用于连接用户的异步时分多服务数字卫星中心

摘要

本发明为异步时分多服务卫星中心，可用来连接模拟用户、数字用户和异步时分数字用户，它包括：多服务集线器(可以是本地型的、远程型的、通用型的、通用远程型的和同步一异步、异步一同步转换器)以及包含一个多服务交换网络(RCB)的多服务控制单元(RCB)和一个控制站(CS)。多服务交换网络通过传送信息单元的多路复用连接线与多服务集线器和基地交换设备相连，它提供信息单元的交换操作。

说明书

本发明涉及与不管是靠近还是远离基地中心（Parent    center）的模拟或数字金属线用户或数字光纤用户的连接;更具体地说，本发明涉及一个用于把用户连接至一个电信网络的异步时步多服务数字卫星中心。

题为“用于连接用户的数字卫星中心的第0133703号欧洲专利中描述了一个既可以是本地的也可以是远程的连接单元。这种“万能”连接单元还能模拟用户和数字用户混合连接到集线器上。这些集线器可以是本地的，也可以是远程的，它通过数字多路传输线与一个数字控制单元相连。

这种连接单元只能用来连接金属线用户，也就是说，要么与模拟用户相连，要么与在电路模式下使用二个64Kb/s信道、在帧模式下使用一个16Kb/s的讯道（本技术领域内的熟练人员称之为窄带ISDN+D线）的144Kb/s的数字用户相连。此外，集线器之间的多路传输线、数字控制单元、数字连接单元之间以及基地中心以异步方式（125ms为一帧，每帧有32个时隙，传输率为2.408Mb/s）传递所有的信息（语言、数言和通讯信号）。

遗憾的是，用户需要新的服务（如数据速率很高的视频服务和数据服务），它们对视有用户线的容量已不再满意;而光纤则能以600Mb/s或更高的数据率传输数据。

异步时间分割法（ATD）能以一种叫做“单元（cell）”的单一方式对所有种类的信息（语言、图像、高保真音响，任何数据速率的数据，通讯信号等等）进行多路传输和切换。上述的每个单元具有固定的长度，包括（比方说）4个字节的引导部分和32个信息部分。目前CCITT正在对ATD进行标准化。上述的引导部分的内容和异步时间分割的描述的例子可以从CCITT推荐手册中的3·4·3段等处找到;异步时间切换矩阵的实例可以从ISS84-Florence，1984年5月7-11日-第32C次会议，论文2，异步时分技术：以视频通讯相结合的实验性数据包网络（作者A·Thomas，J.P.Coudreuse，和M.Servel）以及从ISS1987-Phoenix，B5第567-372页，用于异步时分多路复用的切换技术（或者快速数据包切换）（作者：M.Dieudonne和M.Quinquis）一文中找到。

本发明的目的在于连接不同类型的用户：如金属线上的模拟和数字用户，金属线和光纤上的异步时分（ATD）用户，以及同步子系统（如具有2Mb/s的数据速度的个人交换设置（PABX））和同步数字卫星中心（如上面提到过的第0133703号欧洲专利中描述过的那种）。

本发明提供了一种用于连接模拟和数字用户的异步时分多服务数字卫星中心，该中心包括一个数字控制单元和至少下列一种类型的数字集线器：用于在金属连线上连接用户的本地型、远程型和通用式远程型;该控制单元通过多路复用连线与集线器和基地数字交换设备相连，该数字中心的特征在于：

上述的多路复用连接线为传递信息单元的异步多路复用连接线，

·集线器为多服务集线器，能以信号单元的方式提供从用户接收到的信息，能把从接收到的信号单元中取出的信息向用户发送。

·数字控制单元是一个多服务控制单元，包括一个通过上述的异步多路复用连接线与上述的多服务集线器和基地数字交换设备相连、用于交换信息单元的多服务交换网络（RCB）和一个通过控制传送信息单元的异步多路复用连接线与多服务交换网络（RCB）相连的控制站（CS）。

下面将通过附图中示出的一个实施例来描述本发明，附图中，

图1.示出了本发明的多服务数字卫星系统的总结构图。

图2.示出了图1中的一个多服务集线器（不管它是通用型、局部型还是远程型）的总结构图。

图3.示出了图1中的多服务控制单元的总结构图。

图1中示出了本发明的多服务数字卫星中心（CSB）的总结构图，它由多服务控制单元UCB和至少一种下列类型的多服务集线器：

·与线1相连的、用于金属线上的模拟用户的本地型，CBLA，

·与线2相连的、用于金属线上的2B+D数字用户的本地型，CBLN，

·与线3相连的、用于金属线上的ATD数字用户的本地型，CBLNA，

·与光纤4相连、用于光纤上的ATD数字用户的本地型，CBLOA，

·与连线5相连、用于金属线上的模拟用户的远程型，CBEA，

·与连线6相连、用于金属线上的2B+D数字用户的远程型，CBEN，

·与连线7相连、用于金属线上的ATD数字用户的远程型，CBENA，

·与光纤8相连、用于光纤上的ATD数字用户的远程型，CBEOA，

·与连线9和光纤10相连、用于金属线上的模拟、2B+D数字及ATD数字用户和光纤上的ATD数字用户的通用本地型，CBLM，

·与连线11和光纤12相连、用于金属线上的模拟、2B+D数字及ATD数字用户和光纤上的ATD数字用户的通用远程型，CBEM，和

·与连线B相连的同步-至-异步和异步-至-同步转换器，CAS。

每个集线器通过ATD多路传输连接线与多服务控制单元UCB相连，这个ATD多路传输连接线由至少二根双向多路传输线（每个方向上的数据速率比方说600Mb/s）构成。

本地型多服务集线器与多服务控制单元位于同一建筑物内。远程型多服务集线器则可以与多服务控制单元UCB间隔不同的距离设置。转换器型集线器既可以是本地型的，也可以是远程型的。很自然，一个多服务数字卫星中心CSB可以包括所有类型的多服务集线器，也可以只包括其中的一部分。

把每个本地型集线器连至多服务控制单元UCB的多路传输线在这些集线器紧邻控制单元时为金属线，在集线器远离控制单元时为光纤。把每个远程型集线器连接至控制单元的多路复用线为光纤。

每个光纤双向多路复用线的两端均包含二个光-电元件，一个用于光信号转变成电信号，另一个用于把电信号转变成光信号。

用于金属线上的模拟用户的本地多服务集线器CBLA通过用户线1与电话用户相连，同时它自身又通过一个多路复用连接线21与多服务控制单元UCB相连。

用于金属线上的2B+D数字用户的本地多服务集线器CBLN与144Kb/s的连线2（其中每根线都是双向的并且与一个用户终端设备相连）相连。它本身又通过一个多路复用连接22与多服务控制单元UCB相连。

用于金属线上的ATD数字用户的本地多服务集线器CBLNA与连线3上的多服务用户相连，连线3中的每一根均与一个用户终端设备相连，以每秒几个兆比特（如2.048Mb/s）或一百多千比特（如160Kb/s）的线数据速率在二个方向上传送信息单元。

集线器CBLNA自身通过一个多路复线链路23与多服务控制单元相连。

用于光纤上的用户的本地多服务集线器CBLOA与光纤用户线4上的多服务用户相连，光纤用户线4用于传送来自或去往用户终端设备的信息单元。每根光纤的线数据速率可以很高，其值可取34Mb/s，150Mb/s或者600Mb/s。这些数据是以非限制性的方式给出的。集线器CBLOA本身通过一个多路连接24与多服务控制单元UCB相连。

远程多服务集线器CBEA、CBEN、CBENA和CBEOA除了与分别通过多路复用链路25、26、27和28与之相连的多服务控制单元UCB间隔一定距离设置之外与本地多服务集线器CBLA、CBLN、CBNA和CBLOA完全相同。

通用型本地多服务集线器CBLN与金属线9和光纤10相连，用于连接金属线上的模拟用户、2B+D数字用户、ATD数字用户和光纤上的ATD用户，其线数据速率与上面提到的本地多服务集线器CBLA、CBLN、CBLNA和CBLOA的线数据速率相同。集线器CBLM本身通过多路复用链路29与多服务控制单元UCB相连。

通用型远程多服务集线器CBEM除了与通过多路传输连接30与之相连的多服务控制单元UCB隔一定距离设置之外与通用型本地多服务集线器CBLM完全相同。

同步一至异步及异步-至-同步转换器CAS通过连线13与同步系统（如私人分支交换（PABX））和同步数字卫星中心相连，其线数据速率为2.048Mb/s。转换器CAS通过多路传输连接31与多服务控制单元UCB相连。这个多路传输连接线在转换器紧邻控制单元时为金属连线，在转换器远离控制单元时为光纤。对于远程型转换器而言，多路复用链路的两端还装有光-电元件，用于把电信号转换成光信号，或者反过来，把光信号转换成电信号。转换器本身并不构成本发明的一部分，可以是任何合适的公知类型。在Globecom1985，新奥尔良，第791-794页，异步时分网络：图象和声音信号的终端同步（作者：J.Y.Cochennec，P.Adam和T.Houdoin）中也以示例的形式给出了一个合适的转换器。

同步-至-异步和异步-至-同步的转换问题构成了上面提到过的CCITT推荐I121中的3.4.3一节的主题。

多服务控制单元通过光纤多路复用链路32与多服务电讯交换网络相连。

多路复用链路21至32中的每一个的数据速率为（比方说）600Mb/s。正如上面指出的那样，多路复用链路21-24、29和31可能是光纤，也可能是金属线，取决于本地集线器是否紧邻着多服务控制单元。多路复用链路25-28、30和32为光纤连接线。

图2中示出了图1中示出的一个多服务集线器（不管是本地型、远程型、单用途型还是通用的）的总结构图。

集线器由为连接集线器和多服务控制单元的多路传输连接线提供选取的选取单元ASC和m个终端单元UT1至UTm组成，每个终端单元先与相应的用户线LA1至LAi相连，后与选取单元ASC相连。

选取单元ASC由n个异步接口IA1至IAn组成，其中接口数n以集成器规模（用户数、用户类型、（信息）交通情况等等）的函数发生变化。鉴于保险及维持服务方面的原因，异步接口的数量不小于2。每个接口由一个微机mp所控制。

每个接口IA1至IAn由（比方说）一个多路调制器/多路分离器或者一个双向异步时分切换矩阵构成。接口IA1至IAn中的每一个与双向多路复用线LM1至LMn中对应的一根相连，从LM1至LMn这n根多路复用线构成了把集成器与多服务控制单元UCB相连的多路复用链路。正如上面所指出的那样，当集线器远离控制单元时该多路复用连接线中含有光纤;在这种情况下，接口IA1至IAn中的每一个均含有一个与双向多路复用线LM1至LMn中相应的一根相连的光电元件（未画出），用于把光信号转换成电信号，或者从电信号转换成光信号。每个接口也与m个终端单元UT1至UTm中的每一个相连。

终端单元UT由一个具有i个输入端和n个输出端的异步时分交换矩阵M构成，其中n小于或等于i，i个用户入口电路CAB中的每一个均与一根用户线相连。矩阵的每个输入端与一个用户入口电路CAB相连。矩阵的输出端数n不小于2，每个输出端与接口IA1至IAn中对应的一个相连。矩阵M能在两个方向上传递呼叫，它由一个微机mp所控制。每个用户入口电路CAB由一个用户线接口IL和一个异步时分交换接口ICA所组成。

异步时分交换接口ICA先与交换矩阵M的输入端中的一个相连，再与用来控制和监视终端单元中的用户入口单元CAB的微机mp的总线B相连。

用户线接口IL的构成情况的差异取决于用户线，用户线是用于模拟用户，2B+D或ATD数字用户的金属线，还是用于ATD用户的光纤连接线。

对于模拟线，用户线接口IL一般包括：一个提供波斯切特（Borscht）功能的接口电路和提供编码、解码和滤波功能的一个模/数转换器和一个数/模转换器。

对于2B+D类的144Kb/S数字线，用户线接口IL要么是一个回声消除电路，正如（比方说）“通讯与传输（Commutationet    Transmission）”杂志，1988年第4期第67至83页的“用于分布式网络的第二代144Kb/s    ISDM传输设备（Sdcond    Generation    144Kb/s    ISDN    Transmission    Equipments    for    Distribution    Networks）”（作者：F.Marcel，M.Wajih和R.Cadoret）一文和“电信新发展（Revue    des    Telecommunication）”杂志第61册1987年第1期第63至71页的“用于公共和个人数据线的ISDN元件（ISDN    Components    for    public    and    private    digital    lines）”（作者：P.Van    Iseghem，J.M.Danneels，M.C.Rahier，A.Kruger    and    K.Szechenyl）一文中提到的那些电路，要么是象上面提到过的“通讯与传输（Commutafion    ef    Transmission）杂志1988年第4期中的那篇文章中描述过的那种能在两个方向上交替传输的电路。

对于数据率为连线的特性的函数（约为160Kb/s）的金属线ATD数字线而言，其线接口IL也是要么是一个回声消除电路，要么是一个换向电路。

对于ATD光纤线而言，用户线接口包括二个光电元件（一个用于把光信号转换成电信号，另一个用于把电信号转换成光信号）以及发射、接收放大器电路和对信号进行编码和解码的电路。在连线具有两根光纤（每个传输方向都有一根）时，其中的一根光纤与光-电接收元件相连，另一根与光-电发射元件相连。当连线只用一根光纤进行二个方向上的传输时，用户线接口中包括一个一端与连接线中的光纤相连，另一端分别通过一根发射光纤和一根接收光纤既与发射光电元件又与接收光电元件相连的光双工器。

不管用户线接口的类型如何，交换接口ICA中包括用于发送和取出通信信号单元进行呼叫处理，操作和维护等目的的电路，这些信号单元在控制着终端单元UT中的所有用户选取电路CAB的微处理器mp1和多服务控制单元UCB以及（在用户允许时）用户终端设备之间传递信息。此外，对于信息为异步时间单元形式的模拟用户或2B+D数字用户而言，交换接口ICA还对通信讯号信息和2B+D讯道上的或者是来自模拟用户线接口IL的模拟/数字转换器的（语音、图象、数据）信息执行单元化操作和其逆操作，解单一化。

图3中示出了一个多服务控制单元UCB的总结构图，其中包括一个控制站CS和一个多服务交换网络RCB。

控制站由执行多服务卫星中心中的呼叫处理、操作及维护等功能所需的处理器及其外围设备（如存贮器等）构成。这个处理器和其外设以公知的方式具备足够的冗余度，从而保证以国际标准所需的质量提供长期的服务。

中央交换网络RCB由二级异步时分矩阵构成。第一级矩阵有r个双向输入端和r个双向输出端，这种矩阵共有2r个，分别标为M1.1，M1.2，…M1.2r。第二级矩阵是单边带矩阵，它们象第一级那样由相同的矩阵构成，但经过扩展，从而构成了具有2r个输入/输出端的矩阵。第二级矩阵共有r个，标号为M2.1至M2.r;每个矩阵通过2r根双向多路复用链路与第一级中的2r个矩阵M1.1至M1.2r相连。

每个第一级矩阵和每个第二级矩阵都由其自身的微处理器mp所控制。

控制站CS通过二根多路复用连接线35和36与二个第一级矩阵相连。在图3中，多路复用连接线35以示例的方式与矩阵M1.1相连，多路复用连接线36与矩阵M1.2r相连。

每个第一级矩阵通过其r个双向输入端与r根多路复用线相连，而这些第一级矩阵还连接至双向多路复用线L1.1至L1.r，L2.1至L2.r，…，L2r.1至L2r.r。这些双向多路复用线构成了图1中使多服务控制单元UCB与各个集线器相连的多路复用线21至31以及把该多服务控制单元UCB和多服务数字卫星中心CSB与电信交换装置的多路复用连接线32。在表示出一个集线器的总结构图的图2中，双向多路复用线LM1至LMn构成了把该集线器与图3中示出的多服务控制单元UCB相连接的多路复用连线。这些双向多路复用线LM1至LMn对应于图3中从双向多路复用线L1.1至L1.r，L2.1至L2.r，……，L2r.1至L2r.r中取出的n根双向多路复用线。

如上所述，构成与远程型集线器相连的多路复用连线32及多路复用连线25、26、27、28及30为光纤，而双向多路复用线21至24、29和31可以是金属线，也可以是光纤，取决于相应的本地型集线器或转换器型集线器是否紧邻着多服务控制单元。在交换网络RCB中，每根双向光纤连接线通过二个用来把光信号转换成电信号及把电信号转换成光信号的光电元件（未示出）与一个第一级矩阵相连。当双向连线由二根光纤（每个传输方法都有一根）构成时，其中的一根在选取单元ASC的接口IA中与光电发送元件相连，在交换网络RCB中与光电接收元件相连;而另一根则在接口IA中与光电接收元件相连，在交换网络中与光电发送元件相连。对于多路复用连接线32中的双向线而言，其中的一根光纤在交换网络中与一个光电发送元件相连，在基地交换设备中与一个光电接收元件相连;而另一根光纤在交换网络中与一个光电接收元件相连，在基地交换设备中与一个光电发送元件相连。

当一根双向多路复用线由用于两个传输方向的单根光纤构成时，光纤的两端均接有一个光双工器，这些光双工器本身通过一极光纤与光电发射元件相连，通过另一根光纤与光电接收元件相连。

信息在控制站CS和多服务数字卫星中心的每个微处理器mp和mp1之间传递。借助于使用在用户入口电路CAB和终端单元矩阵之间、在终端单元矩阵和入口电路ASC的矩阵之间、和选取单元矩阵和中心多服务交换网络RCB之间传递的异步时分单元的约定格式，可以使用微处理器来控制各种矩阵和终端使用的用户选取电路。这样，控制站CS借助于二条多路复用线35和36与中央交换网络RCB相连，而这二条多路复用线35和36为了保安起见与二个不同的第一级矩阵相连。