[发明专利]虚辅助信号跨接交换及交换网络

说明书

本发明一般涉及交换部件和使用多个交换部件的无阻塞交换网络。更确切地说，本发明涉及这样一种交换部件，这种交换部件能够从较大信号的至少一个虚辅助信号中接收数据、对数据重新定时，并在所要求时刻将数据切换到所需位置。使用多个这种交换部件的交换网络可接收多个虚辅助信号，并产生由重新排列后的虚辅助信号组成的新SONET（同步光网络）信号（很多这样的虚辅助信号构成一个SONET信号）。

本发明的主题和如下标题的发明有关：“交换部件和使用这种交换部件的多数据速率无阻塞交换网络”（DOCKET    ＃TRA-002），“跨接高速数字信号的系统”（DOCKET    ＃TRA-001）和“跨接高速数字SONET信号的系统”（DOCKET    ＃TRA-004），所有这些发明都是同日提交的，具有共同的发明人并均已转让给本申请的受让人，因此结合用作参考。

SONET通信标准已由ANSI在ANSIT1.105（1988年）公布，并在由BELLCORE出版的《SONET传输系统、通类标准》TA-TSY-00253第3期（1988年7月发行）以及其它本领域技术人员已知的文件中有详细描述。一个称为STS-1信号的基本SONET信号见图1。该SONET信号是一个51.84兆赫的位串行信号，该位串行信号以125微秒帧速率传输9行90列的8位字节。该SONET信号中前三列字节被称为传输首部（TOH）字节，并且如图2所示用于各种控制目的。其余87列字节构成图3所示的STS-1的同步净负载封装（SPE）。

参考图2可见，传输首部的前2个字节A1和A2是含有特殊的成帧模式的成帧字节，所述成帧模式用于使基本SONET的STS-1信号同步。另有3个字节H1、H2和H3形成明确给出SONET    SPE起点位置信息的指针。需要这些指针字节是由于SPE在STS-1帧中的位置在时间上并不是固定的而是可随时间移位的。由于电路条件的变化，该SPE可相对于STS-1帧缓慢地随时间前后移动。因此，如图3所见，单一的SPE通常跨接于两个依次相连的STS-1帧。

实际上，如表示净负载指针编码的图4所示，SPE指针位于由H1和H2字节构成的字的后10位。该指针值是一偏移值用于指定SPE第一字节在H3字节后的位置。因此，如该指针值为0（偏移为0），则SPE的第1字节位于H3字节后第一个字节位置。如该指针值为1，则SPE起始于H3字节后的第二个字节。该指针可用最大值为782（＝810-27-1，即，该帧有810个字节，去掉27字节用于TOH，去掉1个字节用于寻找最后位置）。如示出字节位置的图5所见，782的值指出SPE起始于下一个STS-1帧H1字节之前的最后一个字节位置。

如图4和图5所示，在正常操作过程中，允许进行两种指针调节。当传输的SPE以高于STS-1封装的频率运行时（即，必须将附加信息插入该封装），使用负填充，而当传输的SPE以低于STS-1封装的频率运行时，使用正填充（即，将填充字节插入该封装）。无论如何，SPE相位按时间前后移动一个字符。

参考图6可见，SONET信号的净负载可分解为许多“虚辅助信号”（VT），而一个虚辅助信号是SPE净负载中特定数量字节的排列。STS-1的SPE的第一列含有称为“通路首部”（PDH）与净负载的VT_S相关的控制信息，而第30列和第59列含有基本上和净负载无关的固定的填充。SONET信号由一定数量的VT构成，而这些VT大小可能完全一样或是不同尺寸的混合，例如，VT1.5，VT2，VT3，VT6。在美国，SONET信号通常含有28个DS-1（虚辅助信号）。例如，用VT1.5传送DS-1信号，该VT1.5由规定时间位置上的3列字节构成。图6中，在87列的SPE中的第3、32和61列中示出虚辅助信号的编号2。

如图2和图6所示，通路首部包括称为“多帧指示器”的字节H4。该多帧指示器用于确定四个字节V1、V2、V3、和V4中的哪一个位于当前正接收的净负载的第一位置上，所述四个字节V1、V2、V3和V4用于索引4帧SPE超帧周期的四个相位。VT指针的编码见图8。此外，图8还指出位于两个连续的STS-1的SPE中的V1和V2包含有指向虚辅助信号的同步的净负载封装指针（所述净负载封装延展在4个SONET帧范围内，因此需要相位索引）。VT-SPE的起始为字节V5。字节偏移定义以及V5字节位置参见图9。如图9所示，在VT层可有正和负填充（基本与STS-1层一样多），当在VT中传送的信号运行慢时，需用正填充，运行快时用负填充。