CN1283020A

CN1283020A - 时分复用器

Info

Publication number: CN1283020A
Application number: CN00121788A
Authority: CN
Inventors: 彼得·福德; 提岛正一; 永户多佳司
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-02-07
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: GB2358320A; JP2001044961A; GB0018478D0; CN1145306C; US6781985B1; GB2358320B

Abstract

本发明公开了一种时分复用器,用于去复用接收方向上的各个时隙中的时分复用数据,这些时分复用数据经过中继单元从网络中接收,并且将去复用数据发送到规定的支路单元,并且用于将传送方向上的从支路单元中进入的数据复用到规定时隙,将复用数据经过中继单元发送到网络中。该时分复用器包括:与中继单元相连接的中维总线;与支路单元相连接的支路总线;在这些总线之间连接的时隙互换单元,用于互换中继一侧的时隙与支路一侧的时隙。

Description

时分复用器

本发明涉及一种时分复用器，尤其是涉及一种具有时分总线结构以及时隙分配单元的时分复用器，该时分总线结构装有两个独立的传送时分复用数据的总线，该时隙分配单元在总线之间自由地互换时隙，其中这些总线能够经过时隙分配单元彼此连接。

本发明涉及一种基于64kps的PCM结构的时分复用器，并且适用于V5．2协议。多个国际和国家的标准团体提供了用于公用接口以及在时分复用器之间编码的建议和标准。一个这样的团体是国际电信联盟，它出版了大量的ITU-T标准扇区的建议。ITU-T出版物G．797包含了许多与时分复用器应该支持的服务类型、接口以及性能方面相关的建议。然而，ITU-T G．797没有限定用于实现该设备的装置，并且把它留给了生产商。

本发明涉及时分复用器的实现。时分复用器的一种便利的应用是利用由光纤电缆连接的远端时分复用器来扩展数字交换系统的范围。为了使光纤电缆中总的容量最小，并且使所提供的服务数量最多，使用了集中层。集中是根据先到先服务的原则。当到达中继线容量时，将拒绝下一个请求电路交换连接的服务。被数字交换系统以及时分复用器所采用的一个特定信令标准是ETSI V5．2，它是一个公用信道信令标准。

一个时分复用器包括安装在背面配线板(BWB)右角上的一组单元。如图18所示，时分复用器具有多个支路单元TRB1-TRBn，至少一个中继单元TRU以及用于分配时隙的时隙分配单元TSA。

当时分数据或者信令消息经过光纤OFB与另一个时分复用器互换时，中继线单元TRU起光接口的作用。支路单元TRB1-TRBn起服务接口的作用，用于连接用户或者客户终端，以这种方式转换时分复用数据的格式，即使数据适用于客户接口，并且向线路L1到Ln发送／接收数据以及信令消息。时隙分配单元TSA时分复用N信道的数据，并且去复用已经被复用的数据。借助于实例，64kbps电话线路，2B+D(144kbps)ISDN基本速率线路，ISDN一次群速率线路，64kbps模拟租用线路以及N·64kbps的X2．1线路等被连接到支路单元TRB1-TRBn。

图19是将时分复用器用作数字用户线路(DSL)设备的网络的方框图。用户一侧的时分复用器DSL-R容纳N个信道上的用户，时分复用N个信道上的数据，并且经过数字传输线路(光纤)OFB将复用数据发送到中继一侧的DSL-C。中继一侧的时分复用器DSL-C将该时分复用数据去复用到N个信道，并且将数据输入到交换机EXC。而且，中继一侧上的时分复用器DSL-C时分复用来自交换机EXC的N信道的数据，并且将复用数据发送到用户一侧的时分复用器DSL-R。接着后者将这种时分复用数据去复用到N个数据，并且将该数据发送到用户。

图20描述了时分复用器被用作接入网络单元，用于接入SDH网络的方式。这里SDHN表示一个环形的SDH网络，AN表示一个接入网络单元，FLX表示一个SDH接口单元，LE表示一个本地交换机。接入网络单元AN时分复用N信道的数据，并且经过光纤OFB将时分复用数据发送到SDH网络，将来自SDH网络SDHN的复用数据去复用，并且将去复用数据发送到用户一侧。

图21示出了在ITU-T G．704中应用的帧结构。这里一帧包括32个时隙，一个复帧包括16个帧。一帧的持续时间为125μs，一个复帧的持续时间为2ms。每个偶数帧(F0，F2，…，F14)的开始时隙被用作同步时隙，每个奇数帧(F1，F3，…，F15)的开始时隙被用于传输预定的信号(报警，用于CRC的特定模式等)。而且，第0帧(F0)的第16时隙被用于复帧的定位，剩余时隙(F1，F2，…，F15)的第16时隙用于通信信令消息。由于两个信道的信令消息由一个第16时隙(8比特)所传送，30个信道的信令消息可以由一复帧所传送。换句话说，信令消息是每隔2ms传送。信令消息用于通信电话的状态，诸如挂机、摘机、振铃等。

常规的时分复用器以静态的方式将预定的时隙分配给特定用户。这意味着如果数字传输线路的最大复用信道数为N，那么多于N个信道上的用户不能被容纳。如果利用一个低的集中级来尝试容纳更多的用户，那么出现的问题是设备规模的增加。常规时分复用器带来的另一个问题是升级的困难。由于这些原因，因此需要一种能够处理超出传输线路容量以外的用户，并且可以很容易地升级的时分复用器。

常规时分复用器带来的其他问题是，每个单元仅可以被插入背部配线板的预定位置上。这可以导致插入到错误位置上，并且使插入操作非常麻烦。

因此，本发明的目的在于提供一种能够处理超出传输线路容量以外的用户，并且可以很容易地升级的时分复用器。

本发明的另一个目的在于提供一种每个单元可以插入背部配线板的任何位置上的时分复用器。

本发明的其他目的在于提供一种具有给出拥塞状态通知功能的时分复用器。

根据本发明，通过提供一种时分复用器达到上述目的，该时分复用器具有连接中继单元的中继总线，连接支路单元的支路总线，以及在这些总线之间设置的时隙互换单元，其中在中继总线一侧的时隙和支路总线一侧的时隙之间的互换由时隙互换单元动态地执行。而且，在总线线路之间设置了公用信道信令控制器，其中该公用信道信令控制器执行用于动态分配时隙的控制，并且向时隙互换单元发送时隙交换请求。

利用本实例，在接收方向上，公用信道信令控制器(1)得到接收支路总线的空闲时隙，并且将该时隙作为支路一侧的时隙T_B；(2)经过控制总线向时隙互换单元发送一个请求，用于互换中继一侧的时隙T_A以及支路一侧的时隙T_B；并且(3)经过控制总线向支路单元通知支路一侧的时隙T_B；时隙互换单元(4)基于时隙互换请求，互换中继一侧的时隙T_A中的数据以及支路一侧上的时隙T_B中的数据；并且支路单元(5)在通知的时隙T_B计时时接收来自接收支路总线的数据。

而且，在传送方向上，公用信道信令控制器(1)得到传送支路总线的空闲时隙，并且将该时隙作为支路一侧的时隙T_A’；(2)向时隙互换单元发送一个请求，用于互换支路一侧上的时隙T_A’以及中继一侧的时隙T_B’；并且(3)向支路单元通知支路一侧的时隙T_A’；时隙互换单元(4)基于时隙互换请求，互换支路一侧的时隙T_A’中的数据以及中继一侧的时隙T_B’中的数据；并且支路单元(5)在通知的时隙T_A’计时时向传送支路总线发送数据。

而且，公用信道信令控制器(1)向在拥塞时产生的呼叫分配接收支路总线的空闲时隙T_D；(2)向时隙互换单元发送一个动态互换请求，用于互换拥塞消息发送的时隙T_C以及时隙T_D；并且(3)通知支路单元支路一侧的时隙T_D；时隙互换单元(4)基于互换请求，在中继一侧上的时隙T_C中与支路一侧的时隙T_D中互换拥塞消息；并且支路单元(5)在指定时隙T_D的计时时接收来自接收支路总线的拥塞消息。

如果采用上述的装置，不必以静态的方式向用户分配时隙。在向用户动态地分配空闲时隙时，可以实现通信，从而可能容纳超出传输线路容量之外的用户。

而且，用于互换时隙的控制可以在短的时间周期内执行，并且简化了升级。

此外，由于时隙被动态地分配，诸如中继单元以及支路单元的单元可以插在背部配线板的任何位置上。而且，时分复用器的拥塞状态可以报告给用户，从而可能改进服务。

本发明的其他特征以及优点根据下文结合附图的描述将会变得显而易见。

图1示出了根据本发明在时分复用器中主信号流动的方框图；

图2示出了本发明时分复用器中控制信号流动的方框图；

图3描述了帧结构的示意图；

图4A、4B和4C描述了时隙重新配置的示意图；

图5描述了中继总线结构的示意图；

图6描述了支路总线结构的示意图；

图7是中继单元的方框图；

图8示出了支路单元实例的方框图；

图9示出了时隙分配单元(TSA)结构的方框图；

图10是V5消息控制器(V5MC)的方框图；

图11A、11b、11C和11D描述了各种表；

图12是描述在接收时，用于动态地分配控制由V5消息控制器执行的时隙的处理的流程图；

图13是描述在时隙分配单元与V5消息控制器之间传输／接收“C信道”的示意图；

图14是在接收C信道之后，由V5消息控制器所执行的处理的流程图；

图15是描述在传输时，用于动态地分配控制由V5消息控制器执行的时隙的处理的流程图；

图16是由V5消息控制器所执行的拥塞处理的流程图；

图17是描述拥塞消息的传输／接收的示意图；

图18示出了根据现有技术的时分复用器结构的示意图；

图19示出了根据现有技术的网络配置的示意图，在该网络配置中，时分复用器被用作数字用户线路(DSL)设备；

图20示出了根据现有技术，将时分复用器用作接入SDH网络的接入网络单元的示意图；

图21示出了根据现有技术的帧结构的示意图。

(A)本发明的概述

图1和图2是描述根据本发明的时分复用器总体结构的方框图，其中图1示出了主信号的流向，而图2示出了控制信号的流向。

时分控制器包括安装在背部配线板(BWB)的右角上的一组单元1a到10。在各单元之间的时分复用数据与信令消息的交换经过一组并行总线11，12执行，这些总线形成在BWB上，控制信号经过类似地形成在BWB上的控制总线15(参见图2)而交换。中继总线11用于光中继单元1a与时隙分配单元(TSA)2a之间的时分复用数据与信令消息的交换。支路总线12用于时隙分配单元2a与每个支路单元3，4，5和6之间的时分复用数据与信令消息的交换。

当中即总线11上的时分复用数据与信令消息经过光纤13a，13b与另一个时分复用器交换的时候，光中继单元起光接口的作用。

时隙分配单元2a起到时隙互换交接开关的作用。也就是说，时隙分配单元2a起到交接开关的作用，用于在中继总线11与支路总线12之间时隙的互换。

支路单元3，4，5，6起服务接口的作用，用于连接用户或者终端设备。支路单元3到6执行用户数据与时分复用数据之间的格式变换，并且在支路总线12与用户电路或终端设备之间实现时分复用数据与信令消息的交换。支路单元是一个2线的用户线路单元3，基本速率接入线路单元(2B+D ISDN单元)4，4线租用线路单元5以及租用线路数据单元6。

V5消息控制器(V5MC)7a起到消息控制器的作用，用于根据V5．1或者V5．2协议，将用户信令消息变换为公用信道信令消息。所设置的其他单元是一个主处理器单元8，电源单元9a以及测试单元10。

中继总线11以及支路总线12以这样的方式设置在BWB上，即单元1a，2a，3，4，5，6和7a的位置是独立的。

光中继单元，时隙分配单元(TSA)，V5消息控制器(V5MC)以及电源单元是双备用的，以便防护单元1b，2b，7b和9b将分别备份工作单元1a，2a，7a和9a。

因此，本发明提供三个内部总线结构，以便在构成时分复用器的电路单元之间提供互连。

内部总线结构是这样的，即该总线具有下述的功能：

(1)中继中线11用于在光中继单元1a与时隙分配单元2a之间，交换时分复用数据以及与信道相关的信令消息(CAS消息)。

(2)支路总线12用于在支路单元3-6与时隙分配单元2a之间，交换时分复用数据以及CAS消息。

(3)控制总线15用于在所有的单元与主处理器单元之间，交换控制信号以及报警信号。

(4)控制总线15还用于在支持V5协议的支路单元与V5消息控制器7a之间交换V5信令消息。

(5)控制总线15还用于在支持V5协议的中继单元与V5消息控制器7a之间交换V5报警信息。

(6)控制总线15还用于在V5消息控制器7a与时隙分配单元2a之间交换动态分配信息(时隙互换信息)以及删除信息。

(7)三个总线11，12以及15可连接地出现在BWB的所有电路单元插入位置上。

(8)光中继单元能够位于BWB的任何位置上。在这种情况下，连接器以这样的方式设计，即如果光纤中继单元被插入BWB的任何位置上的狭缝中，它仅被连接到中继总线11以及控制总线15。而且，连接器被以这样的方式设计，即如果V5消息控制器7a或者时隙分配单元2a被插入BWB上的任何狭缝中，这些单元将被连接到所有总线，即中继总线11，支路总线12以及控制总线15。而且，连接器被以这样的方式连接，即如果支路单元3到6被插入BWB的任何位置的狭缝中，这些支路单元仅被连接到支路总线12以及控制总线15。

(9)支路单元3到6支持任何类型的服务，并且其时隙与这些服务相关。

(10)经过三个总线11，12，15支持的信令方案为(a)没有信令以及(b)与信道相关的信令(CAS消息)或者V5信令消息。在使用V5信令消息的位置，CAS消息被忽略。根据本发明，时隙的动态分配控制使用V5信令消息。

(B)帧结构

图3是根据本发明的帧结构示意图。这里一帧由1024个时隙构成，并且一个分组(公共通路)由32个时隙形成。因此，一帧是由从第一公共通路hwy0到hwy31的32个公共通路构成。TS0到TS31中的每一个时隙由D₀到D₇的8比特构成。

由于一帧等于125μs，传输线路上的比特率为(1024×8)／(125×10^-6)=65．536Mbps，每一个分组的比特率(公共通路)为2．048Mbps，时隙的频率为8．192MHz。

每个公共通路的导引时隙TS0被用作同步时隙，第16个时隙为信令时隙并且被用作用于CAS消息通信的时隙。剩余的时隙TS1到TS15以及TS17到TS31被分配给信道，并且被用于通信数据。应该指出的是，在使用V5信令消息的情况下，利用V5时隙TS15，TS16以及TS31信令来传送V5信令消息。

如果根据公共通路分开每帧的1024个时隙，并且重写，结果示于图4A。每当一个数据帧经过光纤13a进入时，中继单元1a将给帧从示于图4A的形式重新配置成示于图4B的形式，并且以与8．192MHz时钟同步的顺序将数据发送到中继总线11。该帧以下面的顺序重新配置，其中第i个公共通路hwyi的第j个时隙TSj中8比特PCM数据由hwyi TSj来表示：

(hwy0 TS0)→(hwy1 TS0)→…(hwy31 TS0)→

(hwy0 TS1)→(hwy1 TS1)→…(hwy31 TS1)→

(hwy0 TS31)→(hwy1 TS31)→…(hwy31 TS31)→

为了使图4A与4B之间的对应清楚，由类似的图形指示出对应的部分。

如果中继单元1a被配置用于CAS模式操作，当上述的8比特PCM数据被发送到中继总线11时，示于图4C的4比特的CAS信令数据(CAS#1到CAS#4)以及1比特的报警数据ALM被附加到数据上，以便总共13比特数据被发送到中继总线11。根据包含于公共通路hwy0到hwy31的第16个时隙中的CAS信令，生成4比特的CAS消息CAS#1到CAS#4，并且根据包含于每个公共通路的第0个时隙(同步时隙)中的报警比特，生成1比特的报警数据。

(C)总线结构

(a)中继总线

图5用于描述中继总线11结构的示意图。中继总线11具有13个信号轨迹(track)(接收中继总线)11a，这些轨迹在接收方向上接收13比特的数据，13个信号轨迹(传送中继总线)11b，这些轨迹在传送方向上传送13比特的数据，2个信号轨迹11c，这些轨迹传送从时隙分配单元2a输出的两个8．192MHz时钟信号，以及一个帧同步轨迹11d，该轨迹传送由时隙分配单元2a产生的每个125μs的帧同步脉冲。

中继总线11提供下面的功能：

(1)在传输的接收方向上，信号轨迹11a传送从中继单元1a输出的13比特数据，即“通信数据／CAS消息／中继单元报警数据”到时隙分配单元2a。

(2)在传输的传送方向上，信号轨迹11b传送从时隙分配单元2a输出的13比特数据，即“通信数据／CAS消息／TAS报警数据”到中继单元la。

(3)帧同步轨迹11d传送一个125μs的帧同步脉冲，以便识别该帧的起始时隙。

(4)时钟信号轨迹11c传送一个时钟信号，用于计时“数据／与信道相关的信令／报警状态”。

(5)时钟频率为8．192MHz。

(6)在第一时钟信号上升沿的计时时，每个单元发送数据到BWB(总线)。

(7)在第二时钟信号上升沿的计时时，每个单元抽样(接收)来自BWB(总线)的信号。

(8)在传送及接收方向上，复用数据的传送速率为65．536Mbps。

(9)“通信数据／CAS消息／报警数据”被复用到1024个时隙。

(10)1024个时隙被分组成32组公共通路。

(11)每个公共通路包含32个时隙，这些时隙以ITU-T G．704所定义的格式组装，以得到2．048Mbps的比特率。

(12)公共通路在计时脉冲标志器开始时被按时间间插。

(13)每当复用数据或者CAS消息的传输源异常时，报警信号轨迹被设置成逻辑“1”。

(14)与信道相关的信令轨迹(CAS轨迹)传送各个信道的4比特信令消息，这些信令消息从2．048Mbps数据流的第16个时隙中得出。

(15)时隙分配单元向所有中继单元提供时钟信号以及帧同步信号。

(b)支路总线

图6是用于描述支路总线结构的示意图。支路总线12具有13个信号轨迹(接收支路总线)12a，这些轨迹在接收方向上接收13比特的数据，13个信号轨迹(传送支路总线)12b，这些轨迹在传送方向上传送13比特的数据，2个信号轨迹12c，这些轨迹传送从时隙分配单元2a输出的两个8．192MHz时钟信号，以及一个帧同步轨迹12d，该轨迹传送由时隙分配单元2a每隔125μs产生的帧同步脉冲。

支路总线11提供下面的功能：

(1)信号轨迹12a传送从时隙分配单元2a输出的13比特数据，即“通信数据／CAS消息／TSA报警数据”到支路单元3至6。

(2)信号轨迹12b传送从支路单元3至6输出的13比特数据，即“通信数据／CAS消息／支路单元报警数据”到时隙分配单元2a。

(3)帧同步轨迹12d传送一个125μs的帧同步脉冲，以便识别该帧的起始时隙。

(4)时钟信号轨迹12c传送一个时钟信号，用于计时“通信数据／CAS消息／BWB上的报警数据”。

(5)时钟频率为8．192MHz。

(8)在传送及接收方向上，复用数据的传送速率为65．536Mbps。

(9)通信数据／CAS消息／报警数据”被复用到1024个时隙。

(10)1024个时隙被分组成32组公共通路。

(12)公共通路在计时脉冲标志器开始时被按时间间插。

(c)控制总线

控制总线15(参见图2)提供下面的功能：

(1)控制总线是用于全双工通信的信号轨迹；

(2)控制总线15支持多路接入协议，该协议能够根据BWB上的位置寻址每个单元。

(3)每个单元通过一个与BWB上位置相关的固定二进制码，探测在BWB上它自己的位置。

(4)控制总线15被用于在各单元之间交换数据。

(5)控制总线15被用于在支持V5．2信令的支路单元与V5消息控制器7a之间，交换V5．2 PSTN(公共交换电话网)线路信令消息。

(6)控制单元15被用于所有的报警报告。

借助于上述的特征(2)和(3)，每个单元可以插入BWB任何位置上的狭缝中。然而，诸如主处理器的单元被用于获得其他单元的位置以及识别其他单元的ID。因此，主处理器8能够确定每个单元的位置(地址)，V5消息控制器7a也能够确定支路单元3至6，中继单元1a以及时隙分配器2a等的地址。

(D)单元结构

(a)中继单元

图4是中继单元的方框图。光电变换器(O／E变换器)51将从光纤13a进入的时分复用信号转换为电信号，串行／并行变换器(S／P变换器)52用于将以比特串行形式进入的数据，转换为符合时隙的8比特并行信号，去复用器53用于根据公共通路hwy0至hwy31，去复用并行数据，并且输入到对应于各个公共通路的数据成帧器54₀至54₃₁。数据成帧器54₀至54₃₁以示于图4A的方式，用内部弹性存储的顺序，存储输入的各个公共通路数据的32个时隙，并且接着以示于图4B的顺序，将PCM数据经过总线接口55发送到中继总线11。在这种情况下，如果已经配置中继单元，以根据CAS模式工作，则示于图4C的4比特CAS信令数据(CAS#1到CAS#4)以及1比特的报警数据ALM被附加到8比特PCM数据，以便总共13比特的数据被发送到中继总线11。

对应于公共通路hwy0至hwy31中相应一个的再成帧器56₀至56₃₁仅接收对应于它们自己的公共通路的数据，这些数据来自以示于图4B的顺序输入总线接口55的数据，并且以示于图4A的方式将数据存储于内存储器。在这种情况下，如果系统已经被配置以便工作于CAS模式，那么再成帧器将CAS数据插入时隙TS16中，并且将同步信号插入时隙TS0中，以执行再成帧。

复用器57按照公共通路的顺序，复用来自再成帧器56₀至56₃₁的时隙TS0到TS31中的数据，并且将复用数据输入并行／串行变换器(P／S变换器)58。后者对数据进行并行到串行的变换。光电转换器(E／O转换器)59将串行数据转换为光信号，并且将光信号发送到光纤14a。

中继单元1a根据下面规则连接到中继总线11：

(1)中继单元1a被分配了中继总线11中的整数邻接公共通路。

(2)分配给中继单元的公共通路数为任意，到必须限制为32。

(3)只要所用的公共通路总数为32或者更少，那么可以安装多个中继单元。

(4)中继单元仅能够和发送分配的公共通路上的数据。

(5)如果请求的话，中继单元终止CAS路径。

(6)每个分组的每个信道上的CAS消息以一个复帧的间隔被恢复，即以2ms的间隔，并且每隔125μs被设置在中继总线上。

(7)在V5．2信令消息被使用的地方，CAS消息被忽略。

(8)中继单元可以被设置于BWB上的任何位置上。

(b)支路单元

图8示出了支路单元结构的实例。在本实例中，该单元容纳15个64Kbps用户终端。支路单元在15个端口上具有用户线路接口41₁至41₁₅，前述端口连接到用户终端，一个在支路单元12与用户线路接口41₁至41₁₅的编码器／解码器部分(未示出)之间设置的支路单元接口42，控制总线接口43，以及用于将2线金属线路的状态(挂机，摘记等)转换为CAS或者基于V5的信令消息的处理器44。

支路单元根据下面规则连接到支路总线12：

(1)支路单元被分配了一个公共通路或者多个公共通路中的多个相邻时隙。

(2)支路单元的接口数以及每个接口的时隙数判定支路单元需要的时隙数。

(3)对于要求少于32个时隙的支路单元，总的时隙数必须存在于一个公共通路中。

(4)对于要求的时隙为32个时隙的整数倍的单元，必须分配邻接的公共通路。

(5)支路单元能够在已经分配给它的时隙中，发送及接收从支路单元往复的数据。

(6)当已经安装多个支路单元时，在这些单元不能分享一个时隙的情况下，两个或多个支路单元分享一个公共通路。

(7)只要所使用的公共通路的总数等于或小于32，可以安装多个支路单元。

(8)支路单元终止接收方向上的CAS路径。

(9)即使CAS消息每隔125μs通过支路总线，它也以2ms的间隔被处理。

(10)尽管与信道相关的CAS消息以2ms的速率被更新，支路单元每隔125μs传送信令消息。

(11)在V5．2信令消息被使用的地方，CAS消息被忽略。

(12)中继单元可以被设置于BWB上的任何位置上。

(c)时隙分配单元(TSA)

图9示出了时隙分配单元结构的示意图。

时隙分配器61分别经过中继接收接口62以及中继传送接口63，连接到接收中继总线11a以及传送中继总线11b，并且分别经过支路接收接口64以及支路传送接口65，连接到接收支路总线12a以及传送支路总线12b。而且，时隙分配器61具有一个接收动态分配表61a，用于在接收方向上动态地互换时隙，以及一个传送动态分配表61b，用于在传送方向上动态地互换时隙。时隙分配器61具有根据来自V5消息控制器7a的请求，经过接收支路总线12a传送“C信道”的功能。“C信道”是一个V5消息，其中C是“通信”的缩写。

用于控制的CPU66经过控制总线接口67连接到控制总线15，并且经过该控制总线，接收来自V5消息控制器7a的时隙动态分配请求，分配删除请求以及C信道传送请求。如果接收到时隙动态分配请求，控制CPU66将该请求加到传送或接收动态分配表61a或61b中。如果接收到分配删除请求，控制CPU66将该请求从传送或接收动态分配表61a或61b中删除。如果接收到“C信道”传送请求，控制CPU66使时隙分配器61发送“C信道”到接收支路接口12a。

系统计时控制器68生成系统时钟以及帧同步信号，并且将这些信号发送到中继总线以及支路总线。

因此，该时隙分配单元(TSA)2a具有下面的功能：

(1)TSA连接到中继总线11以及支路总线12。

(2)TSA对所有单元提供系统计时。

(3)TSA向中继总线11提供时钟以及帧同步信号。

(4)TSA向支路总线12提供时钟以及帧同步信号。

(5)TSA支持1024个中继时隙，这些时隙包括8比特的数据，4比特的CAS消息，以及1比特的报警。

(6)TSA支持1024个支路时隙，这些时隙包括8比特的数据，4比特的CAS消息，以及1比特的报警。

(7)TSA在中继总线11与支路总线12之间互换任何时隙。

(8)TSA可以设置在BWB上的任何位置。

(d)V5消息控制器(V5MC)

图10示出了V5消息控制器7a结构的示意图。V5消息控制器7a根据包含于“C信道”的V5信令消息，动态地执行时隙分配控制，前述V5信令消息来自本地交换或PSTN协议消息，该本地交换或者PSTN协议消息来自支持V5．2协议的支路单元。时隙的动态分配涉及(1)不以静态的方式向用户分配时隙，(2)在适当的时候向用户分配空闲时隙，(3)如果空闲时隙不能被利用(由于拥塞)，停止时隙的分配，(4)如果通信结束，取消时隙的分配，以及(5)如果生成了空闲时隙，向另一个用户分配空闲时隙。

形成V5消息控制器核心的CPU71经过中继总线接口72连接到中继总线11，经过支路接口73连接到支路总线12，经过控制总线接口74连接到控制总线15。表存储器75存储在接收及传送方向上用于动态分配控制所必需的各种表格。指示时隙与分配端口之间对应的位置表RLT以及对应表RTP，被存储为用于接收方向的表，指示时隙与分配端口之间对应的位置表SLT以及对应表STP，被存储为用于传送方向的表。

如图11A所示，与接收端口编号相一致的接收位置表RLT存储(1)端口所属于的支路单元的插件编号以及(2)分配给端口的接收支路总线12a的时隙(公共通路编号以及时隙编号)。如图11b所示，接收对应表RTP存储接收支路总线12a的每个公共通路(hwy0-hwy31)的时隙(TS0-TS31)，与这些时隙已经被分配给的接收端口编号之间的对应关系。可以通过参考对应表RTP来确定接收支路总线12a的空闲时隙。

如图11c所示，与传输端口编号一致的传送位置表SLT存储(1)端口所属于的支路单元的插件编号以及(2)分配给端口的传送支路总线12b的时隙(公共通路编号以及时隙编号)。如图11d所示，接收对应表STP存储传送支路总线12a的每个公共通路(hwy0-hwy31)的时隙(TS0-TS31)，与这些时隙已经被分配给的传送端口编号之间的对应关系。可以通过参考对应表STP来确定传送支路总线的空闲时隙，以及识别是否存在拥塞状态。

(e)时隙的动态分配控制(在接收时)

图12描述在接收时，用于动态处理控制由V5消息控制器7a执行的时隙的处理的流程图。

V5消息控制器7a请求时隙分配单元，将V5信令消息从本地交换机经过控制总线输出到支路单元12a(步骤101)。

“C信道时隙”出现在预定公共通路的预定时隙(TS16，TS15或者TS31)上。哪个公共通路的哪个时隙为“C信道时隙”被事先设置在时隙分配单元2a中。因此，当时隙分配单元2a接收来自V5消息控制器7a的请求时，时隙分配单元2a得出“C信道”，并且从支路总线12a上指定公共通路的起始时隙时将它们连续地发送(步骤102)。图13示出了在公共通路hwy1的时隙TS16，公共通路hwy5的时隙TS16，公共通路hwy29的时隙TS31为“C信道时隙”，且从“C信道时隙”在支路总线12a上公共通路hwy31的起始时隙时被连续地发送的情况。

由于“C信道”的数量，以及“C信道”在其上被传送的支路总线上的公共通路数被事先设置，V5消息控制器7a接收来自指定支路的公共通路的“C信道”，并且根据这些“C信道”，产生时隙动态分配请求以及线路信令请求(步骤103)。该动态分配请求是用于请求时隙分配单元2a向呼叫目的端口分配一个空闲时隙，并且将中继一侧上输入呼叫时隙T_A的数据与支路一侧上时隙T_B的数据互换(即互换时隙)。线路信令请求是用于通知支路单元支路一侧上的时隙T_B。

接着，V5消息控制器7a经过控制总线15，向时隙分配单元2a发送已经产生的动态分配请求(步骤104)。作为响应，时隙分配单元2a将动态分配请求加到接收动态分配表61a中，并且将时隙T_A交接到时隙T_B(步骤104a)。

V5消息控制器7a经过控制总线15，向呼叫目的端口所属于的支路单元，发送已经产生的线路信令请求(步骤105)。作为响应，支路单元接收来自接收支路总线12a上指定时隙T_B的数据(步骤105a)。

图14是在接收C信道之后，由V5消息控制器7a所执行的处理(图13中步骤103)的流程图。

在接收C信道之后，V5消息控制器7a分析C信道，并且确定它是否包含新的输入呼叫信息(步骤103a)。如果回答为“否”，V5消息控制器7a确定C信道是否包含呼叫断开信息(步骤103b)。如果回答为“否”，退出该处理。

如果在步骤103a中确定C信道包含新的输入呼叫信息，那么V5消息控制器7a参考C信道，并且获得中继一侧上的输入呼叫时隙T_A(步骤103c)。接着，V5消息控制器7a产生动态分配请求，用于参考对应表RTP以得到空闲时隙T_B，用于将该时隙分配给呼叫目的端口，并且用于互换时隙T_A中的数据与时隙T_B中的数据(步骤103d)。V5消息控制器7a接着产生线路信令请求(PSTN信令请求)，用于参考接收位置表RLT以得到包括呼叫目的端口的支路单元，并且用于向该支路单元报告时隙T_B(步骤103e)。V5消息控制器7a随后更新接收位置表RLT以及对应表RTP(步骤103f)，并且终止该处理。

如果在步骤103b中确定C信道包含断开信息，那么V5消息控制器7a获得中继一侧上的断开呼叫时隙T_B以及端口编号(步骤103g)。接着，V5消息控制器7a经过控制总线15，向时隙分配单元2a发送请求以删除断开呼叫的动态分配(步骤103h)，产生给出时隙分配取消通知的线路信令请求，并且向规定的支路单元传送请求(步骤103i)。V5消息控制器7a随后更新接收位置表RLT以及对应表RTP(步骤103f)，并且终止该处理。

(f)时隙的动态分配控制(在传输时)

图15描述了在传输时，用于动态地分配控制由V5消息控制器执行的时隙的处理的流程图。

如果支路单元发出来自控制下终端的始发请求，支路单元经过控制总线15向V5消息控制器7a发送PSTN信令消息(始发请求)(步骤201)。V5消息控制器7a接着从PSTN信令消息中，获得发出始发请求的端口(步骤202)。

接着，V5消息控制器7a产生一个动态分配请求(步骤203)。具体地说，V5消息控制器7a通过参考对应表STP来得到空闲时隙T_A’，并且将该时隙分配给始发端口，作为支路一侧的时隙。而且，V5消息控制器7a判定中继一侧的时隙T_B’，并且产生动态分配请求，用于互换时隙T_A’与时隙T_B’。V5消息控制器7a接着产生一个线路信令请求(PSTN信令消息)，用于向包括始发端口的支路单元报告时隙T_A’(步骤204)，并且更新传送位置表SLP以及对应表STP(步骤205)。

接着，V5消息控制器7a经过控制总线15，向时隙分配单元2a发送产生的动态分配请求(步骤206)。作为响应，时隙分配单元将该动态分配请求加入传送动态分配表61b(参见图9)中，并且将时隙T_A’交接到时隙T_B’步骤206a)。

V5消息控制器7a经过控制总线15，向始发端口所属的支路单元，发送已经产生的线路信令请求(步骤207)。作为响应，支路单元在指定时隙T_A’的计时时，将数据传送到传送支路总线(步骤207a)。

(g)拥塞处理

图16是由V5消息控制器7a所执行的拥塞处理的流程图。

V5消息控制器7a参考传送的对应表STP，以确定是否存在空闲时隙(步骤301)。如果存在空闲时隙，这意味着中继资源没有处于拥塞状态。如果不存在空闲时隙，这指示中继资源的拥塞。

在拥塞的情况下，V5消息控制器7a确定经过控制总线15，从规定的支路单元接收的PSTN信令消息是否正在请求呼叫的始发(步骤302-304)。如果正在请求呼叫始发，V5消息控制器7a参考接收对应表RTP，以得到空闲时隙T_D，并且将该时隙分配给始发请求来源的端口。而且，V5消息控制器7a借助于PSTN信令消息，经过控制总线15将该时隙T_D报告给支路单元(步骤304)，为始发请求来源的端口属于该支路单元。

接着，V5消息控制器7a产生一个动态分配请求，用于交接接收支路总线的时隙T_D与事先确定的接收中继总线的规定时隙T_C，以便发送一个拥塞消息，并且向时隙分配单元2a报告该请求(步骤305)。随后，V5消息控制器7a在始隙T_C的计时时，发送拥塞消息到接收中继总线(步骤306)。

时隙分配单元2a在接收中继总线中时隙T_C，与接收支路总线中时隙T_D中互换拥塞消息(步骤307)。支路单元在时隙T_D的计时时，接收来自接收支路总线的拥塞消息，并且将该消息报告给正在请求呼叫始发的终端(步骤308)。

图17描述了一个实例，其中(1)接收中继总线11a的公共通路hwy31的时隙TS31被用作用于传送拥塞消息的时隙T_C，以及(2)拥塞消息被广播到接收支路总线的公共通路hwy1的时隙TS1，TS3，公共通路hwy14的时隙TS4，TS5，以及公共通路hwy29的时隙TS2，TS6。V5消息控制器7a向时隙分配单元2a发送一个动态分配请求，目的是广播该拥塞消息，并且随后在公共通路hwy31的计时时，向接收中继总线11a发送一个拥塞消息。根据动态分配请求，时隙分配单元2a向接收支路总线的指定时隙广播该拥塞消息。

(E)其他的评论

前面详细描述的本发明的特征性特点总结如下：

1．本发明提供了一种时分复用器，该复用器包括由三根总线，1112，15内部连接，且安装在背部配线板右角上的一组电路单元。

2．中继总线11用于在一个或多个中继单元与时隙分配单元2a之间，时分复用数据和与信道相关的信令消息(CAS消息)的交换。在这种情况下，

(1)中继总线11被构造成背部配线板上的一组并行信号轨迹11a-11d，可在所有电路单元位置上接入这些轨迹；

(2)中继总线11支持一个或多个公共通路，用于传送数据以及信令消息；

(3)每个公共通路包括32个时隙；并且

(4)多个公共通路被按时间间插。

3．支路总线12用于在一个或多个支路单元3-6与时隙分配单元2a之间，时分复用数据与CAS消息的交换。在这种情况下，

(1)支路总线12被构造成背部配线板上的一组并行信号轨迹12a-12d，可在所有电路单元位置上接入这些轨迹；

(2)支路总线12支持一个或多个公共通路，用于传送数据以及信令消息；

(3)每个公共通路包括32个时隙；并且

(4)多个公共通路被按时间间插。

4．控制总线15用于在所有单元与主处理器8之间，控制信号与报警信号等的交换。在这种情况下，

(1)控制总线15形成在背部配线板上，以便可在所有电路单元位置上接入；

(2)控制总线15支持能够接入每个单元的多路接入协议；并且

(3)每个单元的地址是由从背部配线板得到的固定二进制模式所设置。

5．控制总线15用于在支路单元3-6与公用信道控制器(V5消息控制器)7a之间，交换公用信道信令消息。

6．中继单元接口高比特率中继线光纤13a，14a与中继总线11。在这种情况下，

(1)中继单元1a从高比特率数字信号中得出时分复用数据，并且将该数据输出到接收中继总线11a；

(2)中继单元1a从高比特率数字信号中得出CAS消息；

(3)中继单元1a将来自接收中继总线11a的时分复用数据转换为高比特率数字信号；

(4)中继单元1a将来自传送中继总线11b的CAS消息插入高比特率数字信号；并且

(5)中继单元1a接入一个或多个中继总线公共通路。

7．支路单元执行用于接口支路总线12与用户服务接口的处理。在这种情况下，

(1)支路单元从接收支路总线12a中得出时分复用数据，并且格式化该数据，以便该数据与用户服务接口兼容；

(2)支路单元从接收支路总线12a中得出CAS消息，并且启动适当的用户线路；

(3)支路单元将用户接口数据格式化为时分复用数据，用于插入传送支路总线12b；

(4)支路单元处理用户线路状态，以便将CAS消息插入传送支路总线12b；并且

(5)支路单元接入支路公共通路中的一个或多个时隙。

8．时隙互换单元用于在中继总线11与支路总线12之间互换时隙，其中：

(1)数据以及信令在两个总线之间，作为一个整体互换。

(2)在两个传输方向上，使用中继以及支路时隙编号之间的映射；并且

(3)中继总线11与支路总线12的同步通过时隙互换单元设置。

根据本发明，需要以静态的方式向用户分配时隙。可以通过向用户动态地分配空闲时隙来实现通信，并且可以容纳超出传输线路容量之外的用户。

而且，根据本发明，可以短时间周期地执行用于互换时隙的控制，并且可以便于更新。

而且，根据本发明，中继单元以及支路单元可以插入BWB上的任何位置，因为时隙被动态地分配。

而且，根据本发明，可以通过通知用户时隙复用器的拥塞状态来增强服务。

由于可以做出本发明的多种明显不同实施例，而不会背离本发明的精神以及范围，应该理解的是，如所附权利要求所限定的，本发明不限于其中的特定实施例。

Claims

1．一种时分复用器，用于去复用接收方向上的各个时隙中的时分复用数据，这些时分复用数据经过中继单元从网络中接收，并且将去复用数据发送到规定的支路单元，并且用于将传送方向上的从支路单元中进入的数据复用到规定时隙，将复用数据经过中继单元发送到网络中，所述时分复用器包括：

与中继单元相连接的中继总线；

与支路单元相连接的支路总线；

在这些总线之间连接的时隙互换单元，用于互换中继一侧的时隙与支路一侧的时隙。

2．根据权利要求1的时分复用器，其中所述中继总线具有接收方向上的接收中继总线，以及传送方向上的传送中继总线，所述支路总线具有接收方向上的接收支路总线，以及传送方向上的传送支路总线；并且

所述时隙互换单元在接收方向上互换接收中继总线的时隙与接收支路总线的时隙，在传送方向上互换传送中继总线的时隙与传送支路总线的时隙。

3．根据权利要求2的时分复用器，还包括公用信道信令控制器，用于根据公用信道信令消息，执行控制中继一侧上的时隙与支路一侧上的时隙的动态分配，并且向所述的时隙互换单元发送请求，以互换分配的时隙。

4．根据权利要求3的本发明，还包括一个控制总线，各个单元通过该控制总线彼此通信；

其中在接收方向上，所述公用信道信令控制器得到接收支路总线的空闲时隙，并且将该时隙用作支路一侧的时隙T_B；经过该控制总线向所述时隙互换单元发送一个请求，用于互换中继一侧上的时隙T_A与支路一侧上的时隙T_B；并且经过该控制总线向支路单元通知支路一侧的时隙T_B；

所述时隙互换单元根据时隙互换请求，在中继一侧上时隙T_A与支路一侧上时隙T_B中互换数据；并且

支路单元在通知的时隙T_B的计时时，接收来自接收支路总线的数据。

5．根据权利要求4的时分复用器，其中所述公用信道信令控制器经过所述支路单元，接收来自所述时隙互换单元的公用信道信令消息，并且根据该公用信道信令消息，执行时隙动态分配的控制。

6．根据权利要求4的时分复用器，其中所述公用信道信令控制器具有管理接收支路总线的使用时隙状态的表。

7．根据权利要求3的时分复用器，还包括一个控制总线，各个单元通过该控制总线彼此通信；

其中在传送方向上，所述公用信道信令控制器得到传送支路总线的空闲时隙，并且将该时隙用作支路一侧的时隙T_A’；经过该控制总线向所述时隙互换单元发送一个请求，用于互换中继一侧上的时隙T_A’与支路一侧上的时隙T_B’，并且经过该控制总线向支路单元通知支路一侧的时隙T_A’；

所述时隙互换单元根据时隙互换请求，在中继一侧上时隙TA’与支路一侧上时隙T_B’中互换数据；并且

支路单元在通知的时隙T_A’的计时时，接收来自传送支路单元的数据。

8．根据权利要求7的时分复用器，其中所述公用信道信令控制器经过所述控制总线，接收来自支路单元的公用信道信令消息，并且根据该公用信道信令消息，执行时隙动态分配的控制。

9．根据权利要求7的时分复用器，其中所述公用信道信令控制器具有管理传送支路总线的时隙使用状态的表。

10．根据权利要求3的时分复用器，其中所述公用信道信令控制器向产生于拥塞时的呼叫，分配接收支路总线的空闲时隙T_D；向时隙互换单元发送一个动态互换请求，用于在时隙T_C与时隙T_D之间互换拥塞消息；并且向支路单元通知支路一侧上的时隙T_D；

所述时隙互换单元根据互换请求，在中继一侧上时隙T_c与支路一侧上时隙T_D中互换拥塞消息；并且

支路单元在通知的时隙T_D的计时时，接收来自接收支路总线的拥塞消息。

11．根据权利要求3的时分复用器，其中所述中继单元：

将从网络一侧的高比特中继线进入的串行高比特数字信号，按照时隙的顺序，转换为并行时分复用数据，并且在时隙计时时，将该数据输出到接收中继总线；并且

在时隙计时时，接收来自传送中继总线的并行时分复用数据，将该数据转换为串行高比特率数字信号，并且传送该信号。

12．根据权利要求1的时分复用器，其中所述支路单元在预定时隙计时时，接收来自接收支路总线的时分复用数据，将用户数据转换为时分复用数据，并且在预定时隙计时时，将该数据传送到传送支路总线。