Патент на изобретение №2200367

(54) СИСТЕМА КОММУТАЦИИ ЯЧЕЕК АСИНХРОННОГО РЕЖИМА ПЕРЕДАЧИ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Предложена система коммутации ячеек асинхронного режима передачи (АРП). Система содержит более одного узла, включенного между магистралью, передающей абонентские данные, и высокоскоростной линией связи типа АРП для осуществления операции преобразования между абонентскими данными и ячейкой АРП, и блок коммутации АРП для приема ячейки АРП от одного из узлов по высокоскоростной линии связи, определения адресата из информации заголовка и маршрутизации ячейки АРП в другой узел. 3 с. и 17 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе коммутации ячеек асинхронного режима передачи (АРП), в частности к системе коммутации ячеек АРП, реализуемой с помощью нового способа коммутации ячеек АРП.

2. Уровень техники
На фиг. 1 представлена структурная схема, иллюстрирующая традиционную систему коммутации линий.

Как показано на чертеже, традиционная система коммутации линий содержит несколько коммутационных подсистем 10-1 и 10-n для коммутации локальных вызовов, и главную коммутационную систему 20 для управления всеми коммутационными системами и коммутации глобального вызова между коммутационными подсистемами 10-1 и 10-n.

Каждая коммутационная подсистема 10-1 – 10-n содержит локальный ЦП (центральный процессор) 11 для определения, является абонентский вызов локальным или глобальным вызовом, локальный коммутационный узел 12 для коммутации локального вызова в соответствии с результатом определения и мультиплексор/демультиплексор 13, включенный между локальным коммутационным узлом 12 и каналом связи для мультиплексирования/демультиплексирования глобального вызова.

Кроме того, главная коммутационная система 20 содержит главный ЦП 21 для управления всей информацией вызовов и базой данных, главный коммутационный узел 22 для коммутации глобального вызова в соответствии с управлением главного ЦП 21 и мультиплексоры/демультиплексоры 23-1 – 23-n, соответствующие коммутационным подсистемам 10-1 – 10-n.

Локальный коммутационный узел 12 представляет собой временной коммутатор, а главный коммутационный узел 22 представляет собой временный коммутатор или пространственный коммутатор. При этом временной коммутатор имеет коммутационные возможности, соответствующие количеству абонентов, и локальный, и главный коммутационные узлы 12 и 22 соединены каналом связи.

В дальнейшем будет описана процедура установления соединения в известной системе коммутации линий со ссылкой на фиг.1.

Прежде всего следует объяснить, что такое локальный вызов в коммутационной подсистеме 10-1 и глобальный вызов между двумя коммутационными подсистемами 10-1 и 10-2.

1. Локальный вызов
Когда вызов, генерированный абонентом 1, вводится в коммутационную подсистему 10-1 через магистраль с импульсной кодовой модуляцией (ИКМ), в дальнейшем именуемой как магистраль, со скоростью передачи 2 Мбит/с, локальный ЦП 11 определяет, соответствует данный вызов глобальному вызову между коммутационными подсистемами или локальному вызову в какой-то коммутационной подсистеме. При этом определение вызова осуществляется посредством обнаружения клавишного ввода или т.п. от абонента.

Если в результате определения обнаружено, что данный вызов является локальным, то локальный ЦП 11 управляет временным коммутатором локального коммутационного узла 12 и выдает соответствующую информацию для установления связи в главный ЦП 21 главной коммутационной системы 20 по управляющей линии 33, чтобы главный ЦП 21 управлял коммутационным состоянием коммутационной подсистемы 10-1. Следовательно, связь между абонентом 1 и абонентом n коммутационной подсистемы 10-1 реализуется на основе операции коммутации в локальном коммутационном узле 12.

2. Глобальный вызов
Если в результате определения обнаружено, что данный вызов является глобальным вызовом между коммутационными подсистемами 10-1 и 10-2, то локальный ЦП 11 управляет локальным коммутационным узлом 12 и в главный ЦП 21 по управляющей линии 33 посылаются идентификационный номер абонента 1 и идентификационный номер абонента n. Аудио данные абонента 1, коммутированные локальным коммутационным узлом 12, вводятся в мультиплексор/демультиплексор 13 через магистраль 31, и мультиплексор/демультиплексор 13 мультиплексирует аудио данные и передает их в главную коммутационную систему по линии связи 32.

Главный ЦП 21 главной коммутационной системы 20 принимает идентификационные номера абонентов 1 и n, введенные по управляющей линии 33, и распознает коммутационную подсистему 10-2 абонента n из базы данных для управления главным коммутационным узлом 22 и выдачи идентификационного номера абонента n в коммутационную подсистему 10-2 по управляющей линии 33. Мультиплексор/демультиплексор 23-1 демультиплексирует аудио данные абонента 1, введенные по линии связи 32, и выдает их в главный коммутационный узел 22.

Главный коммутационный узел 22 коммутирует соответствующую магистраль 31 в соответствии с командой главного ЦП 21, и аудио данные абонента 1, демультиплексированные мультиплексором/демультиплексором 23-1, снова демультиплексируются мультиплексором/демультиплексором 23-2, а затем передаются в коммутационную подсистему по линии связи 32.

Локальный ЦП 11 коммутационной подсистемы 10-2 управляет локальным коммутационным узлом 12 в соответствии с идентификационной информацией абонента n, введенной из главного ЦП 21, так что магистраль 31, соединенная с линией 32, и магистраль 31, связанная с абонентом, коммутируются через мультиплексор/демультиплексор 13, образуя коммутационную линию (установления глобального вызова), и аудио данные абонента 1, демультиплексированные мультиплексором/демультиплексором 13, передаются абоненту n. Локальный ЦП 11 выдает соответствующую информацию о завершении соединения в главный ЦП 21 по управляющей линии 33.

Таким образом, связь между абонентом 1 коммутационной системы 10-1 и абонентом n коммутационной подсистемы 10-2 реализуется с помощью описанной выше процедуры установления соединения. Локальный вызов между коммутационными подсистемами 10-3 – 10-n и глобальный вызов между коммутационными подсистемами 10-3 – 10-n и главной коммутационной системой 20 также осуществляются описанным выше способом.

Однако традиционная система коммутации линий имеет ряд недостатков.

Во-первых, поскольку в традиционной системе коммутации скорость коммутации между главным коммутационным узлом и локальным коммутационным узлом равна 2 Мбит/с, она не может обеспечивать мультимедийные услуги, требующие высокоскоростных операций коммутации.

Во-вторых, в традиционной системе коммутации линий предусмотрена дополнительная управляющая линия. В частности, для реализации неблокирующей операции коммутации линий временные коммутаторы главной коммутационной системы и коммутационной подсистемы должны иметь заранее определенные коммутационные возможности, соответствующие количеству абонентов. Это увеличивает количество коммутационных плат, усложняя структуру системы и повышая ее стоимость.

В-третьих, традиционная система коммутации линий содержит несколько локальных ЦП для создания распределенной управляющей структуры. Но поскольку в традиционной системе коммутации линий главный ЦП управляет всей информацией вызовов и базой данных, введенными из локальных ЦП, распределенная управляющая структура не реализуется полностью. Поэтому, если в главном ЦП возникает ошибка, то может произойти сбой всей системы, который может повлечь ухудшение работы всей системы.

В-четвертых, даже если традиционная система коммутации линий имеет возможность обработки большого объема данных с помощью главного коммутационного узла, коммутационные возможности, соответствующие общему количеству линий, не реализуются из-за высокой стоимости и ограниченного пространства для их установки. Поэтому, поскольку при глобальном вызове операция блокирующей коммутации не реализуется из-за ограниченных возможностей операции коммутации, на трафик может оказываться отрицательное воздействие, снижающее надежность системы.

Сущность изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания системы коммутации ячеек АРП, позволяющей решить перечисленные выше проблемы традиционных систем.

Следующей задачей изобретения является создание системы коммутации ячеек АРП, способной предоставлять разнообразные мультимедийные услуги на основе высокоскоростной операции коммутации за счет адаптации способа коммутации ячеек АРП к традиционной системе коммутации линий.

Еще одной задачей изобретения является создание системы коммутации ячеек АРП, характеризующейся простой и полностью распределенной управляющей структурой с использованием способа коммутации ячеек АРП.

В основу изобретения также поставлена задача создания системы коммутации ячеек АРП, функционирующей независимо от трафика за счет коммутации глобальных и локальных вызовов на основе неблокирующего метода.

Для решения перечисленных выше задач предложена система коммутации ячеек АРП согласно первому варианту изобретения, которая содержит более одного узла, включенного между магистралью, передающей абонентские данные, и высокоскоростной линией связи типа АРП, для осуществления операций преобразования между абонентскими данными и ячейкой АРП, и блок коммутации АРП для приема ячейки АРП от одного из узлов через высокоскоростную линию связи, определения адресата из информации заголовка и маршрутизации ячейки АРП к другому из узлов.

Для решения перечисленных выше задач предложена система коммутации ячеек АРП согласно второму варианту изобретения, которая содержит несколько магистралей ИКМ, являющихся линиями передачи с временным мультиплексированием (типа ВМ), несколько узлов для преобразования аудио данных, поступающих из магистрали ИКМ, в ячейку АРП или преобразования ячейки АРП в аудио данные, высокоскоростную линию связи, которая является линией передачи типа АРП, и блок коммутации АРП, соединенный с узлами через высокоскоростную линию связи, соответственно, для определения адресата из информации заголовка ячеек АРП, поступающих из узлов, и маршрутизации абонентского вызова.

Для решения перечисленных выше задач предложена система коммутации ячеек АРП согласно третьему варианту изобретения, которая содержит несколько магистралей ИКМ с временным мультиплексированием (формата ВМ), несколько узлов для коммутации аудио данных, поступающих из магистрали ИКМ, и выполнения операции преобразования между аудио данными и ячейкой АРП, высокоскоростную линию связи типа АРП и блок коммутации АРП, соединенный с узлами посредством высокоскоростной линии связи, для маршрутизации абонентского вызова, причем блок коммутации АРП содержит несколько интерфейсов линии, согласованных с узлами, и коммутатор АРП для определения адресата из информации заголовка ячейки АРП, введенной через блок интерфейса линии, и маршрутизации к противоположной стороне узла.

Краткое описание чертежей
Другие преимущества, задачи и существенные признаки изобретения в дальнейшем поясняются описанием примеров его воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 изображает структурную схему, иллюстрирующую традиционную систему коммутации линий;
фиг.2 – структурную схему, иллюстрирующую предложенную систему комутации ячеек АРП;
фиг. 3 – подробную структурную схему, иллюстрирующую блок преобразования ячеек, показанный на фиг.2;
фиг. 4 – подробную структурную схему, иллюстрирующую блок коммутации/мультиплексирования ячеек, показанный на фиг.2;
фиг.5 – вид, иллюстрирующий буфер Магистрали Передачи и буфер Магистрали Приема, изображенные на фиг.3;
фиг.6 – вид, иллюстрирующий канальную область, изображенную на фиг.5;
фиг. 7 – вид, иллюстрирующий буфер Ячеек Передачи и буфер Ячеек Приема, показанные на фиг.3;
фиг.8 – подробный вид области буфера ячейки, показанного на фиг.7;
фиг. 9 – подробный вид управляющей таблицы буфера ячейки, показанного на фиг.8;
фиг.10 – вид, иллюстрирующий буфер ячейки, показанный на фиг.8;
фиг.11 – вид, иллюстрирующий память интерфейса ЦП, показанную на фиг.4;
фиг. 12 – вид, иллюстрирующий ячейку пакетных данных, сформированную в блоке сегментации и повторной компоновки (СПК), показанном на фиг.4.

Подробное описание предпочтительных вариантов
На фиг.2 показана структурная схема, иллюстрирующая предложенную систему коммутации ячеек АРП.

Как показано на чертеже, система коммутации ячеек АРП согласно изобретению содержит несколько узлов 30-1 – 30-n, включенных между магистралью ИКМ 301 и высокоскоростной линией связи 401 типа АРП со скоростью передачи 155 Мбит/с, для выполнения операции преобразования между абонентскими данными и ячейками АРП и блок коммутации АРП 40, соединенный с узлами 30-1 – 30-n через высокоскоростную линию связи 401, имеющую скорость передачи 155 Мбит/с, для определения адресата из информации заголовка ячеек АРП, поступающих от узлов 30-1 – 30-n, и маршрутизации абонентского вызова.

Все узлы 30-1 – 30-n имеют идентичную конструкцию и каждый из них содержит ЦП 31, блок 32 преобразования ячеек, блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек и интерфейс 34 линии.

Блок 40 коммутации АРП содержит несколько блоков 41-1 – 41-n интерфейсов линии, соответствующих узлам 30-1 – 30-n, и коммутатор АРП 42 для определения информации заголовка из ячейки АРП через узлы 41-1 – 41-n интерфейсов линии и выдачи абонентского вызова соответственно в узлы 30-1 – 30-n. При этом коммутатор АРП 42 содержит микросхему коммутации ячеек АРП.

ЦП 31 каждого узла 30-1 – 30-n определяет, является абонентский вызов глобальным вызовом или локальным вызовом для выполнения разных операций управления и выдачи сообщения, которое представляет собой информацию об установлении соединения.

Блок 32 преобразования ячеек представляет собой модуль, включенный между линией передачи типа ВМ (магистралью) 301 и линией передачи типа АРП (линией связи со скоростью передачи 155 Мбит/с) 401. Блок 32 преобразования ячеек включен между 32 Магистралями Передачи 501 и 32 Магистралями Приема 502. Кадр на каждой магистрали формируется из 32 временных интервалов.

Блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек включен между ЦП 31, блоком 32 преобразования ячеек и интерфейсом 34 линии для выполнения операции коммутации ячеек аудио данных, обрабатываемых системой, и передачи/приема ячеек данных ЦП, поступающих из ЦП 31.

Интерфейс 34 линии содержит формирователь кадров типа синхронного режима передачи (STM-1) синхронной оптической сети (SONET) и включен между блоком 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек и высокоскоростной линией связи 401 для передачи/приема ячеек АРП.

На фиг.3 показан блок 32 преобразования ячеек.

Поскольку блок 32 преобразования ячеек выполняет преобразование данных параллельно, соединительная часть Магистрали Передачи 501 соединена с последовательно-параллельным преобразователем (ПсПрП) 101, а соединительная часть Магистрали Приема 502 соединена с параллельно-последовательным преобразователем (ПрПсП) 110.

ПрПсП 101 преобразует однобитовые последовательные данные, поступающие из 32 Магистралей Передачи 501, в восьмибитовые параллельные данные, а затем сохраняет их в буфере 102 Магистрали Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала и содержит 32 последовательно-параллельных логических элемента, соответствующих 32 Магистралям Передачи.

Преобразователь ИКМ в ячейки (ПИЯ) 103 считывает 4-х байтные данные из буфера 102 Магистрали Передачи и запоминает считанные данные в соответствующей области буфера 104 Ячеек Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала считанных данных.

Преобразователь ячеек в ИКМ (ПЯИ) 108 считывает 4-х байтные данные из буфера 107 Ячеек Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала, а затем запоминает считанные данные в буфере 109 Магистрали Приема и запоминает принятую ячейку аудио данных, введенную через блок приема 106 с типом обслуживания в запоминающем устройстве (ЗУ) на основе прямой последовательной очереди (ППО) “первый пришел, первый ушел”, в буфере 109 Магистрали Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала адресата в заголовке ячейки.

ПрПсП 110 представляет собой блок для преобразования восьмибитовых параллельных данных в однобитовые последовательные данные и включает в себя 32 параллельно-последовательных логических элемента, соответствующих 32 Магистралям Приема 502. ПрПсП 110 согласует байты в соответствии с номером магистрали, номером канала и номером кадра для считывания восьмибитовых параллельных данных из буфера Магистрали Приема 109.

Интерфейс ЦП 111 представляет собой блок сопряжения с ЦП 31 и имеет оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью 1 Кбайт. Когда одно сообщение формируется из двух длинных слов (4 байта), в ОЗУ формируются Очередь Передачи и Очередь Приема, что позволяет сформировать Очередь для хранения 64 сообщений. ЦП 31 редактирует или считывает управляющие данные, сохраненные в буфере Ячеек Передачи 104.

В частности, когда в ЦП 31 есть доступ, интерфейса ЦП 111 запоминает данные, сформированные в Очередь Приема, в буфере 104 Ячеек Передачи или считывает данные из Буфера 104 Ячеек Передачи и запоминает их в Очереди Передачи.

На фиг.4 показан блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек.

Интерфейс ЦП 201 выполняет функцию соединения с ЦП и, как показано на фиг.11, память интерфейса 202 ЦП сохраняет информацию установления ячейки, а именно сообщение, поступающее из ЦП 31.

Блок сегментации и повторной компоновки (СПК) 203 сегментирует сообщение, сохраненное в памяти интерфейса 202 ЦП, на 48 частей аппаратными средствами и преобразует их в ячейку пакетных данных.

Интерфейс 204 блока преобразования ячеек коммутирует ячейку аудио данных (Ячейку Передачи) из блока 32 преобразования ячеек в блок 32 преобразования ячеек, выдает в блок 34 интерфейса линии и передает ячейку аудио данных из ячеек АРП, поступивших из блока 40 коммутации АРП, через блок 34 интерфейса линии в блок 32 преобразования ячеек. При этом сопряжение с блоком 32 преобразования ячеек реализовано на базе 9-битного блока ППР. Девятый бит индицирует начало ячейки (НЯ). Интерфейс 204 блока преобразования ячеек исправляет ошибки в согласовании ячеек с помощью бита НЯ.

Блок 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек мультиплексирует ячейку аудио данных, введенную через интерфейс 24 блока преобразования ячеек, и ячейку пакетных данных, выведенную из блока СПК 203, для формирования ячейки АРП и демультиплексирует ячейку АРП, поступившую из блока 40 коммутации АРП, в ячейку аудио данных и ячейку пакетных данных.

Кроме того, интерфейс 206 Линии Передачи и интерфейс 207 Линии Приема выполняют функцию сопряжения типа UTOPIA между блоком 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек и блоком 34 интерфейса линии.

Для лучшего понимания сущности устройства коммутации ячеек АРП поясним его работу со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Сначала поясним, как коммутируется локальный вызов в узле 30-1 и глобальный вызов между двумя узлами 30-1 и 30-2.

Когда абонент 1 генерирует вызов, ЦП 31 узла 30-1 определяет, является ли данный вызов глобальным вызовом или локальным вызовом. Блок 32 преобразования ячеек преобразует аудио данные абонента 1, введенные через магистраль 301, в форму ячейки на основании каждого Временного Интервала и выдает их в блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек.

Блок 32 преобразования ячеек реализует Виртуальное Соединение (ВС) через ячейку типа АРП. В частности, создаются виртуальный тракт (ВТ) и виртуальный канал (ВК) с помощью 4-х байт за исключением байта обнаружения/контроля ошибок заголовка (ОКО), входящего в 5 байт заголовка ячейки.

При этом первый и второй байты являются Номером Узла Адресата в формате побитового отображения, который используется микросхемой коммутации ячеек АРП в блоке 40 коммутации АРП для формирования ВТ. Третий и четвертый байты являются номером магистрали адресата и номером временного интервала в формате кодирования, которые используются в блоке 32 преобразования ячеек для формирования ВК. При этом ВТ можно использовать для широковещательной связи с блоком 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек, а ВК используется для прямого соединения.

Опишем более подробно работу блока 32 преобразования ячеек.

Как показано на фиг. 3, предполагается, что аудио данные абонента 1 введены через одну из 32 Магистралей Передачи 501. ПсПрП 101 преобразует однобитовые аудио данные в восьмибитовые параллельные данные на основании последовательно-параллельного логического согласования с Магистралью Передачи 1 и последовательно запоминает преобразованные восьмибитовые параллельные данные в соответствующей области буфера 102 Магистрали Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала.

Когда буфер 102 Магистрали Передачи запоминает 4 байта аудио данных, требуется восемь байт пространства памяти для одного временного интервала на магистрали, чтобы ПИЯ 103 считывал 4 байта аудио данных из буфера 102 Магистрали Передачи. Весь объем памяти составляет б Кбайт.

На фиг. 5 показан буфер 102 Магистрали Передачи и буфер 109 Магистрали Приема.

Буфер 102 Магистрали Передачи разделен на две группы, чтобы ПИЯ 103 имел доступ к группе 2, а ПсПрП 101 имел доступ к группе 1, и наоборот. Каждая группа сформирована из 32 канальных областей. Каждая канальная область состоит из 32 магистральных областей, показанных на фиг.6. Заданная магистральная область сформирована из длинного слова.

Поскольку требуется основной элемент (длительность 125 мкс) магистрали, образующей 32 канала, синхронный с четырьмя кадровыми импульсами (синхроимпульс 8 кГц), для формирования одной магистральной области необходимо время, соответствующее четырем кадровым импульсам, чтобы ПсПрП 101 образовал группу 1.

ПИЯ 103 считывает аудио данные по 4 байта из группы 2 буфера 102 Магистрали Передачи и запоминает считанные данные в буфере 104 Ячеек Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала, чтобы сформировать ячейку аудио данных. Каждый раз, когда генерируются аудио данные, сформированная таким образом ячейка данных передается в блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек через блок Передачи ППО 105.

На фиг.7 показан буфер 104 Ячеек Передачи и буфер 107 Ячеек Приема.

Буфер 104 Ячеек Передачи разделен на 32 области (Магистраль#О – Магистраль# 1F) по магистралям, и каждая область состоит из 32 областей буфера ячейки (CB#O – СВ#1F).

Как показано на фиг.8, каждая область буфера ячейки состоит из управляющей таблицы буфера ячейки и буфера ячейки, в котором хранятся 48 байт аудио данных (полезная нагрузка). При этом каждому буферу ячейки соответствует одна управляющая таблица буфера ячейки. Управляющая таблица буфера Ячеек Передачи содержит информацию для управления процедурой перемещения аудио данных, сохраненных в буфере 102 Магистрали Передачи, а буфер 104 Ячеек Передачи по каналу, а управляющая таблица буфера Ячеек Приема содержит информацию для управления процедурой сохранения ячейки аудио данных в буфере 107 Ячеек Приема и перемещения данных, сохраненных в буфере 107 Ячеек Приема, а буфер 109 Магистрали Приема по каналу.

На фиг. 9 и 10 показана управляющая таблица буфера ячейки и подробная структура буфера ячейки.

РАЗ (Разрешение) представляет бит, показывающий, что использование буфера ячейки разрешено или не разрешено.

ТФ (Тип функции) представляет бит выбора одного типа из четырех типов операций ТОН1С.

УБЗ (Указатель буфера записи) представляет бит, указывающий используемую в данный момент область буфера ячейки, состоящего из двух областей.

КП (Копия) представляет бит, показывающий парное прямое соединение для передачи одной ячейки двум адресатам.

ПН (порядковый номер) представляет номер ячейки, которая формируется в данный момент. Это значение объединяется с первым байтом полезной нагрузки при передаче ячейки.

ИРДМС (Идентификатор регистра двухтональной многочастотной сигнализации представляет номер регистра двухтональной многочастотной сигнализации (ДМС), в котором хранится ДМС, если ТФ установлен на “10”.

УКЗ (Указатель записи) представляет информацию о местоположении, в соответствии с которой данные сохраняются в одном буфере ячейки.

СЧЗ (Счет записи) представляет информацию, показывающую пространство, которое составляет длину имеющейся полезной нагрузки (ДИПН) в одном буфере ячейки.

ДИПН (Длина имеющейся полезной нагрузки) представляет информацию, указывающую длину действительных данных в области полезной нагрузки ячейки.

НВПИК (Номер выходного порта, используемого в коммутаторе) представляет информацию, указывающую номер узла адресата.

ЦП представляет бит, указывающий ячейку, передаваемую в ЦП адресата.

ОБ представляет бит, указывающий ячейку, передаваемую в общий буфер.

М# представляет номер магистрали адресата.

КН представляет номер канала адресата.

ИПК (Индикатор подуровня конвергенции) не используется.

ЗПН (Защита порядкового номера) используется для проверки ошибки порядкового номера.

ПИЯ 103 выполняет операцию преобразования ячейки в соответствии с переходом состояния механизма состояния.

В частности, ПИЯ 103 считывает аудио данные по 4 байта из группы 2 буфера 102 Магистрали Передачи и обращается к управляющей таблице для считывания номера буфера ячейки, соответствующего номеру магистрали, и номер канала для последовательного запоминания аудио данных в соответствующем буфере ячейки.

Кроме того, считываются УКЗ (Указатель записи и ДИПН (Длина имеющейся полезной нагрузки) из управляющей таблицы буфера ячейки и сравниваются, используя считанный номер буфера ячейки как адрес доступа. Если в результате сравнения УКЗ и ДИПН идентичны, ПИЯ 103 запоминает ПН (порядковый номер) в первом байте соответствующего буфера ячейки для формирования одного элемента аудио данных.

Блок 32 преобразования ячеек преобразует аудио данные на 32 линиях передачи ИКМ последовательных данных со скоростью 2 Мбит/с (именуемых как магистрали) в ячейку по временному интервалу и преобразует ячейку в данные временного интервала на 32 линиях (магистралях) передачи ИКМ последовательных данных со скоростью 2 Мбит/с.

Блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек соединен с ЦП 31 через интерфейс ЦП 201 и выполняет функцию сопряжения типа UTOPIA для соединения с формирователем кадров STM-1 SONET в интерфейсе 34 линии через интерфейс 206 Линии Передачи и интерфейс 207 Линии Приема. Блок СПК 203 считывает сообщение, которое ЦП 31 сохранил в памяти интерфейса 202 ЦП, и производит деление данных по 48 байт аппаратными средствами для преобразования их в ячейки пакетных данных.

ЦП 31 запоминает одно сообщение в памяти интерфейса 202 ЦП, как показано на фиг. 11, через интерфейс 201 ЦП и устанавливает семафор на “1”. После этого блок СПК 203 обнаруживает упомянутую выше операцию и считывает значение длины сообщения из памяти интерфейса 202 ЦП. Значение, полученное путем прибавления 8 к значению длины сообщения, определяется как значение длины пакетных данных. Каждый раз, когда блок СПК 203 считывает сообщение из памяти интерфейса 202 ЦП по одному байту, значение длины пакетных данных уменьшается на “1”. Когда значение длины пакетных данных достигает “0”, значение длины больше не уменьшается. Ячейка, сформированная на тот момент, когда длина пакетных данных достигла “0”, является окончательной ячейкой пакетных данных.

Если значение длины пакетных данных не равно целому числу, кратному 48, то полезная нагрузка окончательной ячейки будет заполнена частично. При этом блок СПК 203 заполняет остальную часть нулями. Блок СПК 203 также вырабатывает значение контрольной суммы для всех пакетных данных и добавляет его в последний байт последней ячейки.

На фиг.12 показана ячейка пакетных данных.

Часть заголовка ячейки формируется с использованием части заголовка пакетных данных. Индикатор узла адресата может отображать максимум 16 узлов адресата по методу побитового согласования. Бит ЦП показывает, что данная ячейка является ячейкой пакетных данных, когда он установлен на “1”, и что данная ячейка является ячейкой аудио данных, генерированной в СОСАН, когда он установлен на “0”.

Номер узла источника ( узла источника) представляет информацию, указывающую передающий узел, и используется, когда информация запоминается в памяти пакетного буфера адресата. Порядковый номер ячейки представляет последовательность частей сообщения, переданных в ячейку. Так как ячейки не передаются в обратном порядке в силу особенности блока 40 коммутации АРП, порядковый номер ячейки используется скорее для обнаружения потери ячейки, чем для указания последовательности ячеек. При этом порядковый номер ячейки имеет значение от 0 до 9, так как максимальный размер пакетных данных составляет 480 байт.

1. Локальный вызов
Если вызов абонента 1 определен в ЦП 31 как локальный вызов, интерфейс 204 блока преобразования ячеек в блоке 33 коммутации/мультиплексирования ячеек коммутирует ячейку аудио данных (Ячейку Передачи), принятую из блока 32 преобразования ячеек, в блок 32 преобразования ячеек.

Ячейка аудио данных (Ячейка Приема), коммутированная в блок 32 преобразования ячеек, последовательно сохраняется в буфере 107 Ячеек Приема через бдок приема ППО 106, и ПЯИ 108 считывает 4 байта данных из буфера 107 Ячеек Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала и запоминает эти считанные данные в буфере 109 Магистрали Приема. ПрПсП 110 осуществляет байтовое согласование номера магистрали, номера канала и номера кадра, считывает восьмибитовые параллельные данные из буфера 109 Магистрали Приема и преобразует их в однобитовые последовательные данные.

Однобитовые последовательные данные, преобразованные в ПрПсП 110, выдаются через одну из Магистралей Приема 502 (например, Магистраль Приема 1) для преобразования ячейки аудио данных (Ячейки Приема), коммутированной блоком 33 коммутации/мультиплексирования, в данные временных интервалов на магистрали и передачи их соответствующему абоненту (например, абоненту n).

2. Глобальный вызов
Если вызов абонента 1 определен в ЦП 31 как глобальный вызов, интерфейс 204 блока преобразования ячеек выдает ячейку аудио данных (Ячейку Передачи) из блока 32 преобразования ячеек в блок 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек, который, в свою очередь, мультиплексирует ячейку аудио данных (Ячейку Передачи) и ячейку пакетных данных, поступившую от блока СПК 203, чтобы сформировать ячейку АРП и выдать ее через интерфейс 204 Линии Передачи. В результате ячейки АРП передается в блок 40 коммутации АРП через интерфейс 34 линии и высокоскоростную линию связи 401.

При этом блок 209 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек мультиплексирует ячейку аудио данных и ячейку пакетных данных на основе статистического метода с временным мультиплексированием. Блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек принимает ячейку из блока 34 интерфейса линии через интерфейс 207 Линии Приема по периодам длительностью 2,8 мкс. Этот промежуток времени называется временным интервалом ячейки (ВИЯ), а импульсный сигнал, указывающий границу ВИЯ, называется синхросигналом ВИЯ.

Блок 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек определяет, обрабатывается ячейка аудио данных (Ячейка передачи) или ячейка пакетных данных, каждый раз когда подается синхросигнал ВИЯ. Поскольку ячейка аудио данных более чувствительна по сравнению с ячейкой пакетных данных, в случае задержки в передаче ячейки блок 205 мультиплексирования/демультиплексирования отдает предпочтение аудио данных.

Ячейка АРП, введенная в блок 40 коммутации АРП через высокоскоростную линию связи 401, вводится в коммутатор 42 АРП через блок 41-1 интерфейса линии и коммутатор АРП 42 определяет адресат, используя информацию заголовка ячейки АРП. После этого ячейка АРП передается в узел 30-2 через блок 41-2 интерфейса линии и высокоскоростную линию связи 401, т.е. реализуется процесс маршрутизации АРП.

Ячейка АРП, переданная в узел 30-2, вводится в блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек через интерфейс 34 линии и блок 33 коммутации/мультиплексирования ячеек демультиплексирует ячейку АРП в ячейку аудио данных и ячейку пакетных данных, после чего ячейка пакетных данных вводится в ЦП 31, а ячейка аудио данных вводится в блок 32 преобразования ячеек.

Блок 205 мультиплексирования/демультиплексирования ячеек демультиплексирует ячейку АРП, введенную через интерфейс 207 Линии Приема, в ячейку аудио данных и ячейку пакетных данных, и ячейка пакетных данных выводится в блок СПК 203, а ячейка аудио данных передается в блок 32 преобразования ячеек через интерфейс 204 блока преобразования ячеек.

ПЯИ 108 блока 32 преобразования ячеек принимает ячейку аудио данных (Ячейку Приема) через блок Приема ОМТ 106 и принятая ячейка аудио данных запоминается в буфере 109 Магистрали Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала адресата, содержащимися в заголовке ячейки аудио данных (Ячейки Приема), так что ячейка аудио данных (Ячейка Приема) преобразуется в данные временного интервала на магистрали и преобразованные данные временного интервала передаются соответствующему абоненту (например, абоненту n) через одну из Магистралей Приема 502 (например, Магистраль Приема 32), как и при локальном вызове.

Поскольку глобальный вызов не блокируется блоком коммутации АРП 40, между абонентом 1 узла 30-1 и абонентом узла 30-2 осуществляется мультиплексная связь.

Выше было приведено упрощенное объяснение локального вызова, коммутируемого в узле 30-1, и глобального вызова, коммутируемого между двумя узлами 30-1 и 30-2. Локальный вызов и глобальный вызов реализуются в каждому узле идентично в соответствии с описанным выше способом.

Предложенное изобретение позволяет осуществлять высокоскоростную операцию коммутации независимо от свойств трафика аудио данных, изображения движения и общих данных. Кроме того, изобретение не ограничено только данными ИКМ. В частности, в ячейках типа АРП могут объединяться разные узлы, выполненные с возможностью мультиплексных услуг, такие как данные экспертной группы по движущимся изображениям/фотографиям (MPEG), АРП, системы персональной связи (СПС) и т.п., на основе высокоскоростной линии связи со скоростью передачи 155 Мбит/с.

Как описывалось выше, можно уменьшить количество коммутационных плат, устанавливаемых в блоке коммутации АРП, за счет адаптации способа коммутации ячеек АРП к традиционной системе коммутации линий, что приводит к упрощению конструкции системы и снижению стоимости изготовления.

Операция коммутации вызовов, выполняемая главным ЦП в известных системах, в данном изобретении реализуется в ЦП каждого узла, что обеспечивает полностью распределенную управляющую структуру. Поэтому, если даже в блоке коммутации АРП произойдет ошибка, вся система пострадает меньше, чем в известных системах, что позволяет повысить производительность и надежность системы.

Поскольку в данном изобретении разные узлы, способные реализовать мультиплексные услуги для данных MPEG, АРП, СПС и т.п., соединены с высокоскоростной линией связи со скоростью передачи 155 Мбит/с для коммутации ячеек АРП, то можно обеспечить разные мультимедийные услуги на основе высокоскоростной операции коммутации.

Кроме того, поскольку все вызовы обрабатываются на неблокируемой основе, трафик не подвергается воздействию, что повышает надежность системы и удобство для пользователя.

Несмотря на то, что описанный выше предпочтительный вариант изобретения был представлен только в целях иллюстрации, специалисты в области радиотехники смогут реализовать разные модификации, добавления и замены, не выходя за рамки объема притязаний изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Система коммутации ячеек асинхронного режима передачи (АРП), содержащая более одного узла, включенного между магистралью, передающей абонентские данные, и высокоскоростной линией связи типа АРП, для осуществления операции преобразования между абонентскими данными и ячейкой АРП, и блок коммутации АРП для приема ячейки АРП от одного из узлов по высокоскоростной линии связи, определения адресата из информации заголовка и маршрутизации ячейки АРП к другому из узлов.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что абонентские данные содержат аудиоданные, данные импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) экспертной группы по движущимся изображениям/фотографиям (MPEG) и данные системы персональной связи (СПС).

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок коммутации АРП содержит несколько блоков интерфейсов линии, соединенных с высокоскоростной линией связи и согласованных с узлами, и коммутатор АРП, выполненный на микросхеме коммутации ячеек АРП, для определения информации заголовка ячейки АРП, введенной через один из блоков интерфейсов линии.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый узел содержит центральный процессор (ЦП) для определения, является абонентский вызов локальным или глобальным вызовом, блок преобразования ячеек для преобразования абонентских данных в ячейку или ячейки в абонентские данные, блок коммутации/мультиплексирования ячеек для коммутации ячейки, введенной из блока преобразования ячеек, в коммутатор преобразования ячеек в случае локального вызова и для мультиплексирования ячейки пакетных данных и последующего формирования ячейки АРП в случае глобального вызова и блок интерфейсов линии для вывода ячейки АРП из блока коммутации/мультиплексирования ячеек в высокоскоростную линию связи.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что блок преобразования ячеек соединен с 32 магистралями передачи и 32 магистралями приема типа временного мультиплексирования (ВМ).

6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что блок интерфейса линии содержит формирователь кадров типа синхронного режима передачи (STM-1) синхронной оптической сети (SONET).

7. Система по п. 4, отличающаяся тем, что блок преобразования ячеек содержит последовательно-параллельный преобразователь (ПсПрП) для преобразования абонентских данных в восьмибитовые параллельные данные, буфер Магистрали Передачи для запоминания выходных данных ПсПрП, буфер Ячеек Передачи, блок Передачи с типом обслуживания в запоминающем устройстве (ЗУ) на основе прямой последовательной очереди (ППО), преобразователь данных ИКМ в ячейки (ПИЯ) для считывания данных из буфера Магистрали передачи по 4 байта и запоминания считанных таким образом данных в буфере Ячеек Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала, блок Приема ППО, буфер Ячеек Приема, буфер Магистрали Приема, преобразователь ячеек в данные ИКМ (ПЯИ) для запоминания 4-байтовых данных, считанных из буфера Магистрали Приема, или ячейки абонентских данных, принятой через блок Приема ППО, в буфере Магистрали Приема и параллельно-последовательный преобразователь (ПрПсП) для считывания параллельных данных из буфера Магистрали Приема и преобразования считанных таким образом данных в последовательные данные.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что буфер Магистрали Передачи и буфер Магистрали Приема разделены на две группы, причем один из ПИЯ и ПЯИ обращается к группе 2, а один из ПсПрП и ПрПсП обращается к группе 1.

9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что ПЯИ считывает 4-байтовые данные из буфера Ячейки Приема и запоминает считанные таким образом данные в буфере Магистрали Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала, если абонентский вызов является глобальным вызовом, и определяет номер магистрали и номер канала из информации заголовка ячейки, введенной через блок Приема ППО, и запоминает введенную ячейку в буфере Магистрали Приема в соответствии с определенным номером магистрали и номером канала, если абонентский вызов является глобальным вызовом.

10. Система по п. 4, отличающаяся тем, что блок коммутации/мультиплексирования ячеек содержит интерфейс ЦП, память интерфейса ЦП для запоминания сообщения, поступившего из ЦП, блок сегментации и повторной компоновки (СПК) для выполнения операции преобразования между сообщением и ячейкой пакетных данных, интерфейс блока преобразования ячеек для сопряжения ячейки абонентских данных в соответствии с информацией определения вызова, блок мультиплексирования/демультиплексирования ячеек для мультиплексирования/демультиплексирования ячейки, поступающей из интерфейса блока преобразования ячеек, и ячейки пакетных данных, поступающей из блока СПК, и интерфейс Линии Передачи и интерфейс Линии Приема для сопряжения блока мультиплексирования/демультиплексирования ячеек и блока интерфейса линии.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что блок СПК делит сообщение, сохраненное в памяти интерфейса ЦП, на сообщения по 48 байт и преобразует разделенные таким образом сообщения в ячейку пакетных данных для формирования сообщения посредством компоновки ячейки пакетных данных.

12. Система по п. 10, отличающаяся тем, что интерфейс блока преобразования ячеек коммутирует ячейку из блока преобразования ячеек в блок преобразования ячеек в случае локального вызова и передает ее или передает только ячейки абонентских данных из ячеек АРП из блока интерфейса линии в блок преобразования ячеек в случае глобального вызова.

13. Система по п. 10, отличающаяся тем, что блок мультиплексирования/демультиплексирования ячеек мультиплексирует ячейку, поступившую из интерфейса блока преобразования ячеек, и ячейку пакетных данных, поступившую из блока СПК для формирования ячейки АРП, и демультиплексирует ячейку АРП, поступившую из блока интерфейса линии, в ячейку абонентских данных и ячейку пакетных данных.

14. Система коммутации ячеек АРП, содержащая несколько магистралей ИКМ, являющихся линиями передачи типа ВМ, несколько узлов для преобразования аудиоданных, поступающих из магистрали ИКМ, в ячейку АРП или преобразования ячейки АРП в аудиоданные, высокоскоростную линию связи, являющуюся линией передачи типа АРП, и блок коммутации АРП, соединенный с узлами через высокоскоростную линию связи соответственно, для определения адресата из информации заголовка ячеек АРП, поступающих из узлов, и маршрутизации абонентского вызова.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что блок коммутации АРП содержит несколько блоков интерфейсов линии, согласующихся с узлами, и коммутатор АРП для определения адресата из информации заголовка ячейки АРП, введенной через блок интерфейса линии, и маршрутизации к узлу адресата.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что коммутатор АРП выполнен с возможностью определения адресата посредством считывания индикатора виртуального канала (ИВК) из заголовка.

17. Система по п. 15, отличающаяся тем, что каждый из узлов содержит ЦП для определения, является абонентский вызов локальным или глобальным вызовом, блок преобразования ячеек для выполнения операции преобразования между аудиоданными и ячейкой, блок коммутации/мультиплексирования ячеек для коммутации ячейки аудиоданных, введенной из блока преобразования ячеек, снова в блок преобразования ячеек в случае локального вызова и для мультиплексирования ячейки аудиоданных и ячейки данных ЦП и формирования ячейки АРП в случае глобального вызова и блок канального интерфейса для вывода ячейки АРП из блока коммутации/демультиплексирования ячеек в высокоскоростную линию связи.

18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что блок преобразования ячеек содержит ПсПрП для преобразования аудиоданных в параллельные данные, буфер Магистрали Передачи для запоминания выходных данных ПсПрП, буфер Ячеек передачи, блок Передачи ППО, ПИЯ для считывания данных из буфера Магистрали Передачи и запоминания считанных таким образом данных в буфере Ячеек Передачи в соответствии с номером магистрали и номером канала, блок Приема ППО, буфер Ячеек Приема, буфер Магистрали Приема, ПЯИ для запоминания данных, считанных из буфера Ячеек Приема, в буфере Магистрали Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала в случае локального вызова и для запоминания ячейки аудиоданных в буфере Магистрали Приема в соответствии с номером магистрали и номером канала, определенными из информации заголовка ячейки аудиоданных, принятой через блок Приема ППО, в случае глобального вызова, и ПрПсП для считывания параллельных данных из буфера Магистрали Приема и преобразования считанных таким образом параллельных данных в последовательные данные.

19. Система по п. 17, отличающаяся тем, что блок коммутации/мультиплексирования ячеек содержит интерфейс ЦП, память интерфейса ЦП для сохранения сообщения, поступившего из ЦП, СПК для деления сообщения, сохраненного в памяти интерфейса ЦП, преобразования разделенных таким образом сообщений в ячейку пакетных данных и формирования сообщения посредством компоновки ячейки пакетных данных, интерфейс блока преобразования ячеек для коммутации ячейки аудиоданных из блока преобразования ячеек снова в блок преобразования ячеек в случае локального вызова и для выдачи ячейки аудиоданных в блок интерфейса линии или передачи только ячейки аудиоданных из ячеек АРП из блока интерфейса линии в блок преобразования ячеек в случае глобального вызова, блок мультиплексирования/демультиплексирования ячеек для мультиплексирования ячейки аудиоданных, поступающей из интерфейса блока преобразования ячеек, и ячейки пакетных данных, поступающей из блока СПК, для формирования ячейки АРП и демультиплексирования ячейки АРП, поступающей с противоположной стороны узла, в ячейку аудиоданных и ячейку пакетных данных и интерфейс Линии Передачи и интерфейс Линии Приема для сопряжения блока мультиплексирования/демультиплексирования ячеек и блока интерфейса линии.

20. Система коммутации ячеек АРП, содержащая несколько магистралей ИКМ типа ВМ, несколько узлов для коммутации аудиоданных, поступающих из магистрали ИКМ, и выполнения операции преобразования между аудиоданными и ячейкой АРП, высокоскоростную линию связи типа АРП и блок коммутации АРП, соединенный с узлами посредством высокоскоростной линии связи, для маршрутизации абонентского вызова, причем блок коммутации АРП содержит несколько интерфейсов линии, согласованных с узлами, и коммутатор АРП для определения адресата из информации заголовка ячейки АРП, введенной через блок интерфейса линии, и маршрутизации к противоположной стороне узла.

РИСУНКИ

RH4A – Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 18.01.2006

Наименование лица, которому выдан дубликат:

ЭЛ ДЖИ ИНФОРМЕЙШН ЭНД КОММЬЮНИКЕЙШНЗ, ЛТД. (KR)

Извещение опубликовано: 27.03.2006 БИ: 09/2006

PD4A – Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:

Эл Джи Электроникс Инк. (KR)

Извещение опубликовано: 10.04.2006 БИ: 10/2006

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:

Эл Джи Электроникс Инк. (KR)

(73) Патентообладатель:

Эл Джи-Нортел Ко., Лтд. (KR)

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 21.12.2006 № РД0015799

Извещение опубликовано: 10.02.2007 БИ: 04/2007