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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Synchronhierarchie-Kommunikationsnetzen,
wie beispielsweise Synchron-Digital-Hierarchie (SDH)- und SONET-Netzen,
und die Synchronisierung von Netzelementen innerhalb solcher Netze.
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Ein
Synchronhierarchie-Kommunikationsnetz umfasst eine Anzahl von zusammengeschalteten
Knoten oder Netzelementen (NE), z.B. SDH-Einrichtungen (SE), die
so ausgelegt sind, dass sie Daten-, Synchronisierungs- und Steuersignalisierung gemäß einer
synchronen Hierarchie austauschen, wie zum Beispiel in den Synchron-Digital-Hierarchie (SDH)-
oder SONET-Standards dargelegt. Normalerweise wird ein Synchronisierungssignal
von einem NE ans nächste
zusammen mit dem Datensignal weitergegeben, so dass ein Synchronisierungspfad durch
Verbinden von NEs über
Datenports geschaffen wird. Die Synchronisierung erfolgt eher aufgrund der
Summenbitrate des Synchronisierungssignals als der Daten, die es
enthält.
Das Signal führt
auch die Synchronisierungsstatusmeldung (SSM) mit.
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Der
Kürze halber
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die SDH beschrieben, wobei
es sich von selbst versteht, dass die Erfindung auch auf das SONST
anwendbar ist. Ein bedeutendes Merkmal von SDH-Systemen ist die
Fähigkeit
von Netzen, sich von Synchronisierungsfehlern automatisch zu erholen.
Um dieses Merkmals zu unterstützen,
benötigt
jede SE eine vorkonfigurierte Synchronisierungsquellen-Prioritätstabelle,
und jedes Signal muss eine Angabe der Qualität der Zeitsteuerungsquelle
mitführen,
von welcher es abgeleitet ist. In SDH-Netzen wird diese Qualitätsangabe
in der SSM mitgeführt. Für jede STM-N-Ausgabe
wählt die
SE aus den SSM-Werten der verfügbaren
Quellen automatisch den mit der höchsten Qualität aus. Die
Auswahl der Quelle, die zum Synchronisieren von Datensignalen verwendet
wird, die von STM-N-Ports einer SE ausgesendet werden, wird ebenfalls
durch die vorkonfigurierte Prioritätstabelle dieser Einrichtung
gesteuert. Für
jede STM-N-Ausgabe kann einer oder etlichen Synchronisierungsquellen
eine Priorität
zugewiesen werden, und die SE kann die Prioritätstabelle verwenden, um die
Quelle mit der höchsten
Priorität zu
identifizieren. In der Praxis wird die Priorität nur verwendet, um eine Synchronisierungsquelle
auszuwählen,
wenn es mehr als eine verfügbare
mit derselben höchsten
Qualität
gibt, oder wenn keine gültige SSM
verfügbar
ist.
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Auf
einer Netzebene ist es wichtig, dass der Gesamtleitweg von aufeinander
folgenden Synchronisierungsquellen (der als eine „Prioritätskette" von SEs beschrieben
werden kann, welche Synchronisierungsinformationen von einer zur
anderen entlang der Kette weitergeben) stets auf eine bestimmte
externe Quelle zurückverweist.
Dies ist in 1 veranschaulicht. Es ist auch
wichtig, dass alles unternommen wird, das Auftreten einer Zeitschleife
zu verhindern. Eine Zeitschleife tritt auf, wenn ein Synchronisierungssignal,
das durch eine SE übertragen
wird, an dieselbe SE zurückgesendet
(d.h. rückgeführt) wird,
welche dann dieses rückgeführte Synchronisierungssignal
als ihre Quelle zur Übertragung
auswählt und
dadurch „die
Schleife schließt", derart dass es keine
unabhängige
externe Synchronisierungsquelle gibt. Dies ist in 2 veranschaulicht.
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Zur
Vermeidung dieser Situation definieren internationale Standards
(z.B. pr ETS 300 417-6-1) ein Verfahren, wodurch, wenn ein Synchronisierungsquelle,
die über
einen bestimmten Port in eine SE eingegeben wird, durch diese SE
zur Weitersendung ausgewählt
wird, die SSM, die durch diesen bestimmten Port ausgesendet wird,
auf „nicht
verwenden" (DNU
für engl.
do not use) gesetzt wird. Ein Synchronisierungssignal mit einer
zugeordneten DNU-SSM wird nicht verwendet. Dies gewährleistet, dass
ein Synchronisierungssignal, das zur Synchronisierungsausgangsquelle
zurückgeleitet
wird, selbst nicht zur Synchronisierung verwendet wird.
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Das
Verfahren des zuvor erwähnten
Internationalen Standards ist jedoch der Situation nicht gewachsen,
in welcher zwei benachbarte NEs über mehr
als einen Port verbunden sind. Während
auf dem ersten Port, an welchem das Synchronisierungssignal empfangen
wird, eine DNU-SSM gesendet wird, kann der zweite Port, der mit
derselben Synchronisierungsquelle verbunden ist, noch immer ein Synchronisierungssignal
mit einer gültigen
(d.h. Nicht-DNU) SSM ausgeben.
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Die
internationale Patentanmeldung
WO 96/39760 beschreibt
ein SDH-Netz, in welchem das Auftreten von Zeitschleifen dadurch
verhindert wird, dass jeder Knoten veranlasst wird, ein Taktsignal, das
durch diesen Knoten durchtritt, mit Identifizierungsdaten zu kennzeichnen.
Die europäische
Patentanmeldung
EP 0 849 904 beschreibt
ein synchrones digitales Kommunikationssystem, in welchem Netzelemente
miteinander synchronisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Kommunikationssystem bereit, das
mehrere zusammengeschaltete Netzelemente, im Folgenden als NE bezeichnet,
umfasst und in welchem jedes NE einen oder mehr Ports umfasst, jeder
Port zum Eingeben von einem benachbarten der mehreren NEs eines Synchronisierungssignals
und einer Qualitätsstufenangabe,
im Folgenden als QLI (für
engl. quality level indication) bezeichnet, zur Angabe der Qualität der Quelle
des Synchronisierungssignals; jeder Port zum Ausgeben eines ausgewählten der
eingegebenen Synchronisierungssignale und der QLI an das benachbarte
NE; in welchem jedes NE mit einem eindeutigen NE-Kennungswert assoziiert
ist; in welchem jeder Port jedes NEs mit einem Quellenkennungswert,
im Folgenden als SID-Wert
(für engl.
source identifier value) bezeichnet, assoziiert ist, und der SID-Wert
den Port identifiziert, an welchem jedes Synchronisierungssignal
eingegeben wird; wobei das System auch ein zentrales Verwaltungsmittel
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Port jedes NEs QLI-Mittel
zum Einstellen des Werts der QLI-Ausgabe an diesem Port basierend
auf einem Vergleich des SID-Werts dieses Ports mit dem SID-Wert
des Eingangsports des ausgewählten
Synchronisierungssignal umfasst;
der SID-Wert jedes Ports den
NE-Kennungswert des benachbarten NEs umfasst;
in welchem das
Verwaltungsmittel Mittel zum Setzen des SID-Werts jedes Ports jedes NEs auf den
angemessenen NE-Kennungswert umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Angeben der
Qualitätsstufe
von Synchronisierungssignalen in einem Kommunikationssystem bereit,
das mehrere zusammengeschaltete Netzelemente, im Folgenden als NE
bezeichnet, umfasst und in welchem jedes NE einen oder mehr Ports
umfasst, jeder Port zum Eingeben von einem benachbarten der mehreren
NEs eines Synchronisierungssignals und einer Qualitätsstufenangabe,
im Folgenden als QLI bezeichnet, zur Angabe der Qualität der Quelle des
Synchronisierungssignals;
jeder Port zum Ausgeben eines ausgewählten der eingegebenen
Synchronisierungssignale und einer QLI an das benachbarte NE;
Empfangen
von Synchronisierungssignalen am Port oder an den Ports jedes NEs;
wobei
das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Zuordnen zu
jedem NE eines eindeutigen NE-Kennungswerts und Zuordnen zu jedem
Port eines NEs eines Quellenkennungswerts, im Folgenden als SID-Wert
bezeichnet, um den Port zu identifizieren, an welchem jedes Synchronisierungssignal
eingegeben wird; das Kommunikationssystem auch ein zentrales Verwaltungsmittel
umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden
Schritte umfasst: Asso ziieren jedes empfangenen Synchronisierungssignals
mit dem SID-Wert des Ports, an welchem es eingegeben wird; Auswählen für jedes
NE eines der empfangenen Synchronisierungssignale zur Ausgabe vom
Port oder von den Ports dieses NEs; Vergleichen des SID-Werts, der mit
dem ausgewählten
Synchronisierungssignal assoziiert ist, mit dem SID-Wert, der mit
jedem Port assoziiert ist, an welchem dieses Synchronisierungssignal
ausgegeben wird, und Einstellen der QLI-Ausgabe an jedem Port gemäß dem Ergebnis
des relevanten Vergleichs;
das Verfahren ferner den Schritt
des Setzens des SID-Werts jedes Ports auf den NE-Kennungswert des
NEs, mit welchem dieser Port direkt verbunden ist, umfasst;
das
Verfahren ferner den Schritt des Betreibens des Verwaltungsmittels
derart, dass jeder Port mit einem angemessenen NE-Kennungswert assoziiert
wird, umfasst.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun als Beispiele unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 bis 4 ein
Telekommunikationssystem des Stands der Technik darstellen; und
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5 ein
Telekommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Bevor
die Zeichnungen beschrieben werden, werden die verschiedenen SSM-Werte
erläutert.
Bezugnahmen auf G.811, G.812 und G.813 beziehen sich auf die jeweiligen
ITU-Standards, welche die Qualität
des Ausgangstakts definieren, von welchem die Synchronisierung abgeleitet
wird. Die ITU-Empfehlung
G.707 definiert SSM-Werte, die sich auf verschiedene Ausgangstaktqualitäten beziehen.
Fünf SSM-Codes
sind in der vorläufigen
ETS1-Empfehlung prETS 300 417-6-1 zur Darstellung der Qualitätsstufe
der Synchronisierungsquelle definiert und, gereiht nach abnehmender
Qualitätsstufe,
in der folgenden Liste aufgeführt:
- – Code
0010 (Qualität
PRC), bedeutet, dass die Synchronisierungsquelle ein PRC-Takt ist
(ETS 300 462-6,
ITU-T-Empfehlung G.811);
- – Code
0100 (Qualität
SSU-T), bedeutet, dass die Synchronisierungsquelle ein Transit-SSU-Takt (ITU-T-Empfehlung G.812)
oder eine Synchronversorgungseinheit (SSU) ist, die in ETS 300 462-4
definiert wird;
- – Code
1000 (Qualität
SSU-L), bedeutet, dass die Synchronisierungsquelle ein SSU-Takt
ist (ITU-T-Empfehlung G.812);
- – Code
1011 (Qualität
SEC), bedeutet, dass die Synchronisierungsquelle ein SEC-Takt ist
(ETS 300 462-5,
Option 1 der ITU-Empfehlung G.813);
- – Code
1111 (Qualität
DNU), bedeutet, dass das Synchronisierungssignal, das diese SSM
mitführt, nicht
zur Synchronisierung verwendet werden soll, da eine Zeitschleifensituation
entstehen könnte,
wenn verwendet.
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In
den Figuren bezeichnen Zahlen in Quadraten die Priorität von Quellen
eines Synchronisierungssignals, das an der SE über die STM-N-Ports empfangen
wird, wobei eine der Quellen durch die SE auf der Basis ihrer Qualität und Priorität ausgewählt wird,
um die Synchronisierungssignalausgabe bereitzustellen. Wie in 1 angezeigt,
empfängt der
STM-N-Eingang West ein Synchronisierungssignal mit einer Qualitätsstufe
von G.811, die damit assoziiert ist, und erhält die Priorität 1 als
eine Synchronisierungssignalquelle zugeordnet. Dem STM-N-Eingang
Ost ist die Priorität 2
zugeordnet. Tatsächlich wurde
das Synchronisierungssignal, das am STM-N-Eingang Ost von SE1 empfangen
wurde, an der SE2 rückgeführt, was
sich in dem zugewiesenen SSM-Wert DNU widerspiegelt.
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2 veranschaulicht
das Problem, das bei einer Synchronisierungszeitschleife auftreten
kann. In 2 ist zu sehen, dass die Synchronisierungsquelle,
die am West-Port von SE1 ankommt, erfolglos war, weshalb die SE1
zu ihrem alternativen Synchronisierungseingang am Ost-Port umgeschaltet
hat. Die Synchronisierungssignalquelle am Ost-Port wurde jedoch
bereits in der SE2 an ihrem West-Port von dem Synchronisierungssignal
rückgeführt, das
zuvor durch die SE1 geliefert wurde. Demnach wird eine Schleife
ohne jeglichen Bezug zu einer externen Synchronisierungsquelle mit
der daraus folgenden Verschlechterung der Taktqualität gebildet.
Dieses minderwertige Synchronisierungssignal wird durch die SE2
auch über
ihren Ost-Port mit einer unangemessen guten SSM von G.811 fortgepflanzt.
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3 stellt
die interne Arbeitweise einer herkömmlichen SE genauer dar. In 3 umfasst
jeder STM-N-Port S1, S2,
SN der SE einen Quellenidentitäts- oder
SID-Generator, eine DNU-Steuerung und einen SSM-Ausgabeselektor
Y. Der SID-Generator stellt einen eindeutigen Wert bereit, der den
relevanten Port zum Begleiten der empfangenen Synchronisierungs-
und SSM-Signale durch die SE identifiziert. Der SID-Wert wird auch an
die DNU-Steuerung für denselben
STM-N-Port weitergegeben.
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Die
Selektoren (T4) sind schematisch so dargestellt, dass sie drei aneinander
gereihte, einpolige Mehrwegschalter umfassen, jeweils einen Schalter für das Synchronisierungssignal
(Clock), die SSM und die SID. Jeder Schalter nimmt eine geeignete Eingabe
von jedem der STM-N-Ports (S1 bis SN). Die Ausgaben der T4-Selektoren tragen
die Bezeichnungen ClockSEL, SSMSEL beziehungsweise
SIDSEL. Die aneinander gereihten Selektoren
in 1 werden durch die SE automatisch gesteuert. Der
Bediener konfiguriert die Einrichtung mit Anzahl von möglichen Quellen
(S1, S2, ... SN), und die automatische Auswahl
wählt normalerweise
die Quelle aus, welche die höchste
Qualität
aufweist, wie aus ihrem SSM-Wert bestimmt.
Es gibt in der Praxis jedoch eine Anzahl von Spezialmodi, wodurch
die Auswahl der höchsten Qualität zurückgehalten
werden kann, wenn sich die Qualität der Quelle ändert, um
die Anzahl von intermittierenden Änderungen zu verringern. In
der Praxis würden
die Schaltfunktionen, wie zuvor beschrieben, normalerweise in Software
durchgeführt
werden. Nehmen wir den STM-N-Port S1: der SSM-Wert und das Synchronisierungssignal
(SSMS1, ClockS1)
werden von den STM-N-Eingaben RX Clock, Rx SSM abgeleitet und treten
zusammen mit dem lokal erzeugten SID-Wert (SIDS1),
der auf diesen Port beschränkt
ist, durch die T4-Selektoren hindurch. Die T4-Selektoren leiten
das Synchronisierungssignal, das von einem ausgewählten der
STM-N-Ports empfangen wurde, zur Ausgabe aus allen STM-N-Ports weiter.
Dieser Auswahlprozess bringt die Verteilung des Synchronisierungssignals,
der SSM und der SID in einer aneinander gereihten Weise mit sich,
d.h. das Synchronisierungssignal, die SSM und die SID von einem
einzigen STM-N-Port werden zusammen ausgewählt und dann an alle STM-N-Ports
zurückgesendet,
wobei das Synchronisierungssignal und die SSM von der SE ausgegeben
werden, die SID aber an der DNU-Steuerung endet.
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Die
DNU-Steuerung vergleicht die SID von Signalen, die von den Selektoren
(SIDSEL) empfangen werden, mit der SID,
die direkt vom lokalen SID-Generator (SIDSX,
wobei x = 1, 2, N) angewendet wird. Wenn die beiden SID-Werte übereinstimmen, dann
sind die Signale, die von den Selektoren empfangen werden, dieselben
wie jene, die in diesen Port von der STM-N-Verbindung eingegeben
wurden, so dass beim Übertragen
dieser selben Signals zurück zu
derselben STM-N-Verbindung
eine Schleifenbildung erzeugt wird. Um NEs, die an diese STM-N-Verbindung
angeschlossen sind, auf diese Situation hinzuweisen, gibt der STM-N-Port
unter der Kontrolle der NU-Steuerung eine DNU-SSM aus. Die DNU-Steuerung
steuert den Betrieb des SSM-Ausgabeselektors Y so, dass er entweder
den SSM-Wert, der von den Selektoren (SSMSEL)
empfangen wird, oder den DNU-Wert entsprechend ausgibt.
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In
dem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, gibt der
Port S1 eine Tx DNU-SSN aus, während alle anderen
eine Tx SSM darbieten, die von der SSMS1 abgeleitet
ist.
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4 stellt
ein weiteres Problem dar, das trotz der Verwendung von SIDs, wie
zuvor beschrieben, auftreten kann. Die Anordnung von 4 unterscheidet
sich von der zuvor veranschaulichten darin, dass SE1 und SE2 nun über zwei
getrennte Ports, d.h. SE1-Port C mit SE2-Port A und SE1-Port D mit SE2-Port
B, zusammengeschaltet sind.
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Während der
zuvor beschriebene Mechanismus beim Zuordnen einer DNU-SSM zum Synchronisierungssignal,
das zu dem Port rückgeführt wird,
an welchem es empfangen wurde (in diesem Fall SE2-Port A), effektiv
ist, verhindert er nicht, dass dem Synchronisierungssignal, das über den
zweiten Port (d.h. SE2-Por B) zur SE1 rückgeführt wird, eine unangemessene
SSM (d.h. SSM = G.811) zugeordnet wird. Dieses rückgeführte Zeitsteuerungssignal wird dann
durch die SE1 von ihren West-Ports mit dem unangemessenen SSM-Wert
fortgepflanzt.
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Eine
Charakteristik von SDH-Systemen ist, dass zum Zwecke der Netzplanung
und Gesamtsteuerung jeder Netzeinrichtung ein eindeutige Identifikation
(NEID) zugeordnet wird. Die NEID, die jedem Knoten zugeordnet ist,
wird an einer Netzsteuerungsfunktion zentral gesteuert, die auch
dazu dient, alle SEs im Telekommunikationsnetz zu steuern. Die zentrale
Netzsteuerungsfunktion verwendet die NEID, um spezifische Knoten
zu adressieren, z.B. zum Konfigurieren der SE oder Einholen von
Statusinformationen von ihnen. Mit „zentral" ist eine einzige Entität gemeint,
die ein Netz versorgt, im Gegensatz zu jedem NE, das unabhängig arbeitet.
Der tatsächliche Standort
solch einer Entität
ist nicht definiert. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der herkömmliche SID-Wert, der jedem Port
einer SE zugeordnet ist, durch den NEID-Wert ersetzt, welcher der
SE entspricht, mit der dieser Port direkt verbunden ist. Dies meistert
automatisch die Situation, in welcher mehr als ein Port auf irgendeiner
bestimmten SE direkt mit derselben Quell/Ziel-SE verbunden ist.
Wenn mit dem zuvor beschriebenen System zur Überprüfung von SIDs an Ausgangsports,
um eine Schleifenbildung von Synchronisierungssignalen zu erfassen, kombiniert,
verhindert die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise die Rückführung von
Synchronisierungssignalen, die von einer zweiten SE empfangen werden,
zu derselben zweiten SE, ohne dass dieses Synchronisierungssignal
mit einer DNU-SSM korrekt identifiziert wird.
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Die
Zuordnung von SID-Werten erfolgt häufig manuell auf der Basis
von SE-Konnektivitätsdaten in
Bezug auf das Telekommunikationsnetz. Diese manuelle Tätigkeit
ist langwierig und für
Fehler anfällig.
Das Ersetzen der aktuellen SID-Werte
durch Werte, welche die NEID der angeschlossenen SE umfassen, verringert
vorteilhafterweise den Fehlerrahmen, indem die korrekte SID für den Bediener
leichter identifizierbar gemacht wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der SID-Wert jedes Ports durch die
zentrale Netzsteuerungsfunktion auf der Basis der NEID-Informationen
und der in dieser Funktion bereits enthaltenen Konnektivitätsinformationen
automatisch gebildet. Dies kann einfach dadurch erreicht werden,
dass bewerkstelligt wird, dass die zentrale Netzsteuerungsfunktion
eine Steuermeldung an jede SE sendet, welche Anweisungen bezüglich des
Einstellens der verschiedenen SIDS für jeden Port enthält.
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Genauer
gesagt, sollten diese SIDs nun als Zielkennungen (DIDs für engl.
destination identifiers) bezeichnet werden, da sie das Ziel bestimmen,
an welches die Synchronisierungssignalausgabe an diesem Port gerichtet
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jede Netzeinrichtung bei der Initialisierung
so programmiert, dass sie eine Meldung, welche ihre eigene NEID
enthält, an
jede benachbarte Netzeinrichtung sendet. Jede SE wird auch programmiert,
bei Empfang der „NEID"-Meldung von ihrer
benachbarten SE die Werte der SIDs ihrer Ports auf den NEID-Wert
zu setzen, der in der Meldung enthalten ist, die an diesem Port empfangen
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
senden die SEs wiederholt NEIDs an benachbarte SEs, z.B. als eine
Hintergrund- oder eine regelmäßig geplante
Aufgabe, wodurch vorteilhafterweise ermöglicht wird, dass sich Änderungen
in der Topologie des Netzes automatisch in der SID-Zuordnung der
betroffenen SEs widerspiegeln.
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5 stellt
eine Anwendung der Erfindung auf ein komplexes Netz dar, in welchem
eine Vielzahl von SEs zusammengeschaltet ist. Jede SE in 5 wird
durch ihre NEID identifiziert, welche, wie es normalerweise der
Fall ist, aus einem Namen besteht, der üblicherweise vom geografischen
Standort der SE abgeleitet ist. Die zentrale SE umfasst 7 Ports
P1 bis P7, jeder
Port ist mit einer weiteren SE verbunden, und insbesondere die Ports
P6 und P7 sind beide
direkt mit der SE „New
Port" verbunden.
Jede der SEs, die mit der SE „Central" verbunden ist, weist
weitere Ports zur Verbindung mit anderen SEs (nicht dargestellt)
auf. Gemäß der Erfindung
wird beiden Ports der SE „New
Port", die direkt
mit der SE „Central" verbunden sind,
die SID „Central" gegeben. Wenn folglich
das Synchronisierungssignal, das durch die SE „New Port" ausgewählt wird, von einem der Ports
ist, die mit der SE „Central" verbunden sind, wird
dieses Synchronisierungssignal von beiden Ports, die mit der SE „Central" verbunden sind,
mit einer DNU-SSM ausgesendet.
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Obwohl
die zuvor dargelegten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf SDH-Einrichtungen beschrieben wurden, sind
dieselben Techniken gleichermaßen
auf andere synchrone Kommunikationssysteme, insbesondere SONET-Systeme,
anwendbar.