ITTO990059A1 - Procedimento e dispositivo per la trasmissione di segnali numerici. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento e dispositivo per la trasmissione di segnali numerici"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alla trasmissione di segnali numerici ed affronta il problema di trasferire un flusso numerico suddividendolo su una pluralità di portanti trasmissivi ciascuno dei quali presenta una rispettiva banda passante inferiore a quella del flusso complessivo da trasmettere.

Una soluzione di questo tipo può essere adottata, ad esempio, per trasmettere un segnale video in formato numerico (con banda compresa tipicamente fra 3 e 13 Mbit/s) su un certo numero (di solito compreso fra 2 e 8) di portanti trasmissivi di rete a 2 Mbit/s, E' comunque inteso che la portata dell'invenzione non è limitata a questo specificò esempio di applicazione.

Poiché i singoli portanti transitano su una rete trasmissiva, gli stessi vanno in generale soggetti a ritardi diversi. In ricezione sorge quindi il problema di realizzare il loro riaffasciamento in modo da ricostruire correttamente il flusso numerico iniziale.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di risolvere questo problema in modo particolarmente semplice, dunque senza necessità di ricorrere - in particolare a livello di interfacce di estremità del collegamento - ad architetture di sistema particolarmente complesse ed onerose.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un procedimento avente le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono. L'invenzione riguarda anche un relativo dispositivo.

L'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 illustra in termini generali il contesto di applicazione dell'invenzione,

- la figura 2 illustra in modo schematico i criteri utilizzati nella soluzione secondo l'invenzione a livello di trasmissione,

- la figura 3 illustra in modo schematico i criteri utilizzati nella soluzione secondo l'invenzione a livello di ricezione,

- la figura 4 illustra in maggior dettaglio, sotto forma di uno schema a blocchi, la possibile organizzazione di un dispositivo ricevitore utilizzabile nel contesto dell'invenzione, e

- la figura 5, comprendente cinque cronogrammi sovrapposti 5a, 5b, 5c, 5d e 5e, presenta il tipico andamento temporale di segnali presenti nel dispositivo della figura 4.

Con riferimento allo schema della figura 1, la soluzione secondo l'invenzione prevede essenzialmente di partire da un flusso numerico in ingresso Ia (per esempio, un flusso video MPEG). Attraverso un'operazione definibile di "multiplazione inversa", realizzata in una corrispondente interfaccia 10, il flusso di ingresso viene convertito in un flusso derivato Ib costituito in realtà da una pluralità di flussi numerici, che si supporranno nel seguito uguali fra loro come banda. Pur avendo ciascuno una banda individuale inferiore a quella del flusso Ial i suddetti flussi derivati assicurano nel complesso la disponibilità di una banda passante sufficiente alla trasmissione del flusso di ingresso Ta.

Il complesso di flussi numerici Ib viene trasmesso su una rispettiva pluralità di portanti trasmissivi attraverso una rete trasmissiva R, di qualunque tipo noto. A titolo di esempio, la rete R può essere una convenzionale rete pubblica a 2Mbit/s, in cui la trasmissione è organizzata secondo le raccomandazioni ITU-T G.703, G.704. All'ingresso di un'interfaccia di ricezione 20, si ha un complesso di flussi ricevuti Ic virtualmente identico al complesso di flussi Ib, ma in realtà alterato per effetto dei ritardi diversi subiti dal singolo portante, dunque dal singolo flusso informativo, durante la propagazione attraverso la réte R.

La funzione dell'interfaccia di ricezione 20 è quella di ricostruire, a partire dal complesso di flussi Ic, un flusso di uscita Id virtualmente identico al flusso di ingresso Ia.

La figura 2 rappresenta schematicamente il funzionamento dell'interfaccia 10. Si è qui supposto, per semplicità, che l'operazione di multiplazione inversa avvenga generando, a partire dal flusso di ingresso Ia tre flussi derivati, ciascuno destinato ad essere trasmesso attraverso la rete R utilizzando un rispettivo portante trasmissivo.

Si è qui supposto che il flusso numerico in ingresso sia una sequenza continua di ottetti binari (numerati per maggior chiarezza nelle figure), presentati all'ingresso dell'interfaccia 10 con velocità pari alla somma delle velocità dei portanti trasmissivi utilizzati.

Sono note nella tecnica diverse soluzioni che consentono di soddisfare questa ipotesi. Trattandosi appunto di soluzioni note, oltretutto di per sé non critiche ai fini dell'attuazione dell'invenzione, una descrizione dettagliata in questa sede risulta di fatto superflua. A puro titolo di esempio, si cita la possibilità di inserire il flusso numerico su celle ATM, lasciando al livello di convergenza ATM il compito di generare le celle di riempimento necessarie per ottenere la velocità del flusso ia.

Nell'esempio di attuazione illustrato, si è supposto che i singoli ottetti in ingresso vengano distribuiti uno per volta sui portanti in uscita (indicati con #1, #2, e #3) in modo sequenziale.

Caratteristica importante dell'invenzione è data dal fatto che l'interfaccia 10 inserisce simultaneamente su tutti i portanti, con periodicità costante T, un ottetto {o, in generale, una stringa informativa binaria), indicato con S in figura 2. Tutto questo in modo da suddividere l'informazione trasmessa in pacchetti di uguale durata e tutti temporalmente allineati.

Naturalmente, questa operazione presuppone che i portanti trasmissivi siano strutturati in maniera tale da consentire di distinguere in modo univoco al loro interno le stringhe S da quelle trasportate senza porre restrizione ai valori che queste ultime possono assumere. La posizione delle stringhe S rispetto alle altre non deve variare durante il transito sulla rete trasmissiva R. Anche in questo caso, le possibili soluzioni per il rispetto di questi vincoli dipendono da particolari implementazioni del procedimento.

E* anche necessario che tutti i portanti trasmissivi siano sincroni fra loro, ad esempio in quanto generati a partire da un unico segnale di temporizzazione . ;Ad esempio, nel caso di trasmissioni su reti quali quelle menzionate sopra, per l’inserimento delle stringhe S è possibile utilizzare un intervallo (time slot) riservato ad informazioni di servizio, ad esempio il time slot TS 16. Questa soluzione, seppur preferenziale, non è evidentemente vincolante ai fini dell'attuazione dell'invenzione. ;La rappresentazione della figura 3 illustra schematicamente l'effetto sui vari flussi derivati #1, #2, #3 .della propagazione attraverso la rete R. ;In sostanza, l'effetto più evidente è dato dal fatto che, dal momento che i rispettivi portanti trasmissivi presentano tempi di propagazione diversi attraverso la rete, i relativi flussi hanno subito ritardi diversi: nell'esempio di attuazione illustrato, il flusso #2 precede di un intervallo di tempo (qui supposto pari al tempo di trasmissione di due ottetti, ma si tratta evidentemente di un esempio) il flusso #3. Quest'ultimo precede a sua volta il flusso #1 di un intervallo di tempo di pari entità. ;Pur essendo stati trasmessi simultaneamente, i tre flussi in questione risultano quindi "distribuiti" temporalmente su un intervallo di tempo supposto avere una durata pari a D. ;Tuttavia, supponendo che T (intervallo corrispondente alla periodicità di inserimento delle stringhe S nei flussi #1, #2 e #3) sia tale per cui D risulti inferiore a T/2, è sempre possibile individuare un intervallo di tempo t0, di durata maggiore rispetto a T/2, durante il quale non vengono ricevute stringhe o simboli S. Al termine di ogni intervallo t0, il primo simbolo S ricevuto proviene dal portante meno ritardato. I simboli S ricevuti immediatamente dopo sugli altri portanti precedono ottetti informativi consecutivi fra loro, appartenenti a pacchetti originariamente trasmessi nello stesso istante dall'interfaccia 10. ;Nell'esempio della figura 3, a partire da un qualsiasi istante nell'intervallo tQ, gli ottetti ricevuti dopo i simboli S dei vari portanti sono, nell'ordine, il 32, il 33 e il 31. ;Nello schema della figura 4, che illustra l'organizzazione interna dell'interfaccia di ricezione 20, i riferimenti numerici 21, 22 e 23 identificano essenzialmente tre moduli di riallineamento ciascuno dei quali riceve in ingresso un rispettivo flusso #1, #2 e #3. I moduli 21, 22 e 23 sono configurati (in modo noto) così da poter riconoscere i simboli S ed emettere, all'istante di ricezione di uno di tali simboli, un corrispondente segnale impulsivo Slf S2 e S3. L'andamento di questi segnali è schematicamente rappresentato nei cronogrammi delle figure 5a, 5b e 5c, riportati, per chiarezza, anche in figura 4. ;Nell'esempio considerato, in cui i simboli S sono trasmessi in un time slot prestabilito, il riconoscimento avverrà utilizzando i convenzionali segnali di sincronismo relativi alla trasmissione, non rappresentati. ;I segnali S* (i = 1, 2 , 3) vengono elaborati per individuare l'intervallo t0 (figura 3). Ciò può avvenire alimentando i suddetti segnali SA ad una porta logica 24 di tipo OR. L'uscita della porta 24 (che va a livello "alto" ogniqualvolta viene generato un segnale Si) azzera un contatore 25 suscettibile di raggiungere una soglia prefissata (in pratica un livello di conteggio prefissato) soltanto durante l'intervallo t0. E’ quindi evidente Che tale livello di conteggio non viene raggiunto durante l'intervallo identificato da D nella figura 3: si tratta infatti dell'intervallo di tempo in cui, uno dopo l'altro, vengono generati i segnali identificativi dell'arrivo dei simboli S: si veda, al riguardo, anche il cronogramma della figura 5d.

L'uscita del contatore 25 è rappresentata da un segnale AS (cronogramma della figura 5e) che va a livello logico "alto" abilitando i moduli 21, 22 e 23 alla lettura dei flussi di ottetti in ingresso solo in prossimità della fine dell'intervallo t0. La scrittura effettiva dei flussi nei moduli 21-23 inizierà a partire dall'ottetto immediatamente successivo al primo simbolo S ricevuto dopo l'abilitazione .

I riferimenti numerici 26, 27 e 28 indicano tre ulteriori moduli di ricezione costituiti essenzialmente da tre memorie operanti secondo una logica di tipo FIFO (First In-First Out).

Le memorie 26, 27 e 28 vengono abilitate alla lettura soltanto nell'istante in cui tutti i moduli di allineamento 21, 22 e 23 hanno iniziato a scrivere, aggiungendo eventualmente un ulteriore ritardo per assorbire (secondo criteri noti) eventuali fenomeni di jitter e wander introdotti dalla réte R. Quindi, la lettura inizierà a un istante opportunamente ritardato rispetto all'arrivo del primo simbolo S (nell'esempio SI), successivo al passaggio a livello alto di AS, relativo al flusso maggiormente ritardato. La generazione di un corrispondente segnale di abilitazione per la lettura nella memoria non è un problema per il tecnico.

II riferimento numerico 29 indica infine un modulo di affasciamento che legge le uscite delle memorie 26, 27 e 28 secondo la stessa logica di alternanza utilizzata in trasmissione.

Il risultato complessivo è la ricostruzione del flusso Id in uscita attuata rispettando l'ordine sequenziale in ingresso. Le diversità dei tempi di propagazione attraverso la rete R vengono infatti assorbite per effetto dell'azione di riallineamento attuata nei moduli 21 a 23.

E' evidente che i simboli S non vengono scritti nelle memorie 26, 27 e 28.

Grazie all'uso di memorie FIFO, la soluzione secondo l'invenzione permette anche di compensare fenomeni tali da condurre ad un diverso ordinamento temporale dei vari flussi #1, #2 e #3 nell'ambito dell'intervallo D su cui detti flussi informativi vengono distribuiti per effetto della propagazione sulla rete R.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la trasmissione di segnali numerici in cui un flusso di segnali numerici in ingresso (Ia) viene suddiviso in una pluralità di flussi derivati (lb) trasmessi su rispettivi portanti trasmissivi (R) ed i flussi derivati così trasmessi (Ic) vengono riaffasciati a un'estremità di ricezione per costituire un flusso di segnali numerici in uscita (Id), caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di: - inserire in detti flussi derivati (Ib), simultaneamente e con periodicità costante (T), simboli (S) che suddividono l'informazione trasmessa su detti portanti trasmissivi in pacchetti di uguale durata e temporaneamente allineati in trasmissione, - riconoscere a detta estremità di ricezione, in detti flussi derivati trasmessi (Ic), detti simboli (S); i simboli associati a flussi derivati diversi risultando in generale temporalmente sfalsati fra loro per effetto della trasmissione su detti portanti trasmissivi, - ricostituire l'allineamento temporale dei pacchetti di informazione presenti su detti flussi derivati trasmessi (Ic) ricostituendo l'allineamento temporale dei rispettivi simboli (S), e - riaffasciare i flussi derivati trasmessi (Ic) dopo averne ricostituito l'allineamento temporale dei rispettivi pacchetti di informazione.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti simboli (S) sono stringhe di cifre binarie quali ottetti.
3. 3 . Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende l'operazione di suddividere detto flusso in ingresso (Ia) in detti flussi derivati (Ib) tramite una legge di distribuzione sequenziale temporale determinata e l'operazione di riaffasciare detti flussi derivati trasmessi {Ic), dopo averne ricostituito l'allineamento temporale, secondo un'identica legge di distribuzione sequenziale temporale.
4. 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui, per effetto della trasmissione su detti portanti trasmissivi, detti flussi derivati trasmessi (Ic) risultano temporalmente sfalsati all'interno di un intervallo di durata massima predeterminata (D), e dal fatto che detti simboli (S) vengono inseriti su detti flussi derivati (Ib) con una periodicità costante (T) di entità pari ad almeno il doppio di detta durata predeterminata (D).
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di: - rilevare, sul complesso di detti flussi derivati trasmessi (Ic), almeno un intervallo di durata superiore a detta durata predeterminata (D) in cui sono assenti detti simboli (S), e - ricevere ciascun flusso derivato trasmesso (Ic) cominciando dal primo sìmbolo (S) ricevuto dopo detto intervallo di assenza di detti simboli (S).
6. 6. Dispositivo ricevitore per l'attuazione del procedimento secondo ima qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, caratterizzato dal fatto che comprende : - mezzi ricevitori (21 a 23, 26 a 28) sensibili a detti flussi derivati trasmessi (lc), - mezzi di controllo (24, 25) sensibili a detti simboli (S) e suscettibili di generare un segnale di abilitazione (AS) per abilitare detti mezzi ricevitori (21 a 23, 26 a 28) alla ricezione ordinata di detti flussi derivati trasmessi (Ic) in condizione temporalmente allineata in funzione dell'allineamento temporale dei simboli (S) rilevati in detti flussi derivati trasmessi (Ic).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (24, 25) comprendono mezzi temporizzatori (25) suscettibili di identificare un intervallo di tempo (t0) in cui si ha assenza della ricezione di detti simboli sul complesso di detti flussi derivati trasmessi (Ic); detti mezzi temporizzatori (25) abilitando selettivamente detti mezzi ricevitori (21 a 23) alla lettura di detti flussi derivati trasmessi (Ic) al termine di detto intervallo di assenza.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi ricevitori comprendono: - primi moduli ricevitori (21, 22 e 23), suscettibili di rilevare detti simboli (S) presenti in detti flussi derivati trasmessi (Ic) e di generare rispettivi segnali di riconoscimento (Slf Sa e S3), e - secondi moduli ricevitori (26, 27 e 28) suscettibili di ricevere detti flussi derivati trasmessi (Ic) a partire da detti primi moduli ricevitori (21, 22 e 23) e configurati come unità di lettura selettivamente abilitate alla lettura dei flussi derivati trasmessi (Ic) a partire da detti primi moduli ricevitori (21, 22 e 23) secondo una logica di tipo primo in ingresso/primo in uscita (FIFO) .
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (25) abilitano (AS) il passaggio di detti flussi derivati trasmessi (Ic) da detti primi moduli ricevitori (21 a 23) verso detti secondi moduli ricevitori (26 a 28) in condizioni di allineamento temporale ricostituito riallineando fra loro i simboli (S) associati a detti flussi derivati trasmessi Uci ·