CN1151230A - 可变规模的多媒体网络 - Google Patents

Abstract

发明公开了一个可变规模的多媒体网络(SMN)，它为多种存取设备(金属环路、光纤/同轴电缆、或数字光纤)提供了集数据、声音、视频、及图象服务于一体的综合网络环境。此可变规模的多媒体网络为所有类型的通讯建立用户初始开关式虚拟电路，并将它们引到适当的基干网络。此可变规模的多媒体网络基于分布式开关平台，它使操作机构能经济地为少量用户提供服务，并能随着用户需求的增加而不断增加容量，此平台具有协议适配能力，它可保证用户的室内设备与潜在的不兼容的基干网络或网络服务器之间进行通讯。

Description

可变规模的多媒体网络

与本发明相关的背景技术

为扩大服务范围并提高效益，电话公司及有线电视台(这里称之为“机构”)正在计划采用宽频带网络提供交互式多媒体服务，此服务在现有通讯网络上是不可能实现的。大量的机构公布了他们的计划，用一笔可观的投资建造“全方位服务”网络以支持即时录像、互联网络存取、和交互式家庭购物这类的服务。

终端用户对更大量服务的需求将在交换式机构网络上产生根本性的变化。现有的传统网络结构重视中央局交换。而当前需要的则是一种将交换和传输功能集合在一起的网络结构，即一个分布式交换网络。由于用户需要高性能的交互式应用支持，面向终端用户设备的强大应用功能的配置，相对廉价的分布技术的使用，能快速灵活地响应动态应用和技术环境的需求，以及资金投入与用户需求之间相互关系的压力，而使建立分布式交换网络的需求更为迫切。所预期的是经济合算的，可适配的，并且功能强大的网络，以更好地满足用户的需求。

本发明的技术方案

本发明阐明的是一个可变规模的多媒体网络网络(SMN)，它可以为多种多样的存取设备(如金属环路、光纤/同轴电缆、或数字光纤)提供集数据、声音、视频、及图象服务于一体的综合网络环境。此可变规模的多媒体网络为所有类型的通讯建立用户初始交换型虚拟电路，或“呼叫”，并将其导向适当的基干网络上。此SMN网络基于分布式开关平台，使操作机构能经济地为少量用户提供服务，并能随着用户需求的增加而不断增加容量。此平台具有协议适配能力，它可保证用户的室内设备与潜在的不兼容的基干网络或网络服务器之间进行通讯。

该可变规模的多媒体网络有以下随后将详细介绍的主要特征：

(a)借助服务及用标准硬件接口设计的输入/输出通道部件为单个用户不断地提供服务。

(b)通道部件置于有多个槽的架上，并使用第一广播总线。此总线以250Mbps的高速运行。总线信号格式为一个新型8比特“微单元”，它可以任何可变长度进行连接或聚集以支持现有的电路及包模式传输协议。

(c)用运行速度高达1Gbps的第二总线将含有成千个通道部件的几百个架子互相连接起来。而用超高速度(高达10Gbps)运行的第三条总线将含有成千上万个通道部件的多条第二总线互相连接起来。

(d)通道部件上的切换由新型总线接口电路(BIC)执行，它可执行所有单元包化及逆包化功能。

(e)这里提供的内部互联网络协议引擎(IPE)可使用工业标准TCP/IP互联网络，它是所有常见的信号协议互联网络原语的超集。

(f)系统功能由网络管理系统控制，此系统有大量的用面向目标的代码写成的软件应用编程接口(API)。本发明的优点

可变规模的多媒体网络结构的重要特性及优点有：

(a)多媒体功能

多层总线格式易于有效地同时处理所有的声音、数据、图象、和视频通讯形式，包括TDM，X.25，帧延迟，单元延迟，SMDS，MPEG，和ATM。包括金属环路、同轴电缆、和光纤的实际媒体由标准硬件接口支持。因此，可变规模的多媒体网络能把不兼容的基干网络连接到一个共同的多媒体存取设备上。

(b)可变规模性

可变规模的多媒体网络采用分布式广播总线结构，它没有通用的开关设备。嵌在通道部件上的交换能力可随用户的需求不断增加。由于总线的多层结构，使系统能从少量用户开始并随着需求增加而变大。这可保证起动成本及资金投入与效益保持平衡。

(c)灵活性

可变规模的多媒体网络可快速响应不断变化的服务及技术要求。由于重要功能已嵌入在总线接口电路中，而且标准硬件接口已确定，所以可以针对不同应用及媒体使通道部件快速实现用户化。可变规模的多媒体网络通过网络管理系统的API编程以鼓励第三方开发应用。在市场及技术标准不确定的情况下，不应限制在单一技术中，因为它这既不能支持所有的应用，又有可能在新技术出现时被认为过时，因此可变规模的多媒体网络可使网络使用者适应技术进步。

(d)相互操作性

可变规模的多媒体网络的互联网络协议引擎可使外部协议适应内部系统协议，并确保任何附加设备、系统、及网络之间的相互操作性。

(e)可靠性

可变规模的多媒体网络的容错设计可提供故障保险操作。网络管理系统的面向目标性能允许在开发新应用的同时保护现有的软件模块、系统特性、及完整性。

有关本文提到的设备及结构的技术内容和一些术语的更全面的解释请参考《计算机网络》第二版。Andrew S.Tanenbaum，PTR Prentice Hall^1989，该文结合于此以为参考。

附图的简要说明

图1是根据本发明的多媒体服务传送系统框图。

图2所示是图1的子系统总线结构的图解说明。

图3是一个典型多媒体网络配置简图。

图4是本发明的全方位服务网络的系统结构的图。

图5是一个用户室内设备的框图。

图6是一个U平面结构框图。

图7是一个C平面结构框图。

图8示出了用于可变规模的多媒体网络通讯协议的服务单元格式。

图9示出了小包单元格式。

图10示出了大包单元格式。

图11A是总线接口单元框图。

图11B是图11A中BIU从水平到垂直控制器部分的框图。

图11C是图11A中BIU从垂直到水平控制器部分的框图。

图11D是图11A中BIU单元调度器和发生器部分的框图。

图12是通道部件结构的框图。

图13示出了水平总线争用消解协议的表示法。

图14是控制接口模块框图。

图15是可变规模的多媒体网络上进行多处理器匹配和使用平行处理的框图。

图16是示出本发明的链接级多路转换实施例的框图。

图17是协议处理器模块(PPM)的框图。

图18是节点间通信链接的框图。

图19示出了在可变规模的多媒体网络上开放式分布通信系统中的网络管理系统。

图20示出了大规模分布式可变规模的多媒体网络的管理情况。

图21是远程视频系统的简图。

图22是实际系统分布图的图解。

图23是系统U平面结构图解。

图24是系统C平面结构的图解。

图25是总线接口电路(BIC)的框图。

图26是BIU配置在第一层总线上的框图。

图27是系统软件结构框图。

图28示出了控制信息结构。

图29示出了地址段格式。

图30是零层/第一层总线接口的图解。

图31是第一层/第二层总线接口的图解。

图32示出了第一层总线请求/空缺单元格式。

本发明的优选实施例

以下将结合附图对本发明进行详细描述。1.0系统概要

图1示出了一个多媒体服务传送系统(MSDS)10的常规部件，其中采用了可变规模的多媒体网络。系统包括一个服务器12，各种服务内容，如声音、视频、及数据从其中发出；一个网络14，用于规定将服务提供给正确用户的路线；以及一个常驻网关(RGW)16，用于通过通道部件(有时指服务定义模块，SDM₁到SDM_N)把服务内容传送给用户20。

服务器12的要求及属性是多重的，由于服务器较大程度依赖被提供的服务，所以这里不做详细说明。目前采用的服务器是由Hewlett-Packard及其他厂家制做的产品。服务器的一个类属特征是它们要么以确定位速率(CBR)模式，要么以可变位速率(VBR)模式寻找数字信号源。由服务器提供的服务特点可以要求CBR或VBR传输，其延迟很低并且有严格的抖动特性。

由于MSDS的多服务特征及对任何一种服务的低采用率，网络14必须能够通过一个网络，即这里提到的可变规模多媒体网络，来支持所有的服务。它的经济性来源于所有服务的合并，这样一种组合具有高的采用率。由于由服务器12提供的各种服务具有各种各样的CBR、VBR、延迟、及失真要求，这种网络必须也能支持各种各样的服务质量(QOS)。由于带宽是有限的，用户的对话不是同时激活和非激活，所以带宽应根据要求才能使用。因此，系统设施执行统计多路转换，而且可变规模的多媒体网络14的切换实际是一个单元切换。

可变规模的多媒体网络14也支持传统服务，其典型的是延迟要求，这需要靠数字存取和交叉连接系统(DACS)和5级交换系统满足。可变规模的多媒体网络中的单元开关支持等效快速电路仿真。

为便于执行各个功能，如操作、维修、和供应，使用基于标准的网络管理来控制可变规模的多媒体网络。此外，可变规模的多媒体网络上使用的单元开关有冗余，以获得某些服务所要求的可靠度。

可变规模的多媒体网络是一个开放系统，它提供基于标准的U平面、C平面和M平面(A平面)服务和协议。

RGW16代表用户方(CP)18的可变规模的多媒体网络终端。从RGW用户侧，将服务通过服务定义模块SDM₁到SDM_n传送给用户。RGW的CP接口是工业标准开放接口。服务特定的SDM用于抽取用户的预订的服务。SDM把服务联到适当的内部分布系统中。

RGW有充足的带宽处理能力，以便在满足所需的QOS要求的同时可确保所需服务对话的畅通。由于有可能出现多种服务对话同时存在的可能性，它们可以被异步地设立和分开，RGW执行统计多路转换。RGW16由可变规模的多媒体网络14进行远方控制、提供、和维护。

RGW16大体上是一个通信装置，它可以把出现在SDM中的各种容量的计算机联网，以便服务可进行相互动态联系。为提供这种网络环境，RGW具有一个操作系统，可通过使用标准API向SDM提供通信服务，从而RGW对于SDM客户来说看上去象一个通信服务器。2.0可变规模的多媒体网络14

正如以下节所述，可变规模的多媒体网络的灵活性及容量使其适宜于高速多媒体应用及现有及未来的电话服务。广播交换结构连同分层总体系统可使起动成本很低。同样的平台靠提供无需带宽费用的多点传送导致了费用的进一步降低。成本优势为提供服务者把资本风险降低到最低程度。

单元结构既提供了面向连接和无连接服务的包交换，又为在同一个平台上的电话服务提供了电路切换。微单元和传输单元的结合为从中央局通过当地环路直达用户室内设备提供紧密无隙的集成。2.1结构

可变规模的多媒体网络，在包模式，即可变位速率(VBR)，和电路模式，即不变位速率(CBR)中提供分层通讯服务。系统构造基于分布广播交换结构。在传送方向上，系统内所有通道部件把用户数据转变成标准的可变规模的多媒体网络内部微单元格式，并通过高速系统总线传送它们。在接受方向上，通道传输单元对访问它们的单个单元进行检索，然后把数据转换成适当的物理与帧格式，并将其传送到实际和相应的逻辑目的地。

可变规模的多媒体网络平台既支持电路开关又支持单元开关。在电路模式中，可变规模的多媒体网络通过微单元传送数据流和信号状态，而仅有很小的延迟及失真。以这种模式，可变规模的多媒体网络可以满足DACS延迟性能的要求，而最坏情况下延迟不会超过500微秒。此项需求是用于支持窄带宽传输服务的，如电话和DDS，它们有严格的时延要求。在单元交换模式中，系统透明地可以支持所有标准包服务，包括ATM、帧延迟、SDMDS、和X.25。2.2总线

可变规模的多媒体网络正如图2所示，是一个采用分层系统总线的广播式开关，它有零层、第一层、和第二层。实际上，系统总线可以分成不同的层，每第一层以不同的速度运行。零层总线51包括4条独立的16位并行总线：一条服务传输总线；一条服务接收总线；一条保护传输总线，和一条保护接收总线。保护传输和保护接收总线允许通过总线的数据传输的全冗余。每个零层总线的总带宽是1G/每秒(Gbps)，一般平均分布在4条总线里。

第一层总线61包括4条独立的串行总线，每条载有1Gbps的有效负载。一个零层到第一层总线接口装置(T0/1 BIU)40(图11A～11D中详细描述)可提供零层总线与第一层，总线间的接口。同样，第一层总线到第二层总线接口装置(T1/2 BIU)240(也在图11A～11D中详细描述)为第一层总线和第二层总线间提供接口。第二层总线的全部带宽超过10Gbps。

如图2所示，通道部件(CU)200，220，260可用于连接任何层的一条总线。至于部件要与哪条分层总线连接则主要取决于通道部件的带宽要求，以及把通道部件与总线连接起来所需的技术。

图30进一步说明包含服务传输总线(U2B总线)和服务接收总线(B2U总线)的零层总线51。冗余保护总线未示出。随后描述的4位争用总线也示出。每个零层通道部件200通过总线接口电路(BIC)202和202’与零层总线相连。一个BIC设备(U2B BIC)202将数据传到U2B总线。第二个BIC(B2U BIC)202’设备接收来自B2U总线的数据。零层通道部件最好可提供64个外部端口。零层通道部件的实例是视频线路部件(VLU)，视频中继部件(VTU)，呼叫处理模块(CPM)，和网关通道部件(GCU)。T0/1 BIU40提供传输总线和接收总线之间的连接功能，并操纵零层总线51(也称为水平总线)与BIU之间的通信量。BIU40还在零层总线51和第一层总线61(也称为垂直总线)之间提供网关通道功能。

图31展示了第一层总线结构。如图所示，总线61是在单元之间通过菊花链式串行连接方式实现的。注意T0/T1 BIU和第一层通道部件220的总线存取机构是相同的，后面再加以描述。串联在通道部件240上的T1/T2BIU为第二层总线71提供网关。从第一层总线来看，BIU、终止在BIU上的零层总线、及零层总线上的所有通道部件的组合可被看成为第一层通道部件220的功能等同物。

第一层通道部件的实例是一个OC-3通道部件，它可用于访问ATM网络。第二层通道部件的实例是一个OC-48通道部件，用于高速数据传输。注意：在同一系统内，一个通道部件可与任何其它通道部件通信，而无需顾及其它通道部件的位置和总线层。

分层总线结构具有两个主要优势。第一是在分层配置下，系统有较大的可变规模性。在优选实施例中，零层总线支持16个物理通道部件，第一层总线支持250个零层总线，第二层总线支持8个第一层总线。一个简单系统可包含一个单独的带16个通道部件的零层总线。同样的系统可扩展为全方位配置，支持32,000个通道部件。

分层总线结构的第二个优点是一条总线的物理特征是既不依赖于高层总线，也不依赖于低层总线。其结果是总线的设计和技术可在未来可独立地扩大，同时不影响高于或低于它的总线。

一条-第一层总线在零层通道部件上超出BIC之外进一步向用户方向扩展可变规模的多媒体网络总线。可为不同的目的制造和设计不同的总线。-第一层总线的实例是一条延伸到图5所示同轴电缆66上的用户设备上的总线。通过载有修改后的微单元形式，这类总线在用户—网络—接口外有效地扩展了可变规模的多媒体网络单元。

另一个采用-第一层总线的应用是带有ATM适配层(AAL)功能的ATM通道部件。它或以点对点形式，或以连接多个电路的形式(此形式为ATM应用的优化形式)定义一条总线。

注意-第一层总线的两个实例是根本不同的，然而它们可以共存于同一零层总线上，而不影响零层总线的运行。这些可清楚地说明独立的分层总线结构的优势所在。2.3软件

如图4所示，可变规模的多媒体网络软件功能是分布在共同控制模块(CCM)，大量调用处理模块(CPM)，和各种各样的通道部件中。CCM是所有操作、维护、及提供(OAM & P)功能的存取点，而且它执行更高层的管理任务，包括平台管理、连接管理、故障管理、和数据库管理。CCM也是不同网络管理者的代理机构。

CCM采用由UNIX系统实验室设计的标准UNIX操作系统的实时版本。在简单配置中，CCM功能由内嵌控制器执行。对于较复杂的系统，CCM功能由外部计算机或一台外部工作站执行。外部计算机可通过内置的以太网(ETHERNET)接口连接到可变规模的多媒体网络上。由于有标准的操作系统，CCM软件可容易地被接到不同的硬件平台上。

为容纳可能较大的用于不同目的的不同协议，并为能尽快适应新应用项目，提供了互联网络协议引擎。互联网络协议引擎是所有通用协议原语的汇总。CPM控制单元的功能是作为一个信息网关，它把不同协议译成标准互联网络协议引擎信息集并管理关联的状态机构。互联网络协议引擎能把整个系统的不同服务和不同协议结合得天衣无缝。取决于应用项目的复杂性，每个CPM控制单元可以处理单个协议转换或多个协议转换。

通道传输单元执行ISO第一层功能，也执行二层及某些三层数据切换和多路转换功能。实时相关控制功能由智能通道部件执行。通道部件采用的操作系统是高效的，带ROM与DOS兼容的实时执行程序。2.4微单元

如前所述，时间分割多路转换(TDM)通讯及包数据是作为微单元在可变规模的多媒体网络分层总线上进行传输的。采用争用机构可避免单元冲突，以后对此再进一步描述。单元被指定为5个优先级之一。TDM单元省缺为最高优先级，并可越过传送列里的所有包单元而被立即传送出去。这些单元可以通过中断传送的包而预空地访问总线。在释放时，该包在其被中断之处重新起动。除TDM通讯外，对包通讯还有四个用户指定的优先级。更高优先级包在较低优先级包之前传送。在同一优先级内，以分布对列按先到先送的方式进行包的传送。

为简化单元传送，BIC装置202，202’为所有类型的数据提供转换、减速、和争用功能。可变规模的多媒体网络中的硬件复杂性集中在这些BIC中。这些BIC大大地降低了系统成本，同时减少了通道部件的复杂性。2.5可变规模的多媒体网络之外的单元传送

可变规模的多媒体网络底板可通过本地分布系统延伸到用户处。把可变规模的多媒体网络总线延伸到用户处的能力带来了非常灵活的系统结构。在可变规模的多媒体网络14与用户室内设备之间进行传送的单元被定义为传送单元。每个传送单元包括四字节，有标题、有效载荷、及控制段。

在此系统中，携带TDM通讯的微单元可被转换成2个传送TDM单元。对于TDM通讯，共计32个的不同的物理端口可在用户侧访问，每个携带包通讯的微单元可被一个传送包单元封装。对于包通讯，在每个用户处系统支持总计六万四千个逻辑地址。2.6网络配置

图3所示为可变规模的多媒体网络14的典型配置。可变规模的多媒体网络14可提供交互视频、电话、通信局域网络、及广域网络服务。为简便起见，此例只展示视频及电话服务。视频服务通过卫星地面站和各种视频服务器提供。电话服务通过标准电话开关提供。

如图所示，可变规模的多媒体网络14在网络侧或连在ATM开关32上，以便于远方服务器访问，或与视频服务器34连接以便于本地访问。常规的广播视频节目可由卫星地面站28接收，并直接，或通过异步转移模式(ATM)开关连到可变规模的多媒体网络14上。电话服务的通讯与相应的电话开关26相连。对于终端用户而言，服务通过现有的光纤和电缆次结构36提供给用户38。

图4所示为可变规模的多媒体网络结构图。如前一节所阐述的，可变规模的多媒体网络包括大量架子30，由垂直总线61互联。线路卡被装在在架槽上。用于首尾切换的插座包括：总线接口装置(BIU)40；视频中继装置(VTU)40；电话中继装置(TTU)46；电缆接口装置(CIU)48；逆通道部件(RCU)50；OC-n线路卡52；CCM54；及CPM56控制装置。

VTU与CIU组合提供光纤网分布系统和电缆环路分布系统之间的接口。VTU的功能是从网络上检索在ATM流信道上编码的单个动画专家组(MPEG)，并把信号送到相应的CIU上。每个VTU可接收或MPEG-1或MPEG-2视频信道，其总带宽为6MHz。每个CIU可从大量的VTU上接收任何总带宽为27MHz的MPEG-1和MPEG-2流的组合。数据流然后由CIU编码成64量化调幅信号(QAM)，并置于载波频率为45.75MHz的模拟视频信道中，和载波频率为41.25MHz的模拟音频信道中。这些标准模拟信道与可执行多路转换和调幅功能的标准电缆设备接口。2.7用户处的配置

用户室内设备包括：数字集合信箱634，室内分布网络68，70，72，和终端设备(如电话610，数据终端609，和电视608)。图5是用户设备配置框图。

从RGW16处的同轴电缆66接收的数据由适当的电路检索并由通信控制器17连到一条内部总线41上。根据所需的服务，不同的服务定义模块可被安装到总线41上。在SDM58，60，62，和末端设备之间的数据，可通过适当的室内分布网络68，70，72进行单向或双向传送。下面两节更详细地描述数据的传输。2.8向下数据传输

图6所示为可变规模的多媒体网络开关构造。在向下方向(箭头D)，由ATM单元所载的MPEG编码视频信号可由OC-Nc线路卡52接收，并转换到总线上的微单元上。通过CCM54(图4)上的路径选择表控制，VTU44检索每条视频信道，然后将数据传到指定的CIU48上。视频数据流接着被CIU编码并传到首—尾视频多路转换器80上(图4)。视频多路转换器80把数据流插入到适当的频分多路转换(FDM)信道上，它们由同轴电缆送到用户处18。借助相应的信道和对相应逻辑信道解码，用户终端可重新为视频服务构成视频及音频信号。

向下电话服务以类似的方式分布：来自网络的数据由TTU46接收并送到相应的CIU48。与视频信号分布类似，用于电话服务的数据可用CIU转换成与标准电缆分布相匹配的格式，然后被传输到终端用户处。视频服务切换与电话服务切换之间的差别在于包单元是用于携带视频信号的，而TDM单元用于携带电话通讯。这种混合方式确保最大限度地利用系统带宽，并保证对于电话服务至关重要的延迟及失真性能。2.9向上数据传输

上游数据传输用于传递交互视频服务的控制信息，传输电话服务到电话网络，并为社区及及广域网络携带终端用户数据。这些用途的反向信道要求有更宽的带宽和与目前电缆服务中用的反向信道相比较而言的高的传输质量。

为与现存电缆服务相兼容，反向信道不应占据用于当前节目分配的频带。由于配置及设备成本较高，使用550MHz以上的视频是不合算的。理想的是采用5MHz到35MHz(现已不再使用)之间的频带携带反向信道。为解决这种带宽上典型的噪声断裂，可采用扩展频谱技术携带反向信道。使用直接串行(DS)代码分解多路存取(CDMA)系统。为进一步扩大有效信号-噪声比，在传输协议中使用一种基于Reed-Solomon码的纠错方法。

在首-尾处，一个特殊的调谐器检索来自5-35MHz频宽的数据并把信号送到反向信道装置(RCU)50。单独的用户信道可由带有由CCM54(图4)规定的伪随机序列的RCU补偿。用户数据然后通过适当的中继接口被送到适当的目的地，如当地电话开关或X.25网络。2.10控制平面

图7所示的是可变规模的多媒体网络的控制面结构。控制面包括所有支持交互视频服务和电话服务所需的控制活动。在向下方向，控制信号被广播到所有用户终端。单个用户终端通过较高层级的寻址系统响应控制信息。来自位于向上方向的TTU46的控制信号由RCU50携带，并通向VDO-CPM 56V，或TEL-CPM 56T。VDO-CPM完成互联网络协议引擎信息与用户终端用于视频服务的信息之间的翻译工作。同样，用于电话服务的呼叫控制信息由TEL-CPM译成互联网络协议引擎协议。其它的CPM可被增加进去以便与其它信号和控制机构接口，如一级网关，视频服务器等。CCM54的功能是执行较高层级的系统控制功能，并提供由服务提供者所支持的OAM & P接口。3.0通信协议3.1可变规模的多媒体网络单元

凡经过可变规模的多媒体网络底板传送的每条数据由至少一个64位单元组成。图8所示的是基本单元格式。它包括由上下文确定的56位和8个固定位。包由1个或更多连续单元100组成。任何不属于包的单元，即非使用单元，具有它的大包位且其包位的末位值为零。

5位循环冗余检查(CRC)用来辨认系统内的故障。这些故障可初始化保护开关。CRC足以辨认随机错误，以及在系统总线上的固定“0”故障及固定“1”故障。当CRC错误被发现时，一般只报警，但不改错。纠错使其与系统剩余部分屏蔽开。通过允许错误在系统中扩散，所有接收该单元的通道部件会立即意识到错误，并立即激活保护开关。CRC错误报告位用来指示是先前的通道传输发现CRC错误并把其报告给网络管理系统(NMS)。这避免NMS不被同一个错误的众多报告所淹没。3.2包格式

可变规模的多媒体网络采用小包和大包两种格式。小(TDM)包即将大包位设为零且包的末位设为1。大包将大包位设为1。除包的最后一个单元之外，包的末位设为零，它使包末位均设为0。小(TDM)包可以在任何时间中断大包。而大包不可以被非使用单元中断。在BIC电路里，要求在任何已知通道部件的大包之间至少出现三个非使用单元(或指定为另一个通道部件的单元)。对小包无此限制，它们可在任何时间出现。

图9详细描述了小包格式。小包102包含一个64位单元104并容纳两个数据字节DB1，DB2。小包用于声音和其它延迟敏感的连接。大包采用的最小单元为两个，并可容纳任何数量的数据字节。

单元前32位确定包的目的地址，包括总线、架、槽、和底板电路识别字段(BCID)。3位总线字段识别8条垂直总线中的一条。8位架字段识别250硬件架中的一个(从250到255号架是专用的)。5位槽字段识别架上的通道部件槽。16位BICD字段中最低6位用来识别通道部件上的目的端口。

目的寻址后，在小包地址段的下一个16位包含2个数据字节DB1，DB2。跟随其后是一个2位优先争用字段。任何争用机构或队列是对优先级敏感的。较高优先级包先处理，因而延迟较短。由于延迟对TDM电路至关重要，它们将被设在三级。由于它们是固定带宽连接，赋予它们较高优先级不会使它们造成总线过载。跟随优先字段的是2位顺序数字段。顺序数从0增加到3并且重复。这些用来在必要时调整从多路信道上传来的数据。

小包的下两位是AB/CD/YF位。这些位有多种用途。当信号起动位是“0”时，AB/CD/YF位被定义为Y和F位。当信号起动位是1时，AB/CD/YF位被定义为信号位。如果顺序数的LSB是“0”，这些信号位是A和B。如果LSB是“1”，它们是C和D。BIC202，202’(图12)不对这些位做解释，也不修改它们，而仅仅传送它们。

图10所示为大包格式。大包采用最少两个单元106和108，并能容纳任何数量的数据节。注意第一个单元106几乎与小包单元102一样。大包位设为1说明是一个大包。16位数据节用一个保留字代替。此字段保留以便今后使用，以确定协议类型或源路径信息。16位BICD字节也有一点不同的含义。不是直接确定一个端口，而是间接指定。16位BCID被当成一个进入目的通道部件表格的索引。此表可设立65,536个入口。每个入口包含一个实际端口及一个虚拟电路识别器(VCI)，包就被送到这里。以此种方式，可变规模的多媒体网络支持在单个物理端口上的多个虚拟电路。它可以提供巨大的零活性。所有65,536个BICD可以指向一个端口，它们也可以扩散分布到最多64个端口上。

请参照以下表。在此情况下，BCID1，2，3，和4都被送到端口27，但是用不同的VCI。如果这是一个TDM包，BCID1就会在没有VIC的情况下送到端口1。

BCID	端口	VCI
			0	12	10
1	27	0
			2	27	1
3	27	2
			4	27	3

在保留字后是大包优先级字段，它的范围从3(最高)到0(最低)。当没有小包时，先处理较高优先级大包。

随后是前向拥挤位(FC)和后向拥挤位(BC)，这些位通常用于表示在同方向(FC)和逆向(BC)上运行的包的拥挤情况。U2B BIC 202一般从用户端口获得这些位，并将其送到水平总线上。U2B BIC 202’再从水平总线把它们送回到用户端口上。BIC 202，202’永远不会自己修改这些位。在处理器控制之下，这些位的部分或全部位被设为“ON”，以使所有包通过BIC 202，202’。此能力在B2U和U2B BIC上都可获得。U2B BIC202基于端口/VCI有额外能力迫使这些位为“ON”。如果已被设立好的话，BIC永远不会清除这些位。

接下来是丢弃合格(DE)位。它一般用于说明此包在未设此位前在拥挤情况下被丢弃了。U2B BIC 202正常情况下从用户端口获得此位，并将其送到总线。B2U BIC 202’然后将其从总线送回到它的用户端口。在处理器控制下，B2U BIC 202’可迫使该位为“ON”，以使所有的包通过它。B2U BIC 202’当DE位已被设定为“ON”，且其闲置缓冲存储器低于可编程阈值时可自动启动丢弃包。U2B BIC 202可以在每端口/VCI基础上，被编程以便在端口/VCI上的所有包上设立DE位，或丢弃在那个端口/VCI上的所有包。如果DE位已经设立，BIC 202，202’将无法清除它们。

大包中余下的单元可容纳数据节。除最后一个单元外，每个单元均可容纳7个数据字节。包的最后一个单元108容纳0到6个数据节，取决于包的长度，在最后一个单元里的3位的字节数字段记录那个单元中的实际字节的数量。3.3广播和多点传送单元寻址

可变规模的多媒体网络单元寻址格式支持点对点，广播和多点传送交换。对于点对点通讯，BIU 40(图11A-11D)从垂直总线获得定位在架上的单元，并把单元分配到水平总线上。在接收通道部件上的B2U BIC202’电路用正确的槽号把单元送到通道部件上。只要槽号吻合，B2U BIC202’电路忽略单元的架号。对于广播通讯，单元上的架号被设为255，253，或252。BIU用这些架地址从垂直总线把所有单元送到水平总线上。B2UBIC 202’电路将用架号为255，253，或252把单元送到通讯传输部件上，而不考虑槽号。

可变规模的多媒体网络结构采用多点传送组，它包含由通信网络连接的根及任意多的末端点。多点传输网络是单向的。在下行方向，由根传送的数据被末端所有的点接收。在多点传送组中，任何两个末端点之间没有直接连接。

多点传送是多媒体网络体系中一项重要的用途。其实例是新闻广播。由于同时有许多听众，故同一个节目的内容就需要分配到大量不同的目的地去。

多点传送对切换设计一直是一项挑战。在传统的包切换中，多点传送必须通过包再生来完成。向一组目的地多点传送，就要生成同样一份数据的许多份拷贝，每份针对一个点。此方法最大的弱点是没有充分利用系统带宽。多点传送数据的多份生成工作剥夺了系统本来可用的带宽。它限制了在多点传送宽频带应用上利用传统开关的能力。

如上所述，可变规模的多媒体网络采用的总线结构是基于分布广播交换结构。这种结构可使可变规模的多媒体网络最适合多点传送。在可变规模的多媒体网络上的多点通讯内由特殊的多点传送单元完成。所有携带多点传送通讯的单元将有设为“0”的总线号，其架号为254且槽号为0。每个多点传送组由一个唯一的组号识别。该组号由用于组内所有的目的通道部件的CCM提供。每个系统可以支持总计250个多点传送组。在每一组内，只有一份数据拷贝在系统总线上传送，该数据拷贝可被该组内的所有部件接收。此方法可非常有效地利用系统带宽。

在B2U BIC 202’输出侧，定位于不同信道的包数据由端口/VCI号识别，通过查找表从单元BCID号中引出。对于TDM数据，目的端口号与单元BCID号相同，以下BCID的赋值方法避免了通道部件上BCID的潜在冲突，这些部件既支持点对点又支持多点传送通讯。

1.多点传送单元的BCID字段携带多点传送组号。其号从1到250。BCID0为控制包保留。

2.点对点单元避免使用BCID0到250。

3.每个通道部件有多点传送表，可以确定用于包通讯的多点传送组号到端口/VCI的映象，并把TDM通讯的多点传送组号到用于

TDM通讯的映象端口上。

在传送方向，多点传送数据与点对点数据一样出方式被送出。CCM有责任提供U2B BIC传送表以便携带多点传送单元的端口/VCI被映射到零总线，254号架，0号槽中，而且BCID的号等于多点传送组号。为支持接收方向的多点传送，通道部件接收以下三种单元：带匹配总线/架/槽号的点对点单元；带匹配多点传送组号的多点传送单元(254号架)；广播单元(252，253或255号架)。

分配多点传送单元的一种选择是向所有架广播多点传送单元，在这种情况下，BIU把所有定位于254号架的单元从垂直总线拷贝到水平总线。水平总线的带宽可轻易地用这种方案扩大。另一种选择是让BIU执行滤波功能。在这种情况下，BIU只把定位于架上的通道传输装置组号的多点传送单元送出。在高效地利用了带宽的同时，后一种方法也加大了BIU的设计难度。

有些用途要求在同一个通道部件上向不只一个逻辑或物理地址进行多点传送。在分层总线结构下，单份数据拷贝用点对点单元或用多点单元通过零层总线传送到通道部件上。通道部件应该把单份数据拷贝送到多个终端用户。实际的通道部件的多点传输机构既依赖于应用，又依赖于专门的物理及逻辑接口。4.0总线接口装置(BIU)

图11A所示为一典型总线接口装置BIU 40。它把第一层或垂直总线61与零层总线或水平总线51相连。多个BIU 40是以图26所示的串级链方式联到垂直总线61上。每个BIU连到相应的第一层垂直总线61的上方和下方通道上。第一层垂直总线61的上方通道“UP OUT”是环形，(用点划线表示)连接到下方通道“DOWN IN”，如果特定BIU被置于系统的顶架上(top BIU)。数据在“UP OUT”处被写到第一层总线的上方通道上，而从“DOWN IN”通道中读出。来自BIU上游BIU的信号在上方总线的接收器120上接收，其运行速度为1Gb/s数据速率。接收器120向解码器122输出20位并行信号。解码器122把输入信号解码并向先进先出电路FIFO124输出32位并行信号。FIFO 124执行信号的重定时功能。FIFO 124的输出被馈送到一个空单元探测器126以及判优多路转换器132上。如果BIU40从它相关的零层水平总线51没有未决要求，那么来自FIFO 124信号不作任何变化地通过判优多路转换器132到编码器134。编码器134把接收到的数据编码成1Gb/s发送器136用的20位信号。发送器136把信号置于第一层总线的上方通道上。

在BIU 40有向总线上方通道上写数据的未决要求时，采用第一层争用方式。对于来自排列在水平到垂直控制器128中的零层总线的每一个新包，单元所需号通过加法器158增加到在同一优先级上的需求单元。从加法器158得到的修改后的请求单元输出被输出到判优多路转换器132上。如果空单元探测器126测到一个空单元，而且BIU 40有来自与空单元在同一优先级的零层总线的未决包请求，则水平到垂直控制器128把包数据写到空单元中。数据单元通过判优多路转换器132和解码器134到发送器136，它可把位于上方垂直总线的数据信号置于下一个BIU。

图11B是水平到垂直控制128的框图。从零层水平总线来的数据由单元分离器162接收。此单元分离器162分辨包的优先级后把单元分到单元累加器164里。FIFO控制器166为每5个优先级P1-P5留有三个寄存器。读指针寄存器R1和写指针寄存器R2及与存在静态RAM(SRAM)130中的包一道与每一优先级关联。在每一优先级上的包计数寄存器R3保留序列里重要包的号。SRAM130可以是一个64位乘64,000字乘5优先级的设备。在FIFO控制器166的控制下，来自单元累加器164的64位单元从SRAM 130上读和写。64位单元从SRAM中读入选择器170里，并由多路传输器172传输到32位总线，此总线引向判优多路传输器13(见图11A)。每一优先级的包需求累加在位于请求累加器168上的请求寄存器REQ1-REQ5。如果空单元探测器126(图11A)确定请求单元存在，在那个请求单元优先级的请求寄存器的计数输出到选择器170并由多路传输器172多路传输到32位总线和判优多路传输器132。

如果BIU 40是链的底端BIU，单元发生器和调度器功能160(图11D所示)执行第一层总线的争用方法。单元发生器和调度器160检查下游总线61(图11A)接收的单元，并把每5个不同优先级之一的请求单元计数指向5个计数器之一(PC0-PC4)。这5个计数器PC0-PC4根据争用方法确定那个优先级的下一个请求单元以及空单元的数，以便在那个优先级的上游总线61上生成。单元发生器176将在最高优先级的请求计数器中生成空单元数，然后在那个优先级生成另一个请求单元。单元发生器176然后根据该方法在下一个最高优先级生成空单元以及那个优先级上的请求单元。单元输出到MUX 127(图11A)，它将单元发生器160进行多路传输，而且空单元探测器126输出到水平到垂直控制器128。在一定的时钟周期后，当请求单元没有返回到底端BIU时，计时器174重新设定单元生成器176。

回到图11A，从下游总线61来的数据由运行速度为1Gb/s的接收器140接收。接收器140的20位并行数据信号输出连到解码器142上，它把信号解码成32位信号然后输到FIFO 144。FIFO 144把32位信号输到垂直到水平控制器146和编码器150。编码器150输出一个20位信号到发送器152，它再把信号经过下游总线61送到下游BIU。垂直到水平总线控制器146的功能是读来自下游垂直总线的数据并把它送上零层水平总线51。

图11C是垂直到水平控制146的框图。从FIFO 144来的下游垂直总线上的数据由反汇编器180接收。反汇编器180提供3位输出到单元记帐电路156。反汇编器180将信息优先级解密为反汇编器优先栈186。反汇编器的输出包括重建单元，它们可由单元抽取器182抽取并在FIFO控制188的控制器下写到SRAM 148上。闲置单元探测器184探测异步计时的闲置单元。SRAM 148是64位乘64,000字乘5优先级的设备。数据从SRAM 148读到总线发送器190。总线发送器190在零层水平总线上发送的数据。4.1第一层总线争用

争用机构用来保证正常存取上行垂直总线61。这是由于250个架全在向上行第一层垂直总线输送1 Gbit/s。

第一层总线上有4种单元：有效负载单元，空单元，请求单元，和闲置单元。有效负载单元，空单元，及请求单元被划分为5个优先级，如下图所示：

优先级	单元种类	单元型号
					有效单元	空	请求
		优先级4	TDM	P4				E4	R4
优先级3	包				P3	E3	R3
		优先级2	包	P2				E2	R2
优先级1	包				P1	E1	R1
		优先级0	包	P0				E0	R0

空单元和请求单元都被认为具有大包字段＝0而且包字段末端＝0(图8)。

图32所示为用于传送第一层总线上请求单元和空单元的单元格式。最高32是用于未来使用的保留字。下一个位是1位过流字段。在其之后是1个19位请求字段，它携带来自第一层总线上的每个BIU的请求信息。接下来是一个三位优先级字段，它用来指示5个优先级中的一个。下一个字段包括一位，它表示是否是空单元或是请求单元。再下面是一个1位大包字段，标明大包的存在，其后是1位包字段末位。余下的字段是用于表示CRC错误的一位CRC错误报告字段，和1个用于循环冗余检查的5位CRC字段。

每个BIU的闲置单元生成和去除的机构是一个较高层-1功能，对于有效负载单元，在零层单元中的“CRC错误报告”字段被第一层单元重新定义为“包起动”位。对大包的第一单元，该位设为1，对所有其它类型单元，该位设为0。

第一层总线是一条异步总线。第一层总线上每个单元的接收器对前一个单元的发送器是从属定时的(见图11A)。每个单元的发送器由板上的定时源控制。在装置的晶体振荡器和相邻装置之间容许有计时偏差，在第一层总线数据流中要求有一个包括闲置单元的周期性的“喘息间隙”。

要求第四优先级(TDM)的数据具有低延迟和低失真。对较低优先级(包)的数据的要求集中在带宽使用率上。优先级-4的单元特性不同于其它优先级之处，就在于第四优先级单元是自含的。每个单元是独立实体。来自不同源/目的对的第四优先级单元可被相互混合在一起。在另一方面，较低优先级的单元要求在包被重新汇编之前，包内所有单元组合在一起。同一级带有不同源/目的对并有同一优先级的包单元不能相互混合。两个略微有差别的争用机构因而能够实现，一个用于TDM单元，而另一个用于包单元。

5个优先级中的每一个由一个请求单元控制。请求单元通过第一层总线，从每个通道部件上收集信息，并把所请求的单元总数报告给底端BIU。基于争用机构和每个优先级请求单元的值，底端BIU调度总线的用途。争用机构在后面几节中详细描述。

图26所示为第一层总线上的BIU配置。除完成标准BIU功能外，底端BIU 40A还需完成单元生成和总线调度(见图11D)。对于每个125μs块，单元发生器160生成一个4优先级请求单元，随后是64 E4单元。这种模式重复24次，以形成总数为1,560个单元。它们后面跟着正好是2.5个闲置单元。

BIU有5个优先队列。当在优先队列里至少有一个完整包被收集到时，BIU 40计算出传送这个包所需的单元数，并将这个数加到上游方向中的下一个相应的请求单元中。这个新值然后传到下一个BIU。底端BIU40A具有5个分立的优先级计数器(PC4-PC0)(图11D)，其中每一个对应一个优先级。底端BIU 40A探测每一个请求单元，并把请求单元中的值加到相应优先级计数器。

在向上数据流的始端，所有空单元都是指定E4单元，如果PC4计数器的值不是零，则底端BIU 40A允许相应的E4单元通过，同时对于每个通过的E4单元，PC4计数器将被减少1。此过程持续下去直到PC4计数器达到零。BIU然后检查PC3计数器的内容，是否PC3计数器值不是零。底部BIU40A用一个E3单元替换后面的E4单元。并把PC3计数器减1。此过程持续下去直到计数器PC3达到零。在PC3计数器工作期间如果PC4计数器的值大于零，则BIU立即暂停PC3计数器处理而转而通过传递E4单元来起动PC4计数器。

同样，如果PC4和PC3计数器都是零，BIU起动PC2计数器处理，等等。基本过程是基于一个接一个的单元，最高级的计数器应最先处理。此方法有效地使较高级的单元能中断较低优先级的单元。此方法确保对于包单元请求和空单元的准确数量将被底端BIU 40A分配给每一优先级。对于TDM单元请求，底端BIU 40A至少要保留足够的单元。所有未使用的空单元对于TDM通讯是可用的。注意由PC2生成的单元是E2单元，由PC3生成的单元是E3单元，等等。当所有计数器值是零时，E4单元就被向上送到没有被中断的总线上。如前所述，TDM请求单元由底端BIU单元发生器连续生成，每次生成64个单元。被接收的请求单元的内容将被底端BIU 40A加到PC4计数器。

在任何时候，对于每个包优先级仅仅有一个请求单元存在。对每个在下游方向接收到的请求单元，一个新的同级请求单元需要在上游方向重新生成。在一个请求单元被接收，它的内容转到优先级计数器，而且此计数器达到零之后才生成新请求单元。如果被接收的请求单元是空的，新的就会立即被生成。如果不是空的，新的就不会生成，直到必要量的空单元生成。请求单元生成工作由替换一个E4单元来完成。

所有装置在上游方向写数据并在下游方向读数据。对于每一优先级，在通过请求单元生成单元请求后，BIU 40监视上游方向的所有单元。当同等级的空单元被检测到时，BIU 40立即用一个同级的有效负载替换这个空单元。由于单元调度器的确定性能，不需要单元中间寄存。注意所有5个优先级排队被同时单独地处理。

可变规模的多媒体网络不允许优先级包在零层总线中断。其结果是，无法区别在零层总线上携带包始端的单元与携带包中间段的单元。为支持第一层总线的包中断，在零层单元中的“CRC错误报告”字段就被重新定义为“包起动”位。这个位被设为“1”以表示大包的第一个单元。这个位设为“0”以表示所有其它类型的单元。用包起动位，TDM单元，携带包起始的单元，携带包末端的单元，及携带包中间段的单元可以被唯一的标识。

为了用嵌套优先级中断重新建立包，BIU需要5个接收排队，每个包优先级一个。由状态机构及4层栈控制的多路转换器把进入单元指向相应的接受排队中。

底端BIU 40A应能监视所有请求单元的出现。对每一优先级，如果一个请求单元在预先确定的时间过后仍未被检测到，则一个新的同级请求单元就被生成。这允许请求单元的第一次设定在系统起动时生成。

系统生成的4级单元比需求多。所以，请求单元计数器错误状态就无长期效果。对于较低级的单元，系统保留传输所需的单元数。如果保留的空单元数量不足，错误状态就会保留。错误状态可基于以下实例恢复：当新请求单元到达上游方向的BIU时，所有前面被请求的包应该已经被送出。借助从前面请求中涌出的所有未被送出的包，错误状态可被清除。5.0通道部件和BIC

图12是用于可变规模的多媒体网络的典型通道部件200的框图。通道部件的设计者用总线接口电路(BIC)202，202’隔离许多复杂的系统。BIC 202，202’处理所有的包到TDM转换，包缓冲及格式，控制端口，保护开关，入/出总线地址的(如总线，架，槽，和BCID)的实际地址的映象(如：端口和VCI)，单元格式形成和说明，水平总线争用，以及许多其他功能。BIC有两种模式，即总线到用户及用户到总线。对于服务202，202’，需要两个BIC，(每个模式一个)，还需两个用于保护(图中未标出)。

服务底板总线B1，B2包括16位宽数据总线，其运行速度在单向为16Mbps。BIU40(图11A-11D)提供16MHz时钟和4MHz同步信号206。由于单元是64位宽，它可用4个16MHz时钟脉冲传递一个单元。同步信号确定单元边界。所以，每秒有四百万个单元在一个方向传输。在BIU到通道部件方向，BIC监视所有总线上的单元，寻求带槽号的那些单元。在通道部件到BIU方向，BIC必须力争机会传送单元。1条4位争用总线208用于此目的。另有一套完整总线联到保护BIU 40上。每个BIC有4个主要接口：微处理器，底板，存储器，和用户(图12和图25)。微处理器接口控制BIC。底板接口联到可变规模的多媒体网络底板。存储器接口连到RAM。用户接口连到通道部件I/O。

处理器接口有两个功能，首先，它能使通道部件微处理器实现和控制BIC内部操作。其次，它使处理器发送和接收入/出自总线的大包。BIC202，202’(图25)都有类似的处理接口，任何写到数据端口的内容都存在输入寄存器里直到有指令写出。这个指令被解码并依照所表示的指令采取行动。指令8和9通过存储器控制器217直接去往存储端口去读写DRAM。指令10和10以上的指令用于读和写配置寄存器和芯片里的计数器。芯片里有触发器。任何读出的数据放在输出寄存器里，而且状态寄存器位表示指令完成。任何由处理器读出的内容每次从输出寄存器读出8位。在U2B BIC中，指令2-7直接传到用户端口电路212用于处理。在B2UBIC，数据返回。B2U用户端口逻辑的简化拷贝保留在处理器端口逻辑中以处理B2U指令2-6。

BIC有大量的错误标记，它们通过芯片内的逻辑单元进行解码。这些标记只有当变成真值时才被锁存在错误寄存器，并且只有当寄存器被读后才被重新设置。这个错误寄存器与两个错误掩码寄存器(严重的和非严重的)之一进行逐位“与”操作。如果这些“与”输出中任何一个为真，则适当的错误中断就变为高电平。

存储器接口与静态存储器(SRAM)或动态存储器(DRAM)连接。存储器33位宽(32位加奇偶校验位)，字深从8K到4M。

底板接口包括连接到可变规模的多媒体网络底板的那些信号。在B2U202，202’中，16位数据总线是输入。在U2B BIC 202中，16位数据总线是输出。正如前面讨论的，在可变规模的多媒体网络底板上传送的数据由1个或更多64位单元组成。每个单元用4个时钟通过总线。

当DRAM中4优先级排队中任何一个有包时(起动指针不等于末端指针)，U2B BIC起动一个处理从有包的最高级排队送出一个包。尽管源端口和包的VCI是已知的，U2B BIC仍需要查找目的地址和FC，BC，DE，及AD标记。当FC(前拥挤)，BC(后拥挤)，及DE(丢弃合格)位被置位时，会取代在包进入U2B BIC时指令2中的接收位。这很方便，因为当它检测到拥挤时，它使软件能置位这些条件。AD(中断DE)位在DE位被置位时，使U2B BIC中止该包。U2B BIC通过传输活动使U2B BIC中止包，但不在底板上竞争，也不起动底板驱动器。所以包从优先排队里移走。如果AD和DE都设在查找中，则在那个端口/VCI上的所有包就会被丢弃。如果AD被设定而DE没有设定，则被丢弃的只有那些当进入用户端口的U2B BIC时有DE位设定的包。

查找表靠两张表实现，一张是VCI表，另一张是BCID表。这些表有一样多的入口，一个是用于每个有效端口/VCI组合。VCI表按分类顺序存储端口和VCI，而BCID存储与那个端口和VCI相应的目的地址。由于只有有效入口才被储存，所以这张表具有实际的大小。U2B BIC将搜索VCI表，以发现要传送的包的端口/VCI。U2B BIC然后在BCID表中查看相应的入口，以发现目的地址。FC，BC，DE，和AD位存储在VCI表中的非使用位中。如果端口/VCI未被找到，包被中止，而错误标记就设定。

当目标地址和标记已知，就完成大包的第一单元，同时大包输出FIFO被装满。这个FIFO仅64单元深，因此它不必包容全部大包。一旦当它出现空，填充就继续。大包输出FIFO里一旦有16个单元，BIC就起动底板上的争用把大包送出。当争用成功，单元被从大包输出FIFO拷贝到底板。只有底板上的TDM单元或来自BIU的等待位才会中断正在被传送的包。

一旦大包已被送出，包必须为多个目的地而受到检查。如果多点索引是非零，这一点会被说明。U2B BIC可以完成大包的多点传输，即：把同一个包送到多个目的地。多点索引用于在DRAM中的多点表里查找下一个目的地。这个表里的每一个入口有一个目的地址和一个新的多点索引。BIC在底板上竞争，并用新的目的地址再次把包传出去。这个过程由新的多点索引重复数次直到零多点索引被找到，它指示没有更多的目的地。

BIC里的多点状态机构可在任何时刻访问DRAM。仲裁电路215决定谁在什么时间访问。每个要存取的状态机向仲裁电路215提出请求位。仲裁电路215返回一个认可位，通知状态机它已经访问DRAM。U2B BIC的优先级是：底板213，DRAM刷新216，处理器211，和用户端口212。B2UBIC的优先级是：底板213，用户端口212，DRAM刷新216，和处理器端口211。DRAM刷新216要求定期访问，以刷新DRAM存储器。状态机将等待直到它们在处理前访问DRAM。

图13所示为零层总线的争用机构。具有最高优先级传送包的通道传输装置先获得。当不止一个通道传输装置想在已给的优先级上发送一个包时，就出现一个循环。每个想发送的通道传输装置，从数据最大的槽开始，一直走到最小以发送一个包。当所有的装置都有机会发送一个包时，循环就会重复，每个装置会轮流发送一个包。

争用基于多级多存取协议(Tanenbaum“计算机网络”，1989)。请记住，每个单元有4个16MHz时钟脉冲要发送。当已知包内最后一个单元被送出时，下一个单元的争用就出现了。因此，争用过程也有4个16MHz时钟。在第一时钟里，每个有包要发送的BIC设定为高，4条争用总线中的一条通向相应的准备发送的包所在的最高优先级上。争用总线是一个开放式收集器总线，所以在同一时间可有一个以上的BIC设为高位。每个通道传输装置用同时读争用总线的方法区别出是否有任何其它通道传输装置有较高级的包要发送。如果如此，BIC就没有资格，并且在这个周期不再能参加到争用过程中。唯一例外的是如果BIC正在传送一个大包过程中，在这种情况下，如果优先级4(TDM)位已设定，则BIC只得停止使用。

在第二个时钟里，每个欲发送且尚未被取消资格的BIC设定与其槽号的最高位(MSB)相应的争用总线领先为高。任何不与欲发送的最高MSB位相匹配的BIC被取消资格。在第三个时钟里，每个欲发送且尚未取消资格的BIC设定与其槽号的下两位相应的争用总线领先为高。

任何不与欲发送的最高地址相匹配的通道部件被取消资格。同样，在第四个时钟里，每个欲发送且尚未被取消资格的BIC设定与其槽号最低两位相应的争用总线领先为高。任何不与欲发送的最高地址匹配的被取消资格。所留下的是最高槽号的欲发送通道部件。

从其本身讲，此方案并不公平，因为有较高编号的装置总能赢。解决办法是一旦BIC送出一个包，它就不能在那个优先级争抢发送第二个，直到每一个其它想发送的BIC有机会发送。BIC用监视争用母线的方式判定何时出现此类情况。当只有一个单元被留下要发送时，一个且仅仅是一个领先争用总线在第二，三，四时钟内被设定。

在第二个时钟内，有两个附加位：等待和满。如果BIC未曾被优先级4数据包取消资格，等待领先将被设定，而且它处在发送一个大包的过程中，下一个将被发送的段不是包里最后一个段。由于它们有较高的优先级TDM包可以中断，也就是说，在传送大包的过程中，通道部件不能继续访问底板总线，因为它不能设定“等待”领先。满位也类似，当FIFO缓冲器满时，BIU用它阻止所有通道部件进行传送。方法是设满位为高。所有通道部件将停止争用直到BIU再次允许满位变低。

B2U BIC 202’一般来说忽略总线和架字段，而捕捉所有槽字段与BIC里的槽号寄存器相匹配的包。它有两个输入FIFO，由B2U BIC内的静态RAM 214组成，这两个FIFO为：TDM输入FIFO和大包输入FIFO。定位于其槽号的输入单元被分离并且进入到这两个FIFO。B2U BIC 202’也捕捉所有定位于架252，255或任选的253上的包，而不考虑它们的槽号。这些架号表示广播信息。带DE位设定的所有包可能或不可能被捕捉，其取决于指令13设定的丢弃标记。其它由指令13设定的起动位可以终止捕捉所有TDM单元，所有包单元，或所有带有超出指令29提供的号的BCID的大包。BCID字段的最低6位包含小包的端口号。对于大包，全部16位BICD用于查找目的地端口和虚拟电路号。B2U BIC 202’有一个暂存寄存器，它可以对大包施加限制以使其BCID不比某个最大值大。这个寄存器对小包无效。

B2U BIC在DRAM里有一个TDM表，用于存储进入的TDM单元。可存储最多来自4个单元的数据。每个TDM单元有一个2位序列号，当单元被送出时它从0到3循环。每个TDM表中的位置与这些序列号中的一个相对应。B2U BIC仅仅需要查找一下这个序列号就可确定在什么地方存储来自TDM输入FIFO的单元。TDM表在那个位置也有一个有效字节数的计数。由于每个TDM单元有两字节，所以计数是二。B2U BIC把它的DRAM缓冲存储器分成最多16个字段，并用类似于U2B BIC的链接表格式方式管理这些字段。每段的第一个字包括一个指向下一个段的指针。B2U BIC有258个队列，包含一个空段闲置清单，一个输入队列，和256个优先级队列，输入队列暂时容纳来自大包FIFO的大包数据，直到它被传送到优先级队列。256个优先级队列包括4个优先级，用于用户接口的64个端口中的每一个。由于它要占用B2U BIC内的如此大的空间，所以指向256优先级队列起始和末端的指针存储在DRAM内的指针表里。指向自由和输入队列始端和末端的指针作为触发器存储在B2U BIC中。由于输入队列的末端总是与自由序列的始端相同，所以只用一个指针，称为下一个指针。

当大包出现在大包输入FIFO里时，来自包的单元被拷贝到闲置表里的连续段中。这些段尚未与自由表分开。B2U BIC内的“当前段指针寄存器”用来跟踪正在被写入的DRAM段的位置。当大包被全部拷贝到DRAM时，当前指针将指向包的末端。只有在那时包才被移到输入队列。闲置表中的新起动由当前指针指定的段中的指针指定。闲置表寄存器的起始用这个值更新。

在B2U BIC中指向下一个包的指针存储在包的第一个段里。这是除指向存在事件段里的包的下一个段的指针之外的事。这样做以便整个包可被从队列中移出而无需读包的每一个段以寻找末端。

一旦包处于输入队列，它们仍需要被传送到适当的优先队列中。B2UBIC查看由输入队列初始指针指定的包的第一单元，以确定端口和优先级。B2U BIC从DRAM获取在那个优先级队列里指向最后一个包的指针，并且更新那个包第一字段里的下一个包指针，以指向位于输入队列首部的包。指向优先级队列末端的指针也被更新并指向新的包。最后，指向输入队列始端的指针被更新成下一个包指针(位于刚刚被传送的新包里)。只要输入队列里有数据，这个过程就继续下去。

BIC可以任何所需的顺序为用户缓冲并提供数据。这简化了用户电路的设计，因为这样的电路仅需一次处理一个字节的数据，只有当需要时，才向BIC请求下一个字节。在U2B方向，用户可以任何顺序为任何端口提供BIC数据，每次一个或更多字节。BIC将缓冲数据直到发送一个满TDM包(2字节)或一个满大包。对于任何已知端口在移到下一个之前，没必要完成给BIC一个满包。BIC对每个端口有独立的状态存储器，并且不会由于来回跳动而造成混淆。

所有数据用6位端口号编址。端口号与时间槽号类似。0端口为通道部件保留。BIC不对其它端口号做特殊说明。通道部件硬件应提供端口号与物理通道/时间槽号之间的固定映射。例如，双T1卡应将端口1到24赋予第一个T1的时间槽1到24，而端口33到56与第二个T1对应。可以用端口25和57发送或接收ESF备用数据信道。如果有明确的信道T1服务用于试验，也可以用这些端口发送或接收帧位。

用户接口包括一条20位数据总线，一个6位端口号，一个4位指令，一个选通及确认。端口和指令与数据总线多路传送以共享引线。还输出16.128MHz内部时钟。

用户接口优化后与外部TDM电路接口。假设所有有效端口号将被TDM成帧装置(U2B方向)或帧发生器(B2U方向)电路(未示出)循环一次。在此期间，用户可以执行也可以不执行指令，以便读(B2U方向)或写(U2B方向)数据从/到BIC上。对TDM端口(时间槽)不需要外部缓冲器。包化的端口需要某种协议状态机构。有必要利用某个缓冲存储器部分存储接收的数据字节以及每个端口的当前状态，但每个端口不超过两三个字节。在U2B方向，由于数据被接收而且协议被解码，这些数据是以逐个字节的方式传送到BIC。状态机构用指令表示它发出的是真实数据还是VCI信息。在B2U方向，协议确定VCI或数据字节，并按需要请求每种类型。这种配置提供极佳的延迟性能。

来自用户的数据通过用户端口212进入U2B BIC。U2B BIC采用称为指针表的256字表为64个端口的每一个暂时存储状态和数据信息(每端口4个字)。由于没有这类数据存在里面，这就使U2B BIC与64个端口之间的开关相关。根据指令，它将检索来自DRAM的信息，在上次被留下的地方恢复它。当U2B BIC完成处理指令后，它就会在为下次端口存取的指针表中保留其状态。

零指令发送TDM数据。TDM数据的第一字节仅仅存在指针表内。第二字节与零指令里的其它信息一起组成TDM小包底板单元。U2B BIC需要单元的目的地址(总线，架，槽，BICD)，所以它要对DRAM里TDMBCID表进行查看。此表用软件装入。它为TDM 64个可能端口提供目的地址。完整的小包单元被送到TDM输出FIFO。这个FIFO是从芯片内静态RAM 214建立起来的。然后只要底板争用逻辑，允许U2B BIC就把这些单元传送给底板。注意有第二个输出FIFO，它也是从芯片内的静态RAM中建立起来的，它容纳大包单元，以等待向底板传送。由于TDM单元有较高的优先级，所以它们总是最先被输出，

大包数据存储在大包缓冲存储器表内。在DRAM里的这个存储器被分成16个字段并在一个连续表内编排。段的第一个字包含指向该表下一个段的指针。在U2B BIC里有5个表。U2B BIC里的寄存器包含指向表第一段和该表的最后一段的指针。而闲置表为没有包含数据又准备用的段保留。四个队列表用来存储已进入U2B BIC的大包数据，但其尚未被送到底板。数据可以从闲置表传送到队列表或从队列表传送到闲置表，其方式是修改指针。4队列表的每一个存储不同优先级的数据。这使较高级的数据可在开始传送下一低优先级数据之前送出。

U2B指令2开始一个新包。它从闲置表里分出一个存储器段并把指向它的指针存在指针表里。由于这是大包的第一段，就需要某些额外的信息生成底板上大包的第一单元。这个第一段的第二，第三，和第四个字用来存这个信息。包含在指令2里的信息存在这个标题区。

指令3把VCI保存在由指令2生成的标题区里。它需读指针表以寻找这个标题在DRAM的什么位置。如果指针表显示没有被定义的有效的标题(指令2未执行)，它就返回一个错误。

指令4把保留字存在指令2生成的标题区里。它读指针表去寻找这个标题在DRAM里的什么位置。如果指针表显示没有被定义的有效的标题(指令2未执行)，它就返回一个错误。

指令5初始地将数据字节保存在指令2获得的第一段内。它读指针表去寻找这个标题在DRAM里的什么位置。如果指针表显示没有被定义的有效的标题(指令2未执行)，它就返回一个错误。它保留段内的位置以便把下一个字节写入指针表。当包的第一段满了，就从闲置表中取另一段。它更新第一段里的下一个段指针，以指向该新的段。该段称为当前段。除指向第一段的指针外，指向当前段的指针被保存在指针表内。当第二段满了，过程就重复，以便从闲置表里获得额外段。如果闲置段空了(表始端和末端是一致的)，就说明没有缓冲存储器。此时执行中止。

指令6是包末端。装满数据的段表由第一个段和指针表中的当前段指针定义。根据存在第一段段首的优先级，该表被传送到队列表中的一个。此任务通过修改适当队列表的最后段中的第一个字实现，以便指向新包的第一段。指向那个队列表末端的寄存器被更新以指向新包最后一个段。

指令7是包中止。它与包指令末端类似。但不是把新包附到队列表上，而是附到闲置表的末端。因此，部分起动的包被丢弃，而闲置的存储器重新被使用。

用户在用户端口212上向U2B BIC请求数据。指令0用来获取TDM数据。底板接口根据单元内的序列号把进入的TDM表单元数据放到TDM表中的四个位置。当数据被底板写入时，每个入口的字节计数被设到2。这是因为每个底板单元包含2个数据字节。当第一字节从表中读出并送到用户时(响应指令0)，字节计数就递减到1。当第二个字节被读出时，字节计数减为零。

指令2为新包获取B2U BIC。B2U BIC需要查找指向与被请求端口相关的4优先级队列的起动和末端指针并确定是否包含包。如果起动指针不等于末端指针，队列里就有有效数据。由于这些指针置于DRAM中，就没有足够的时间去读指令2中的所有8个指针。为解决这个问题，B2U BIC有一个内部64乘5的RAM 218，每个端口5位。前四位用于说明4优先级队列中的每一个是否有数据。无论任何时包从输入队列传输到一个优先级队列，适当的位就被设定。当队列中的最后一个包开始被读出时，它就被清除掉。第五位用于说明在那个特定的用户端口是否包已被起动读出。如果此位被设定，一个指令2就被公布，错误就显示在用户端口，而且指令2被忽略。否则，指令2将设定此位用以说明一个包已被起动。如果指令3，4，5，或6在那个端口被公布，此位也被设定以确保包已被指令2起动。如果没有，这些指令被忽略，而且错误被显示在用户端口。这样做避免了外部用户端口逻辑与内部逻辑脱离同步。

如果指令2确定可获得一个新包，它就从优先级队列上把包链接表段分开，而且同时把指向包的指针保存在包表中。包表是DRAM中的保留位置，而且为用户接口上的64个端口中的每一个留有一个单独的存储位置。它在分离包的第一段中寻找在那个优先级队列里的下一个包的第一段。它为那个优先级队列更新起动指针以指向下一个包。指令3到6总是指包表里保存的指针所指的当前包。指令2也返回某些存在那个当前包的起始处的其它信息。它返回优先级，FC，BC，和DE拥挤控制标记，以及一个控制/数据标记。所有这些位与进入U2B BIC的相同，除非FC/BC/DE标记被处理器控制。

指令3从DRAM中的包表中读出指向当前包的指针，并从那个包中的第一段读出VIC。VIC在用户端口返回。指令4从DRAM中的包表里读出指向当前包的指针，并从那个包的第一段读出保留字。保留字在用户端口被返回。

指令5为用户提供数据字节。为做此工作，它保留一个指向DRAM包存储器内当前包的当前段的指针。它也在当前段内保留字节计数，以便了解下一个要输出的字节，在所述两种情况中，每个端口采用用一个单独的位置。当段的最后一个字节被送往用户时，它读出指向包内下一个段的指针。这个指针包含在当前包的第一个字里，并形成新的当前段指针，它保存在包表里。字节计数也重新初始化。

当包的最后一个字节被送往用户时，包末端位通知用户，接着开始清除。在内部64乘5的RAM里的包起动标记重新被设定。刚读出的包的段被传送到闲置表中。指向闲置表(B2U BIC内触发器式寄存器)末端的指针被更新以指向最近刷新的包的末端。过去处在闲置表末端的段的第一字被更新以指向最近刷新的包的始端。

指令6从DRAM中的包表中读出指向当前包的指针，并从那个包的第一段读出包的长度。包长度在用户端口返回。尽管包长度并未在底板上作为包的一部分被传送，但许多协议分析程序(外部到BIC)在开始发送包之前需要它。为满足这一要求，只要字节来到底板，B2U BIC就计数，并在DRAM缓冲存储器里的包的第一段中保存这个长度。

BIC内部支持大包模式端口的选择广播。多目标可被分配给任何端口/VCI输入。BIC可拷贝多份包并将它们置于总线上。这个机构完成多点电路的控制到分支方向。在分支到控制方向，来自许多分支的数据可被送到控制端口。BIC为那个目的地端口而把所有的包进行排队，并按接收顺序输出。

BIC支持全部使用A/B/C/D信号位的16个状态ESF信号。此外，它支持两个中继处理位：Y和F。当Y设为1时，接收通道部件立即起动中继处理。当F设为1时，接收通道部件立即起动信号存储，而且如果它保留时间足够长，同时起动中继处理。通常，当黄色警报出现时，Y位被设定，而F位设为原始的(未被滤波的)帧失调状态。BIC不修改或使用任何这些位。它仅仅传送它们。唯一例外的是当Y或F为1时，B2U BIC设定A/B/C/D信号位为“1”。在这种状态下，用户不再查看信号位，因为它们是无效的。

超级信道64Kbps的多通道是数据连接，。例如，需要它组织一条时间槽为1到6的T1线并把它看作单个384Kbps入口。BIC对TDM和大包及超级信道的处理方法略为不同。

大包超级信道靠提供BIC所有超级信道的时间槽的相同端号来完成。切记，时间槽有与通道通道部件硬件上的端口的一一对应映象。通常，使用最低编号的端口。然后，BIC把整个超级信道看成一个实体。

尽管类似的方案已用于TDM联接上，但可变规模的多媒体网络要求所有TDM连接要以大约64Kbps的速度完成。如此，较慢的速度源必须在被送到BIC之前被填补到64Kbps，而较高速度源必须被分成64Kbps多信道。通过把组成超级信道的多时间槽看作单独的端口即可实现这一目的。对于不属于超级信道部分的时间槽，这个程序完全相同。例如，在上面提到的384Kbps中，6个时间槽有6个单个的交叉连接。唯一的复杂性是确认通过系统的延迟对超级信道上的所有信道是一样的。BIC通过传送序列号和提供每端口4位FIFO协助完成此任务。由于BIC并不清楚哪些时间槽组成超级信道统，因此需要某个外部电路来调整多路信道。故此，传输TDM超级信道的方法保证了进入同一帧的超级信道的所有字节以相同顺序存在相同帧内。6.0拥挤控制—减速

为管理总线(串级链)相交之处可能出现的拥挤，采用“减速”方法：当数据需要从较高速总线(或串级链)传输到较低速度总线时，需采用缓冲器。此外，如果经过一段时间，被传输的数据带宽超过了从缓冲器转储的信息，加上缓冲器本身的深度，缓冲器可能会出现溢出。缓冲器溢出是特别要避免的，而且必须仔细对待以满足平台上全部包损失的性能要求。“带宽分配”过程用来限制通道部件到目的地的数据量。所以，如果在经过短时间后，在已知架上的所有通道部件包的带宽总和没有超过那条总线的带宽，则BIC几乎不需要或完全不需要缓冲。所采用的原理是总线带宽比缓冲存储器廉价的多。所以，制定减速处理有利于减少浪费带宽。需要缓冲器的瓶颈会在不同速度的总线交叉连接的地方出现，并总是出现在朝向目的地的方向。因此瓶颈点来自垂直串递链到BIU中的水平总线，及从水平总线到通道部件上的实际接口(即：DS1，DS3，RS232)。

减速是将系统与瓶颈处的缓冲器管理处理结合在一起，并发送流动控制信息到数据源的过程，以便降低拥挤状态下把数据压过瓶颈时的速度。这些“减速”信息导致主要的数据缓冲，在需要时发生在信息源处而非在瓶颈处这使平台耗资下降，并把缓冲器费用置于把应用过程联到总线的通道部件上。如果实际应用要求有很低(或零)的包损失可能性。并生成大量的冲突数据，那么对于总线就需要更多的缓冲器。仅仅需要数据报服务的通道单元接口应用或没有数据冲突的TDM通道部件几乎不要或完全不要缓冲。

使用减速，可以把平台上出现瓶颈缓冲器溢出的可能性减少到期望值。如需要，可采用通道部件上尾对尾流动控制处理方式从结果包损失中进行恢复处理。刚开始使用可变规模的多媒体网络时可保持一个小规模，以便在传输总线上有足够的带宽并且无须处理包损失。如果整个系统的高峰瞬时带宽从未超过256Mbps，那么很清楚无包损失，通过确保满足所述带宽条件，减速过程就只是初步的，并可在已给的水平上获得。在这种限制下，能实现相当大的系统，因为典型的LAN只有10Mbps，同时T1线仅为1.544Mbps，只有少数几个系统可以用带宽256Mbps相互连接。7.0控制接口模块(CIM)

CIM300(也指网关通道部件)是外部计算机与可变规模的多媒体网络接口的基本单元。图14所示为这个模块的基本机构。CIM提供两种与可变规模的多媒体网络的链接方式：并行链接302和串行链接304。

使用并行链接或面向位的链接(BOL)方式，计算机306通过并行端口308可把多兆位数据送上可变规模的多媒体网络。如果需要的话，计算机采用高优先级总可以在总线上找到足够的带宽。由于它通过减速装置查看总线302，所以不会造成灾难性的拥挤。使用这种链接方式，直接存储器传送可在通道部件和计算机之间完成，或在一台计算机与另一台计算机之间完成。串行链接304，被称为面向信息的连接(MOL)，可使外部计算机306与通道部件里的处理器对话，或与使用较高级语言的其它计算机对话。这种链接方式可让协议附在其后，即：HDLC可附上以获得错误，流动控制，和链接多级路转换。有关这些将在后面解释。

借助CIM 300提供的方式，可变规模的多媒体网络可以象图15所示那样支持多处理器环境。这种多处理器功能强大，可支持多种形式的并行处理。这些多处理器可以用所示的总存储器紧密耦合在一起。系统的分布存储器位于非连接的通道部件里(或在处理器里)，它允许松散耦合的多处理器运行。使用BOL，任何处理器可以与此系统内出现在任何地点的存储器(如果存储器的就地管理器允许)获得往来于直接存储器的处理。在这种情况下，甚至分布存储器会出现集中。这种共享存储器结构允许多处理器环境紧密耦合以提供最优性能，从而当故障出现时，可变为松散耦合以提供故障允许值。

各种控制链接可在可变规模的多媒体网络中同时共存。在图15中，L1是两个计算机310A和310B之间的BOL的实例。L2是BOL使计算机310A中的任务直接与其通道部件52A中的存储器对话。L3是MOL允许计算机310B的任务在通道部件52B上使用I/O端口与系统外的计算机402的任务对话。L4是MOL，它允许计算机310C的任务与通道部件上的处理器57使用高级语言对话。其它连接也有可能。由于BOL或MOL用端口号寻址，所以包中20VCI位可用于把BOL或MOL分成2^**20的不同的逻辑链接。所以，使用不同的VCI，计算机的不同任务(或子任务)可在通道部件或另一台计算机里同时与多任务(或子任务)对话。见图16。

通讯的灵活性允许有助于并行处理的各种形式。举例说明，使用BOL把多处理器链接起来，有助于实现流水线。每个执行被优化的特定子任务，并使用BOL把结果直接送到下一台计算机的存储器里。最后，多处理器功能允许有故障误差。静态冗余(许多计算机做相同的任务和一个仲裁电路)和动态冗余(计算机监视每台执行不同任务的其它计算机，但可在有要求的情况下执行故障计算机的任务)都可在可变规模的多媒体网络上出现。8.0呼叫处理模块(CPM)

呼叫处理模块(CPM)56是通用网关，通过此网关连在可变规模的多媒体网络上的外部计算机402可经过CIM 300与使用外部协议的外部网络对话。由于计算机和通道部件使用MOL用高级语言对话，而且这些链接可以涉及或不涉及ISO第二层和第三层功能，所以外部协议就得在与可变规模的多媒体网络计算机或通道部件交叉连接之前打开至第三层。图17所示为外部协议信号404如何通过CPM 56到达外部计算机402的。这使外部计算机不必执行协议转换。应用程序现在可在不同的外部协议上运作，其方式是仅需把CPM上的第二层和第三层软件变成与外部协议相对应即可。这种链接允许使用可变规模的多媒体网络平台的多点之间进行分布处理。

图18所示为CPM怎样协助不同节点(i)&(j)上的两台路径计算机310A，310B彼此对话。选择一个合适的协议，如CCS7，而且CPM打开此协议到第三层。这使路径计算机可用高级语言进行高级路径应用对话。这也使分布路径选择算法得以完成。

CPM也允许可变规模的多媒体网络节点与公共网络连接，例如，呼叫控制计算机可与使用初级速率接口(PRI)存取的ISDN公共开关相互作用。在此情况下，CPM需配置Q.921第二层软件和Q.931第三层软件，以协助呼叫控制计算机。其它协议也装在CPM上以便执行其它公共网络协议，例如：帧延迟。9.0网络管理

在可变规模的多媒体网络上建立的网络通讯系统是“开放式系统”，即其基于ISO模型并由网络管理器管理，此管理器使用基于OSI网络管理标准的管理工具。这些标准包括用于终端用户网络的ANSI标准化CMIP，以及用于CO系统的基于TL1的Bellcore OTGR。

OSI管理的原理在文件号ISO/IEC/DP 10040提出的ANSI文稿里有详细描述。其文件号为ISO/IEC JTC 1/SC 21N 3294，该文结合于此以为参考。以下就平台能完成何种任务以满足网络管理要求的基本思想进行讨论。

图19所示为基于ISO管理系统的概念结构。每个基于ISO的通信系统可用ISO栈500制模。系统内的实际目标或卡可实现全部或部分至少第一层。每一层和实际卡为至少一个“被管理的目标”502设立定义，并带有相应的“属性”504。被管理的目标是OSI系统源的管理示意图，此系统源用于管理，例如层机构，连接，或实际通信设备中的某一项目。属性是被管理目标的特性。属性有相关值，它可以是简单结构，或是复杂结构。被管理的目标可以对单个层是特定的，如(N)。在这种情况下，它们就作为(N)层被管理目标。这些与至少第一层或在总体上的系统有关的被管理目标被称为系统被管理目标。系统内一组被管理目标与它们的属性共同组成那个系统的管理信息库(MIB)。可变规模的多媒体网络平台的设计者在提出网络管理功能的要求时就确定了系统的MIB。

为了系统管理的目的，管理过程分为“管理过程510”或“代理过程512”。管理过程指具有一项或多项管理活动任务的分布应用过程的一部分。代理过程指在管理过程的请求下管理相关的被管理目标的分布应用过程的一部分。代理过程也可以向管理过程发出指令，以传送由被管理目标生成的信息(或标志信息)。为执行管理功能，在管理过程和代理过程之间存在一个共享概念模式。系统设计者需为系统的特殊需要定义这个模式。基于这些原则，结构化的软件模块可定义为完成“开放式系统”管理。有关详细解释情参考本节前面谈及的ANSI文件。

为展示所述概念，设想用一条基于可变规模的多媒体网络平台的系统上的T1线路卡。该卡本身代表一个系统的管理目标。这个被管理的目标的属性是在一段时间内双极扰乱(BPV)计数。代理过程是错误率估算和记录保持程序，它可以接触到这个被管理目标，并定期地收集这个属性的值，以完成它的功能。操作系统，如NMA，可以调用管理过程去接触代理过程，并引出T1线路卡获得的历史或错误率性能。如果短时间内被管理目标记录了太多的BPV，它可以把计数器溢出的标志信息送到代理过程512。如果这些标志信息的接收率足够，代理过程就会通知管理过程510，从而使报警出现在被管理目标上。

要注意的是，可变规模的多媒体网络的控制通信灵活性是如何轻易实现一种链接，而该链接允许被管理目标，代理过程，和管理过程相互有效地进行通信。MOL具有快速转储大数据库能力而BOL具有高级交互能力。系统随时可分割成相等或不相等的子系统。这就很容易把管理功能分成子系统。事实上，由于这种灵活性的存在非连接系统也可以在同一平台存在，并可以分别进行管理。图20是如何对基于可变规模的多媒体网络平台的一个大的“开放系统”进行网络管理的图。10.0远程视频(Televideo)系统：系统说明

前几节已就通用的可变规模的多媒体网络做过解释。本节将结合图21-24介绍一个特定的系统，即：基于可变规模的多媒体网络的远程视频系统，以说明可变规模的多媒体网络的灵活性。

远程视频系统600的目的是为订户提供要求的视频(VOD)服务，接受这种服务的订户602能与位于视频服务器612处的中央视频数据库604连接，以便在用户的电视机上检索和回放所需的MPEG-1压缩存储视频节目。

此系统600包括视频服务器612，视频分布节点614，异步数字订户回路(ADSL)传送系统616和数字娱乐终端(DET)618。在系统控制器(SC)656的软件控制下运行该系统。

视频服务器612是视频数据库604的汇集。视频节目可以存储在服务器内的不同存储器里。一旦需要，服务器612可以在视频服务器终端606的输出端口(DSX-1号端口#1-#20)之一提供所需的视频节目。服务器有多路输出，以便能同时对数据库进行多路存取。服务器由在以太网端口处的信令链路控制(图24)。

视频分布终端(VDT)630在一侧与视频服务器的多路输出连接。而另一侧与通向用户室内的ADSL环路连接。VDT 630的一个主要功能是提供密度。它可有效地利用服务器以获利。根据系统结构自动寻找VDT 630的订户602的数目将超过由所需密度比所用的服务器DSX-1输出端口数。这使服务变成为可获得级设计的通迅。VDT还可终止来往于DET的每个环路信令以及以太网视频服务器信令和控制链路。

ADSL环路传送系统616在每订户基础上提供DSX-1实际层连接，并可从视频服务终端606单向延至用户室内，以及提供9.6 Kbps的异步双向控制信号。除基本平面的老式电话服务(POT)外，可提供这些能力，ADSL系统包括一套放在电话中心室的架子，室内每条环路放一个ADSL-C卡。ADSL-R终端室632象用户室内的网络终端一样出现。ADSL环路传送即使在出现标准环路减少的情况下仍提供1位的错误率，以致这种订户电视屏幕上的相关光因素与VCR质量性能一致。

DET618用于订户室内与订户电视机接口。DET包括一个机顶盒子634和一个红外线遥控器(图上未标出)。盒子用DSX-1接口连在ADSL-R632上，也连在ADSL-R上的RS232连接器上，通过它可以存取嵌入在ADSL环路中的9.6 Kbps数据链路。在DSX-1信道上的MPEG-1视频信号在机顶盒子634内解码变成用户屏幕上可看到的NTSC信号。用户通过红外遥控器上的按钮与视频分布终端630和视频服务器612交互建立和控制视频对话，以便在9.6 Kbps链路上发送适当信令和控制信息。

系统控制器656控制视频分布终端机构并管理服务器侧的接口与ADSL环路侧接口之间的联系，系统控制器656确保DET对视频服务的请求能准确地传送给服务器，并使正确的服务器输出端口与正确的ADSL环路连接。系统控制器内的呼叫控制软件提供网络化服务，例如呼叫建立，呼叫撤消，所有中继繁忙等。系统控制器与相关的状态计算机管理一起提供网络之间的服务。采用这些服务。DET和视频服务器可一致交互工作。此外，系统控制器提供本地操作码和OAM & P接口。

在简单的实施例结构中，ADSL环路传送系统616和视频分布终端630可以断开。在更复杂的系统中，ADSL-C与视频分布系统630集合在一起，ADSL环路的有效负载可增至6 Mbps。这使远程视频系统600能支持每个订户的多路即时对话。

更简单的系统是基于MPEG-1传送层直接展示在服务器的输出上。为切换这样的信号，视频分布终端的单元开关机构采用DSI交换电路仿真以生成服务器612与DET618之间的实时交叉连接。在复杂系统中，当服务器采用OC-3c/12c接口支持基于ATM的视频输出时，视频分布终端630的单元交换能力使ATM交换形虚拟电路在服务器和DET之间进行相互连接。

关于VOD的可变规模的多媒体网络框图见图22。如前一节所述，可变规模的多媒体网络包括大量的架子，它们由垂直总线61相互连接起来。线路卡用在架槽里。视频分布中断630用的插件包括：ADSL接口线路卡(称为视频线路装置(VLU)670)，DSX-1视频中继装置(VTU)44，网关(或CIM)300，SC656，和CPM控制装置56。

图23显示的是可变规模的多媒体网络视频开关构造。到达VTU 44的MPEG视频信号被引到适当的VLU 670上。POTS通讯在ADSL I/O模块上检索并联到适当的本地开关。在具体实施例中，DSX-1 I/O模块提供与ATU-C设备的接口。在另一个具体实施例中，这个模块用ADSL I/O模块替换，ADSL I/O模块将直接终止ADSL环路。

图24所示为控制平面结构。用于视频分布终止630(图21)的信令控制(SCO)控制链路的逻辑通道被引到DET-CPM 56。DET-CPM完成互联网络协议引擎信息和DET信息之间的转换。同样，往来于视频服务的呼叫控制信息由服务器-CPM 56转换到系统互联网络协议引擎上。DET和服务器现在靠调用互联网络协议引擎延迟可进行网间活动。SC 656执行较高级的系统控制功能，并提供开关OAM & P接口。其他的CPM也可加入进来与其它信令和控制机构接口。

11.0软件结构

软件结构包括5个主要部分：应用程序，数据存取服务器软件，服务程序，信息分布和延迟(MDR)，以及应用程序接口(API)。下面就图27中所示的各个部分进行描述。

应用程序使服务能提供给终端用户。只有通过应用程序，用户才能把系统当做网络使用，控制系统的操作，以及监视运行状况。应用程序可在本地模块级上或整个系统级上制模。本地应用程序的特性是由单个模块提供的。系统级应用程序是系统特性，它由有关的模块应用程序执行。

在可变规模的多媒体网络里，应用程序作为任务实施，每个任务又作为单独实体实施，其完全独立于其它任务。每个任务可通过预先确立的API组与系统中的其它任务进行通讯。

不同的应用程序生成了不同的处理。每个应用程序包含至少一个处理。为简化软件的开发和维护，处理被分解，以便它们的运行是不同步的并彼此独立。在实际应用中，系统操作常常要求处理间的耦合。例如，平台管理器通常要监视系统的报警状态。但是，报警的发生可能需要重新确定路径处理的行为。为了取得全部处理编码独立性而同时保护规则库确定的运行依赖性，信息分布和延迟(MDR)710处理被设计为一个处理延迟点。

当接收到事件报告时，任务708服务于事件，更新系统数据库702，并通过预定的API 700通知MDR。MDR包含任务输入依赖表(TIDT)706。它确定信息与处理间的相互联系。TIDT基本上是一个查找表，它确定每种信息类型的所有有关任务。在接到信息后，MDR把信息拷贝送到所有基于TIDT的相关处理中。

处理与MDR之间的联系不是直接进行的，它是在MDR中的TIDT，而不是处理，它定义了处理间的相互关系。采用这种结构，可在不影响其它处理的情况下在任何开发阶段对处理进行增加，删除，或修改。开发者只需更新TIDT。TIDT可在编译时间内建立，并在运行时间内进行动态维护。例如，当一个新应用程序被加到系统里时，所有由新应用程序生成的新处理就宣布它们的存在，并在TIDT中修改信息/任务关系。

数据存取服务器软件702把传统的数据库，关系数据库，及具有附加智能的数据库服务程序组合成一个综合的数据处理组。数据存取服务器软件是可变规模的多媒体网络的中心部分，在这里，各种硬件，操作系统，通信协议，和应用程序都组成一个统一的处理环境。

数据库是与系统所有方面有关的信息总汇。数据库某些部分的内容和格式应被确定，以便随时被与速度紧密相关的应用程序存取。除非数据被每个处理直接存取，否则用原始方式管理数据库是低效的。例如，当一个处理为找一个特殊项目直接搜索远地表格时，它需要在通讯链路上读出表上的每一个入口，直到找到这个项目。这种方法既耗时又浪费带宽。

数据库服务程序是高于基本数据库的步骤。用此程序，大部分数据库的处理由并存在数据库里的处理完成。在前一范例中，若不搜索数据库，而是由远地处理生成一个指令给数据库服务程序要求寻找这个项目。本地数据库服务程序搜索并向调用过程返回结果。这种配置是有效利用系统资源的方法。数据库服务程序的另一个优点是存取数据库可以受到更好的控制。安全性被破坏及冲突的情况(两个处理同时修改一个项目)可以避免。

关系数据库取得数据库上和数据库服务程序上的又一抽象层。在关系数据库里唯一的数据结构形式是表格。当需要有关系统某一方面的信息时，通过设置或合并现有的表格实时生成一个“视图”。一个关系指令可检索，更新，或删除存在数据库里的多项记录。可变规模的多媒体网络可用不同的存储媒体提供不同程度的关系数据库。RAM中简单的相关数据库配备有入口和链接表。

数据存取服务器软件是智能关系数据库程序，它可以通过展示分布信息来吸收完成细节，就象信息出现在当地服务器上一样。当数据存取服务器接收请求特定信息的指令时，如果信息在本地出现，服务器就检索这条信息并向请求处理报告。如果信息在本地无法获得，服务器就会确定信息位于何处，并自动建立一个通往信息源的逻辑连接。服务器然后调用适当的过程，协议，和消息以收集信息，并以它提供本地信息一样的方式向调用过程提交数据。

服务704是一组功能或目标，通过它们可以完成普通系统功能。服务本身是被动的。它们被更高级的控制过程调用，完成任务后就不再存在。服务可由一组有过程程序设计语言的功能来完成，或由一组带面向目标的程序设计语言的目标类程序完成。每个功能或目标依次可以调用另一个目标或功能。一旦完成，功能或目标总会把控制返回到调用过程，调用功能或调用目标。

在服务块上有大量的功能和目标，并带有复杂的相互关系。为提供简便高效的存取方法，并使客户不必顾及服务模块的细节，将类似的服务放在一起，并通过预先确定服务存取点(SAP)712由预先确定的信息访问类似的服务。SAP和信息设定是独立于软件设计的。功能可增，可删，也可修改，而使用的服务是不影响SAP存取或软件模块。

在多任务环境中，相同的服务可同时提供给多个客户处理。对于涉及系统资源的服务，每个SAP前端功能负责控制资源分配。服务是应用独立的。然而，它们是所有应用的建筑模块。从开发的角度讲，应用与服务分开是有利的。例如，通道部件软件设计者可共享提供给普通通道部件服务的同样软件，例如通讯驱动器。这种结构的另一个优点是服务通常是依赖硬件，而应用则是依赖性能。把这两个分开就能在不相互影响的情况下分别更新技术或产品特性。

API 700是一组规则和程序，它们确定应用，服务，和已知基础之间的交互作用。API可以是一组用户过程可以调用的功能，它可以在过程间传递信息。API甚至可以是由过程和服务共享的全局存储器。高效的API定义利用硬件环境和操作系统的特点。不同的模块有不同的API。

可变规模的多媒体网络真正是一个分布式系统，包含通过控制网络连在一起的分布处理模块。每个模块自含处理实体，其带有处理器，存储器，I/O，操作系统，和软件。模块实例包括独立计算机，嵌入式处理器，和通道部件。在模块内，软件可分成四个部分：应用程序，服务，MDR，和数据存取服务。

模块需彼此通讯。通道部件里的应用程序也需要向控制器内的应用程序报告事件。计算机内的应用程序也可能需要向另一计算机请求一项服务。用于通信的实际协议可能不同，这取决于通信的性质和链路的可靠性。例如，某些通信要求协议级的确认，某种要求应用级的确认，而某种又完全不需确认。在可靠的链路上，用户数据报协议(UDP)可以是完全可靠的，而传输控制协议(TCP)可能用于可靠性较低的链路上。

在应用级上，处理间的通信可通过预先确定的消息组完成。在应用与译解报文的协议级之间还有另一种操作。这就是通过内部处理器通信的插口使用远程过程调用(RPC)。这里，卖方专用RPC工具确定了报文格式。

为提供混合协议和混合报文格式，系统支持多路报文接口。不同的协议及不同报文编码方案被引导到不同的逻辑链路中，每个由独立的虚拟电路识别符(VCI)识别。来自每条逻辑通道的包直接被引到适当的协议栈和报文解码器上。

数据存取服务软件有责任把API和各种报文接口统一起来。在接受端口，数据存取服务软件把进来的包引向适当的协议接口。在应用级，MDR继续把解码的信号引向目的地进程。

所有控制报文，无论是在模块间传送的，还是在同一模块内的，都共享一个共同的报文格式，如图28所示。前32位组成报文类型字段720。报文类型字段然后再进一步分成16位主报文类型字段722，及16位报文子类型字段724。主报文类型722确定报文类型。目前有5种主报文类型：A_INFO，U_INFO，GET，SET，和ACK。

A_INFO由处理器使用，以通知另一个事件，或请求行动。它要求接受器的确认。A_INFO的值是0X10。除发送器不要求接收器确认外，U_INFO与A_INFO一致。U_INFO的值为0X20。

GET用来检索变量值。对此指令的期望响应应是一个ACK报文。如果指令成功，返回码的error_status字段是SUCCEEDED，error_index字段是NULL，而ACK报文的additional_data字段包含请求的数据值的入口。如果所需变量之一不存在，则返回码的error_status字段将是NONEXISTENT，而且无数据返回。在这种情况下，error_index字段将包含不存在变量的变量名称。如果不存在的变量不止一个，则第一个碰到的不存在变量在error_index中返回。这样，变量表里的剩余部分就不需要分析了。GET的值是0X30。

SET设定变量的值。对这个报文期待的响应是ACK报文。如运行成功，返回码的error_status字段为SUCCEEDED，否则如果变量之一不存在，它是NONEXISTENT。与GET指令一起，error_index包含第一非存在变量的名称。如果有任何变量不存在，就没有变量会实际获得SET。SET的值为0X40。

ACK用来确认前一个A_INFO，GET，或SET报文。ACK的数据字段有error_status码(如果无错为NULL)，error_index码(用于更多错误信息)，及additional_data字段(用于响应GET报文)。指定给GET，SET，或ACK响应的A_INFO信息的correlation_number应被置于ACK标题里的correlation_number字段中。当前的error_status确定为：

编码值	说明
			SUCCEEDED	无错误	0X00
RETURN_MSG_TOO_BIG	所要求的日期超过能返回的时间，发送者应要求更少量的数据。
			NONEXISTENT	所要求或所确定的变量不存在
BAD_VALUE	SET报文试图确定一个变量为非法值
			READ_ONLY	SET要写一个只读变量
FAILED	所要求的操作失败，如可获得，进一步的信息可包括在error_index和additional_data字段中。	0X05
			IN_PROGRESS	IN_PROGRESS为特殊命令保留，其响应不会立即作出。在这种情况下，ACK报文与error_status一起返回。	0X06

ACK的值是0X50。

报文类型在整个系统内是全局的。当目的地处理还未确定时，它使MDR处理为基于报文类型的输入报文确定路径。

有两个地址字段，即目的地址726和应答地址728。目的地址726规定报文的目的地。一些报文需要或确认或回答。用这些报文，应答地址728为返回报文提供返回地址信息。每个地址段包含5个子字段，如图29所示，并非所有子字段都用于每条报文。

IP_address 740是确定网络内IP地址的32位字段。TCP_UDP_port_number742是确定网络内IP地址的16位字段。当目的模块执行TCP/IP协议栈时，可以用这两个字段。当不止一个处理出现在一个模块里时，处理ID 744用来标识处理。处理ID在可变规模的多媒体网络系统处理目录文件里是全局定义的。注意：处理ID不同于由操作系统指定的UNIX处理ID。实际地址746用于说明包含3位总线，5位架，和8位槽字段的模块的实际位置。s_或p_总线字段748用于说明报文是从服务总线还是从保护总线发出的。如果字段为NULL，报文就是通过发送器正在使用的那条有效总线发送出来。这个字段主要用于故障隔离。

报文地址有几个重要的方面。第一，应答地址字段728一般包含报文发送器的地址信息，然而，有时，一个处理可能要发送一个报文，而同时让报文响应进入不同的处理。那就是为什么字段被称为应答地址而不是源或发送地址的原因。在反方向，当模块发送应答报文时，它把自己的地址放在应答的地址字段。

第二个方面是地址字段和地址子字段是可选的。在地址子字段里的信息提供关于报文目的地的明显信息。并非所有的子字段都被所有模块需求或支持。例如，IP地址字段740和TCP_UDP_port_number字段742仅对执行TCP/IP协议栈的模块具有意义。事实上，MDR 700的主要功能和知识服务程序是提供能把不完整或无地址信息和报文一起送出去的功能。

第三个方面是地址信息可由不同的处理增加，删除或改变。例如，MDR将报文送到一个不同模块。目的的TCP或UDP端口号对发送信息的MDR是未知的。但是字段将被接收模块的MDR填满。

当处理把几条报文发送出去并期待几个响应时，8位相关号字段730为发送器提供了一种方法，要发送者把响应与发送的报文相关联。要发送者把相关号码赋予要求响应的报文。当接收器把返回信息用公式表示出来时，它拷贝相关号。不同报文采用不同的相关号，发送器可以单独把询问与响应相关联在一起。数据长度字段732是一个16位字段，用于为数据字段确定字节号。数据字段734包含了报文的实际信息。

数据存取服务软件的功能之一是维护所有外部连接。如前所述，当控制通讯经过一个外部接口时，TCP协议用于确保无错误传送。TCP协议是面向连接的。不是让单个处理建立TCP连接，这样做导致大量的无需要的通讯冗余连接，取代一个处理，数据存取服务软件建立必要的连接并保持端口号。例如当一个进程需要向另一个模块发送报文时，它用远端处理的IP地址将报文送到MDR。MDR再把报文送到数据存取服务软件，它决定要用的TCP端口。这就避免了就单个处理而为端口号担心。

MDR也决定在没有目的地信息的情况下把信息送到何处。这些信息大都是内部处理信息。如果目的地信息是NULL，则MDR就按报文类型为报文排路径。MDR也可进行多点传送，即：如收到一个特定报文，且多路处理需要了解它，则MDR把信息送给所有处理。等同物

现结束本发明最佳实施例的说明。熟悉此技术的一般技术人员通过一般性实验可以了解这里描述的本发明不同实施例，并用其他实施例取代以上实施例，但其范围落入所附权利要求的保护范围内。

Claims (46)

1.一种分层总线系统，其特征在于包括多条用于第一组通信设备间的相互连接的第一总线，以及用于由所述第一组通信设备与第二组通信设备之间的相互连接的第二总线。

2.根据权利要求1所述的系统，其中的包模式和电路模式数字位可以两个方向之一在所述总线上传递。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述总线是单向并反向引导的。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，有一些位载有在设备单元之间的用户数据，系统中所有单元将用户数据转换成标准格式而且在接收方向把数据转换成合适的实际和帧格式。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述的第一总线包括N条独立的X位并行总线而且所述第二总线包括N条独立的串行总线。

6.根据权利要求5所述的系统，其中N＝4，X＝16。

7.根据权利要求6所述的系统，每条所述并行总线的总带宽为250Mbps而且每条所述串行总线带宽为1Gbps。

8.根据权利要求2所述的系统，其中，提供有争用机构以避免数字位冲突。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，数字位被格式化成单元并分配一个优先级作为争用机构的一部分。

10.用于提供通信总线与通信服务用户之间接口的通信接口设备，其特征在于包括：

a.一个存储器接口，用于存储来往于通信总线和用户的数字信息；

b.一个底板接口，用于以N位长度的单元形式向总线接收及传送数字信息，所述单元形成具有不同位长度的包；

c.一个用户接口，用于按用户指定的顺序向用户提供和从用户接收数字信息；以及

d.一个处理器接口，用于控制设备的内部操作，并允许处理器传送及接收来往于总线的包。

11.一个小包单元格式，其特征在于一个单元，其有8个字节，每个字节有8位长，其中，所述字节按下列方式分配：4个字节提供包的目的地址；2个字节包括数据信息；以及2个字节包括优先级信息，序列信息，信令信息，及CRC信息。

12.根据权利要求11所述的格式，其中所述的目的地址由下述4个字节内的字段提供：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；和

d.16位端口目的字段。

13.根据权利要求12所述的格式，其中所述的优先级信息，序列信息，信令信息，以及CRC信息由下述2字节内的字段提供：

a.2位优先字段；

b.2位序列号字段；

c.2位信令字段；

d.1位备用字段；

e.1位信令启动字段；

f.1位大包识别字段；

g.1位包末端识别字段；

h.1位CRC错误报告字段；以及

i.5位CRC字段。

14.一种大包单元格式，其中的单元为8位长8字节，其特征在于包括：

a.一个第一单元，其中的字节按下述内容分配：4个字节为包提供目的地址，2个字节提供保留字，以及2个字节提供优先级拥挤控制和CRC信息；

b.一个最后单元，其中的字节按下述内容分配：0到6个字节提供数据信息，1个字节为包提供1个字节计数，1个字节提供CRC信息；以及

c.零或更多单元，其中包含7个数据字节，跟随一个包含CRC信息的字节。

15.根据权利要求14所述的格式，其中所述的第一单元包含的字段包括：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；

d.16位端口及VCI索引；

e.16位保留字字段；

f.2位优先级字段；

g.1位前向拥挤字段；

h.2位后向拥挤字段；

i.1位丢弃合格字段；

j.1位备用数据字段；

k.1位控制/数据字段；

l.1位大包识别字段；

m.1位包末端识别字段；

n.1位CRC错误报告字段；和

o.5位CRC字段。

16.一种分层通信总线系统，其特征在于包括：

多个以第一数据率携带数据的第一总线，多个以第二数据率携带数字位的第二总线，所述第一总线与所述二总线相互连接。

17.一种包括反向引导的第一和第二单向总线的通信系统，其包括多个部件，每个部件与所述两条总线耦合，至少一个终端部件用于在所述第一总线上生成单元，所述单元包括：请求单元、空载单元、空单元、及负载单元，至少另一终端部件用于所述第一总线与所述二总线的连接，用于控制所述单元传输的方法的特征在于包括以下步骤：

在所述一个终端部件上生成单元模式，其包括一串具有第一优先级的请求单元，随后跟着具有第一优先级的N个空单元，所述单元串重复X次和Y个空载单元；

将位于所述一个终端部件上的所述单元模式传送到所述第一总线；

在所述第一总线上的所述部件中接收所述单元模式；

响应在所述部件中以优先排队收集起来的至少一个包以修改所述部件中的所述请求单元；

传输所述部件里的所述修改请求单元到所述第一总线；

接收所述第二总线上的一个终端部件处的所述请求单元，并响应所述请求单元的逻辑值以修改优先级计数器；

响应所述优先级计数器的逻辑值在所述第一总线的一个终端部件处生成所述空单元。

18.在包括一个根和多个终端点的通信系统中，所述根及终端点组成一个多点传递组，用于多点传递寻址的方法的特征在于包括以下步骤：

形成一个多点单元，该多点单元包括总线号、架号、槽号、和BCID号的目的地址；

以所述BCID号设立唯一的值，用它识别所述多点组；

将所述总线号、架号、和槽号设成预先确定值；

从所述根发送所述多点传送单元；以及

在所述终端点接收所述多点传送单元。

19.一种可变规模的多媒体网络，其特征在于用于转换用户数据到标准内部网络格式，连接单元到高速系统总线，接收寻址到用户的单元，转换单元内的数据成合适的实际及帧格式，以及耦合已转换数据到合适目的地。

20.根据权利要求19所述的网络，其中所述总线有若干层，每层以不同的数据速度运行。

21.根据权利要求20所述的网络，其中，一层总线通过总线接口部件与另一层总线连接。

22.用于连接第一总线和第二总线的装置，其具有向上路径和向下路径，其中所述总线携带格式化成单元的数据，其中所述单元包含请求单元、空单元、负载单元、及空载单元，所述装置的特征在于包括：

一个第一解码器，用于接收来自所述第二总线的向上路径的第一串行输入信号，并解码所述串行输入信号成第一N位并行信号；

一个第一寄存器，用于所述第一N位并行信号的重定时；

一个探测器电路，用于响应所述第一寄存器输出探测所述空单元；

一个第一控制器电路，用于接收来自所述第一总线的包数据，及把所述包数据写进所述空单元，从而使所述空单元转换所述负载单元；

一个加法器电路，用于响应在所述第一控制器电路中收集的至少一个包以修改所述请求单元；

一个判优多路转换器电路，用于选择来自所述第一寄存器的所述第一N位并行信号，由所述加法器修改的所述请求单元，以及来自所述第一控制器电路的所述有效负载单元；

一个第一编码器电路，用于把所述判优多路转换器电路的输出编码成第一M位并行信号并转换所述第一M位并行信号成第一串行输出信号，还将所述第一串行输出信号输送到所述第二总线的向上路径；

一个第二解码器电路，用于接收来自第二总线向下路径的第二串行输入信号，并把所述第二串行输入信号解码成第二N位并行信号；

一个第二寄存器，用于为所述第二N位并行信号重定时；一个第二控制器电路，用于从所述有效负载单元抽取所述包数据，并将所述抽取包数据送到所述第一总线；以及

一个第二编码器电路，用于将所述第二N位并行信号编码成第二M位并行信号，将所述第二M位并行信号转换成第二串行输出信号，并将所述第二串行输出信号送到所述第二总线的向下路径。

23.根据权利要求22所述的装置，还包括：

一个单元调度电路，用于检查包含在所述第二N位并行信号中的所述单元，以便维持每个所述请求单元里的计数，生成多个响应所述计数的所述空单元，并在生成所述空单元后生成所述请求单元。

24.根据权利要求22所述的装置，其中N＝32，M＝20。

25.一种在通信总线和通信服务之间提供接口的通信接口设备，其特征在于包括：

一个存储器接口电路，用于存储及检索来往于外部动态存储器的数字数据；

一个底板接口电路，用于接收和传递所述来往于所述总线的单元形式的数字数据，所述单元形成不同位长的包；

一个用户接口电路，用于以用户规定的任何顺序接收和传递来往于用户的所述包；

一个处理器接口电路，用于允许外部微处理器控制所述设备的内部操作，并传递和接收来往于所述总线的包；

一个判优电路，用于响应来自所述底板接口电路、所述用户接口电路、和所述处理器接口电路的请求位以使所述电路之一存取所述外部动态存储器。

26.一种多媒体网络系统，其特征在于包括：

多个用于传输及接收多个数字信号的节点，每个数字信号包含用户数据；

多个用于传输和接收用户数据的网关设备，每个网关设备具有大量服务定义模块，这些模块用于传输和接收来往于用户的用户数据；以及

一个由分层总线系统和多个与节点耦合的通道部件组成的转换器，用于把用户数据转换成具有转换器内单元格式的单元，把单元耦合到分层总线系统，接收寻址到用户的单元，把单元内的数据转换成合适的实际及帧格式，并把转换后的数据耦合到合适的通道设施上。

27.根据权利要求26所述的系统，其中的用户数据包括声音、视频和图象数据。

28.根据权利要求26所述的系统，其中的分层总线系统包括多条以第一数据率携带数字位的第一总线，多条以第二数据率携带数字位的第二总线，所述第一总线与二总线相互连接。

29.根据权利要求19所述的网络，其中所述的单元包括了多个具有第一包单元格式的第一单元以及多个具有第二包单元格式的第二单元，任何第一单元比任何第二单元在存取高速总线上有优先。

30.根据权利要求29所述的网络，其中的第一包单元格式包含一个具有8位长8字节的单元，该单元的字节按下述内容分配：4个字节为包提供目的地址，2个字节包含数据信息，2个字节包含优先级信息，序列信息，信令信息，及CRC信息。

31.根据权利要求30所述的网络，其中所述的目的地址由4字节内的字段提供，如下所述：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；以及

d.16位端口目的字段；

而且优先级信息、序列信息、信令信息、和CRC信息由2字节内的字段提供，如下所述：

a.2位优先字段；

b.2位序列号字段；

c.2位信令字段；

d.1位备用字段；

e.1位信令启动字段；

f.1位大包识别字段；

g.1位包末端识别字段；

h.1位CRC错误报告字段；以及

i.5位CRC字段。

32.根据权利要求29所述的网络，其中的第二包单元格式包含8位长8字节的单元，其中包括：

a.一个第一单元，其中的字节如下分配：4字节提供包的目的地址，2字节提供保留字，2字节提供优先级、拥挤控制和CRC信息；

b.一个最后单元，其中的字节如下分配：0到6字节提供数据信息，1字节提供包的1字节计数，1字节提供CRC信息；以及

c.零或更多单元中有7个数据字节，跟随一个包含CRC信息的字节。

33.根据权利要求32所述的网络，其中的第一单元包含字段，该字段包括：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；

d.16位端口及VCI索引；

e.16位保留字字段；

f.2位优先级字段；

g.1位前向拥挤字段；

h.2位后向拥挤字段；

i.1位丢弃合格字段；

j.1位备用数据字段；

k.1位控制/数据字段；

l.1位大包识别字段；

m.1位包末端识别字段；

n.1位CRC错误报告字段；和

o.5位CRC字段。

34.一种在通信网络中的数据通信方法，其特征在于包括以下步骤：

把用户数据转换到具有标准网络内单元格式的单元；

把单元耦合到高速系统总线上；

接收寻址到用户的单元，并转换单元中的数据到合适的实际及帧格式中；以及

把被转换的数据耦合到合适的地址上。

35.根据权利要求34所述的方法，其中的总线有若干层，每第一层以不同的数据率运行。

36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括用一个总线接口部件把第一层与另第一层相互连接起来的步骤。

37.根据权利要求34所述的方法，其中的单元包括了多个具有第一包单元格式的第一单元以及多个具有第二包单元格式的第二单元，任何第一单元比任何第二单元在存取高速总线上有优先。

38.根据权利要求37所述的方法，其中的第一包单元格式包含8位长8字节的单元，所述字节按下述内容分配：4个字节提供包的目的地址，2个字节包含数据信息，2个字包含优先级信息，序列信息，信令信息，及CRC信息。

39.根据权利要求38所述的方法，其中的目的地址由4字节内的字段提供，如下所述：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；以及

d.16位端口目的字段；

而且优先级信息、序列信息、信令信息、和CRC信息由2字节内的字段提供，如下所述：

a.2位优先级字段；

b.2位序列号字段；

c.2位信令字段；

d.1位备用字段；

e.1位信令启动字段；

f.1位大包识别字段；

g.1位包末端识别字段；

h.1位CRC错误报告字段；以及

i.5位CRC字段。

40.根据权利要求37所述方法，其中，第二包单元格式包含8位长8字节的单元，该单元包括：

a.一个第一单元，其中的字节如下分配：4个字节提供包的目的地址，2个字节提供保留字，2个字节提供优先级、拥挤控制、和CRC信息；

b.单元最后单元，其中的字节如下分配：0到6字节提供数据信息，1个字节提供包的1字节计数，1个字节提供CRC信息；

以及

c.零或更多单元中有7个数据字节，跟随一个包含CRC信息的字节。

41.根据权利要求40所述的方法，其中的第一单元包含多个字段，所述字段包括：

a.3位总线目的字段；

b.8位架目的字段；

c.5位槽目的字段；

d.16位端口及VCI索引；

e.16位保留字字段；

f.2位优先级字段；

g.1位前向拥挤字段；

h.2位后向拥挤字段；

i.1位丢弃合格字段；

j.1位备用数据字段；

k.1位控制/数据字段；

l.1位大包识别字段；

m.1位包末端识别字段；

n.1位CRC错误报告字段；和

o.5位CRC字段。

42.一种多媒体网络系统，其特征在于包括：

多个用于传输和接收多个数据信号的网关设备，每个数据信号包括用户数据，每个网关设备具有多个服务定义模块，这些模块用于传输和接收来往于用户的用户数据；

一个转换器，包括分层总线系统和多个与节点通道部件，用于把用户数据转换成具有转换器内单元格式的单元，把所述单元耦合到分层总线系统，接收寻址到用户的单元，把单元内的数据转换成合适的实际及帧格式，并把转换后的数据耦合到合适的网关设备。

43.根据权利要求42所述的系统，其中的用户数据包括声音、视频、和图象数据。

44.根据权利要求42所述的系统，其中的分层总线系统包括多条以第一数据率携带数字位的第一总线，多条以第二数据率携带数字位的第二总线，第一总线与二总线相互连接。

45.根据权利要求44所述的系统，其中的第一总线包括N条独立的X位并行总线，而第二总线包括N条独立的串行总线。

46.根据权利要求45所述的系统，其中N＝4，X＝16。

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