRTS邏輯塊90和對(duì)于RX方面的圖9的SRTS邏輯塊100都將在下面結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例被更詳細(xì)地描述。
具體地參照?qǐng)D10，來自網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)入的SRTS值是4比特寬，它在110被轉(zhuǎn)換為5比特寬。DS1信號(hào)流(DS1比特)被除以3008，它然后使得網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘的5比特計(jì)數(shù)器在鎖存器112中被鎖存。鎖存器的內(nèi)容是本地SRTS值。本地SRTS增量是接連的本地SRTS值之間的差值，并在delta_srts 114中被計(jì)算。同時(shí)，進(jìn)入的SRTS增量是接連的進(jìn)入SRTS值之間的差值，并在delta_srts 116中被計(jì)算。兩個(gè)增量(即本地SRTS增量和進(jìn)入的SRTS增量)之間的差值在118中被累加，它產(chǎn)生累計(jì)的SRTS增量，cd_srt_R。然后累計(jì)的SRTS增量在120中被濾波，以有助于消除除了源抖動(dòng)以外的由于幀格式引起的抖動(dòng)、DS2和DS3抖動(dòng)、以及SRTS的易變性。通過使用濾波的累計(jì)的SRTS增量值，fcd_srts_R，作為誤差函數(shù)，這被加到由122和124實(shí)現(xiàn)的比例/積分控制系統(tǒng)。該結(jié)果是一個(gè)填充目標(biāo)值，它被控制以使得濾波的累計(jì)的SRTS增量值趨向于零。在這樣地來產(chǎn)生填充目標(biāo)后，填充序列發(fā)生器126將產(chǎn)生一個(gè)填充零和填充數(shù)據(jù)的序列，它平均出由填充目標(biāo)規(guī)定的比值。
參照?qǐng)D11，來自分接器的DS1信號(hào)流(DS1比特)140被除以3008，它然后使得網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘的5比特計(jì)數(shù)器在鎖存器114中被鎖存。鎖存器的內(nèi)容表示進(jìn)入的SRTS值。接連的進(jìn)入的SRTS值之間的差值在delta_srts 146中被計(jì)算。同時(shí)，接連的外出的SRTS值之間的差值在delta_srts 148中被計(jì)算，并被轉(zhuǎn)換為5比特值。這兩個(gè)增量的另一個(gè)差值在cd_srts_R 150中被計(jì)算和被累加。這就是累計(jì)的SRTS增量值。然后，這個(gè)值在152中被濾波，以便消除除了源抖動(dòng)以外的由于幀格式引起的抖動(dòng)、DS2和DS3抖動(dòng)、以及外出的SRTS的易變性。通過使用濾波的累計(jì)的SRTS增量值，fcd_srts_R，作為誤差函數(shù)，這被加到由154和156實(shí)現(xiàn)的比例/積分控制系統(tǒng)。該結(jié)果是SRTS目標(biāo)增量值，它被加以控制以使得濾波的累計(jì)的SRTS增量值趨向于零。在這樣地產(chǎn)生SRTS增量值后，SRTS序列發(fā)生器158將產(chǎn)生一個(gè)SRTS值序列以使得接連的值之間的差值平均出由目標(biāo)規(guī)定的數(shù)值。
按照再又一個(gè)實(shí)施例，參照?qǐng)D10和11，組成算法的各個(gè)不同寄存器的內(nèi)容被存儲(chǔ)在用于28個(gè)DS1中的每一個(gè)的存儲(chǔ)器中。當(dāng)每個(gè)DS1被處理時(shí)，用于寄存器的數(shù)值從存儲(chǔ)器被裝載，寄存器被適當(dāng)?shù)馗?，以及新的值被存?chǔ)回到存儲(chǔ)器中。而且，上下文交換允許單個(gè)硬件寄存器組連同存儲(chǔ)器一起可代替對(duì)于以上所述的現(xiàn)有技術(shù)所需要的28個(gè)DS1硬件寄存器組。所以，有可能達(dá)到高得多的集成度。
權(quán)利要求
1．一種把多個(gè)第一信號(hào)流復(fù)接成第二信號(hào)流的復(fù)接器，第一信號(hào)流具有基本同樣的第一速率，及第二信號(hào)流具有高于第一速率的第二速率，復(fù)接器包括緩存器，用于緩存第一信號(hào)流；SRTS電路，用于接收每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS值；本地SRTS電路，用于根據(jù)參考時(shí)鐘速率產(chǎn)生每個(gè)第一信號(hào)流的本地SRTS值；填充電路，用于根據(jù)填充命令信號(hào)填充多個(gè)第一信號(hào)流，該填充命令信號(hào)是對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流根據(jù)其各自的SRTS值和本地SRTS值序列被產(chǎn)生的；以及組合器電路，用于把所有第一信號(hào)流組合成第二信號(hào)流。
2．按照權(quán)利要求1的復(fù)接器，其特征在于，還包括SRTS電路包括增量電路，用于計(jì)算接連的SRTS值的第一差值；本地SRTS電路包括本地增量電路，用于計(jì)算接連的本地SRTS值的第二差值；以及累計(jì)增量電路，用于寄存對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的在第一和第二差值之間的第三差值的累計(jì)值。
3．按照權(quán)利要求2的復(fù)接器，其特征在于，還包括填充命令電路，用于根據(jù)第三差值的累計(jì)值產(chǎn)生填充命令信號(hào)。
4．按照權(quán)利要求1的復(fù)接器，其特征在于，還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS電路、本地SRTS電路、和填充電路的瞬時(shí)值；以及處理器，用于對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流實(shí)現(xiàn)對(duì)SRTS電路、本地SRTS電路、和填充電路的執(zhí)行的上下文交換。
5．按照權(quán)利要求3的復(fù)接器，其特征在于，還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS電路、本地SRTS電路、SRTS增量電路、本地SRTS增量電路、填充電路、和填充命令電路的瞬時(shí)值；以及處理器，用于對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流實(shí)現(xiàn)對(duì)SRTS電路、本地SRTS電路、SRTS增量電路、本地SRTS增量電路、填充電路、和填充命令電路的執(zhí)行的上下文交換。
6．按照權(quán)利要求3的復(fù)接器，其特征在于，其中填充命令電路包括填充目標(biāo)電路，用于把第三差值的累計(jì)值和目標(biāo)填充比進(jìn)行比較，以產(chǎn)生填充命令信號(hào)。
7．按照權(quán)利要求5的復(fù)接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中進(jìn)行選擇的。
8．按照權(quán)利要求6的復(fù)接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中進(jìn)行選擇的。
9．用于把具有第一速率的第一信號(hào)流分接成多個(gè)第二信號(hào)流的分接器，第二信號(hào)流每個(gè)具有低于第一速率的基本同樣的速率，分接器包括分解電路，用于把第一信號(hào)流分解成多個(gè)第二信號(hào)流；進(jìn)入的SRTS電路，用于產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第二信號(hào)流的進(jìn)入的SRTS值；SRTS塊，用于根據(jù)在進(jìn)入的和外出的SRTS值之間的差值產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第二信號(hào)流的外出的SRTS值，以及插入電路，用于在每個(gè)相應(yīng)的第二信號(hào)流中插入外出的SRTS值。
10．按照權(quán)利要求9的分接器，其特征在于，還包括進(jìn)入的SRTS電路包括進(jìn)入增量電路，用于計(jì)算接連的進(jìn)入的SRTS值的第四差值；以及SRTS塊包括、外出增量電路，用于計(jì)算接連的外出的SRTS值的第五差值；以及累計(jì)的增量電路，用于寄存對(duì)于每個(gè)第二信號(hào)流的在第四和第五差值之間的第六差值的累計(jì)值。
11．按照權(quán)利要求10的分接器，其特征在于，還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的進(jìn)入的SRTS電路、和SRTS塊的瞬時(shí)值；以及處理器，用于對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流實(shí)現(xiàn)對(duì)SRTS電路、本地SRTS電路、和填充電路的執(zhí)行的上下文交換。
12．按照權(quán)利要求10的分接器，其特征在于，其中SRTS塊包括填充目標(biāo)電路，用于把第六差值的累計(jì)值與目標(biāo)SRTS值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生外出的SRTS值。
13．按照權(quán)利要求11的分接器，其特征在于，其中SRTS塊包括填充目標(biāo)電路，用于把第六差值的累計(jì)值與目標(biāo)SRTS值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生外出的SRTS值。
14．按照權(quán)利要求12的分接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中被選擇的。
15．按照權(quán)利要求13的復(fù)接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中被選擇的。
16．在多個(gè)第一信號(hào)流和一個(gè)第二信號(hào)流之間的復(fù)接和分接過程中，第一信號(hào)流具有基本上同樣的第一速率，且第二信號(hào)流具有高于第一速率的第二速率，一種監(jiān)視相對(duì)于第二速率的第一速率的方法包括以下步驟接收每個(gè)第一信號(hào)流的SRTS值；根據(jù)第二信號(hào)流的第二速率產(chǎn)生本地SRTS值；以及從接收的SRTS值和所產(chǎn)生的本地SRTS值計(jì)算正比于第一和第二速率之間的差值的差值指示。
17．按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，還包括以下步驟從差值指示產(chǎn)生填充命令信號(hào)，以使得所有第一信號(hào)流都是匹配的。
18．按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，還包括以下步驟從差值指示產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的新的SRTS值。
19．按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，還包括以下步驟計(jì)算對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的兩個(gè)接連的SRTS值之間的第一差值；以及計(jì)算兩個(gè)接連的本地SRTS值之間的第二差值。
20．按照權(quán)利要求19的方法，其特征在于，還包括以下步驟從差值指示產(chǎn)生填充命令信號(hào)，以便匹配所有第一信號(hào)流。
21．按照權(quán)利要求19的方法，其特征在于，還包括以下步驟從差值指示產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流的新的SRTS值。
22．按照權(quán)利要求20的方法，其特征在于，還包括以下步驟對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流分開地執(zhí)行上面所述的所有步驟；以及對(duì)于在第一信號(hào)流之中的所述的所有步驟執(zhí)行上下文交換。
23．按照權(quán)利要求21的方法，其特征在于，還包括以下步驟對(duì)于每個(gè)第一信號(hào)流分開地執(zhí)行上面所述的所有步驟；以及對(duì)于在第一信號(hào)流之中的所述的所有步驟的執(zhí)行上下文交換。
24．按照權(quán)利要求22的分接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中被選擇的。
25．按照權(quán)利要求23的復(fù)接器，其特征在于，其中第一和第二信號(hào)流是從以下的DS1、DS2、和DS3，以及E1、E2、和E3的任一組中被選擇的。
全文摘要
復(fù)接和分接是在電信中用于有效的頻帶利用的普通方法。SRTS(同步剩余時(shí)間印記)技術(shù)在數(shù)字信號(hào)流處理中被廣泛用于定時(shí)恢復(fù)。比特填充也普遍用于各種不同用途,其中之一是速率調(diào)節(jié)。本發(fā)明全數(shù)字地實(shí)現(xiàn)SRTS技術(shù),以監(jiān)視相對(duì)于較高速信號(hào)流的速率的較低速信號(hào)流的速率。數(shù)字實(shí)施方案允許使用用于處理多個(gè)數(shù)字信號(hào)流的上下文交換。其結(jié)果是,可使硬件要求大大減小。
文檔編號(hào)H04J3/00GK1222013SQ98125438
公開日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
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