УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ОБМЕНА ДАННЫМИ Российский патент 2001 года по МПК H04L12/52 

Данное изобретение относится к устройству коммутации с временным разделением и, более конкретно, к устройству коммутации с временным разделением для эффективного использования пропускной способности канала.

Обычно данные речевых сигналов, передаваемые от той или иной абонентской/магистральной линии связи, коммутируют на соответствующую абонентскую/магистральную линию связи в электронных системах обмена данными. В этих электронных системах обмена коммутации данными указанную операцию коммутации выполняют посредством устройства коммутации с временным разделением и устройства коммутации с пространственным разделением. Несколько устройств коммутации с временным разделением соединяют двухточечным соединением по одному с соответствующими портами одного устройства коммутации с пространственным разделением; и в качестве указанного способа передачи широко применяют способы в соответствии со стандартом синхронного режима передачи (СРП), имеющего хорошую наращиваемость.

На фиг. 1 дана блок-схема, изображающая конструкцию коммутационной системы, для которой применимо данное изобретение и которая содержит устройство сопряжения (стык) абонентской/магистральной линии 100, устройство управления коммутацией с временным разделением 200, устройство коммутации с временным разделением 300 и устройство коммутации с пространственным разделением 400.

Фиг. 2 - схема кадра сигналов СРП-1, к которому применимо данное изобретение и который имеет полезную нагрузку 2340 каналов.

Обращаясь к фиг. 1: далее описывается действие устройства коммутации с временным разделением 300 в коммутационной системе, к которой применимо данное изобретение. Устройство сопряжения абонентской/магистральной линии 100 передает данные, переданные от абонентской/магистральной линии, к устройству коммутации с временным разделением 300, и передает данные, переданные от устройства коммутации с временным разделением 300, к абонентской/магистральной линии. Устройство управления коммутацией с временным разделением 200 управляет всеми операциями устройства коммутации с временным разделением 300. Устройство коммутации с временным разделением 300 также состоит из мультиплексора/демультиплексора 310, блока коммутации с временным разделением 320 и интерфейсного блока СРП-1 330.

Мультиплексор/демультиплексор 310 уплотняет данные речевых сигналов, переданные от устройства сопряжения абонентской/магистральной линии 100, под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200 и разуплотняет данные речевых сигналов, переданные от блока коммутации с временным разделением 320. Блок коммутации с временным разделением 320 коммутирует уплотненные данные речевых сигналов, переданные от мультиплексора/демультиплексора 310, и передает коммутированные данные к интерфейсному блоку СРП-1 330 под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200.

Интерфейсный блок СРП-1 330 передает данные, переданные от блока коммутации с временным разделением 320, к устройству коммутации с пространственным разделением 400 под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200 и передает данные, переданные от устройства коммутации с пространственным разделением 400, к блоку коммутации с временным разделением 320. Устройство коммутации с пространственным разделением 400 коммутирует с пространственным разделением данные, переданные от интерфейсного блока СРП-1 330. Устройство коммутации с временным разделением 300 выполняет функцию коммутирования с временным разделением, которая коммутирует временной интервал данных на пункт назначения данного абонента, а устройство коммутации с пространственным разделением 400, подключенное ко множеству устройств коммутации с временным разделением, выполняет функцию коммутации с пространственным разделением для коммутации введенного временного интервала к устройству коммутации с временным разделением данного пункта назначения, не изменяя при этом временной интервал.

Фиг. 3 - блок-схема конструкции блока коммутации с временным разделением 320 для обычной коммутационной системы, в которой коэффициент концентрации каналов равен 2:1. Обычный блок коммутации с временным разделением имеет запоминающие устройства передачи речевых сигналов 321 и 322, запоминающее устройство управления передачей 323, генератор адресов передачи 324, запоминающие устройства приема речевых сигналов 325 и 326, запоминающие устройства управления приемом 327 и 328 и генератор адресов приема 329.

Фиг. 4 - блок-схема конструкции интерфейсного блока СРП-1 330 в обычной коммутационной системе, который содержит запоминающее устройство преобразования скорости передачи 331, генераторы адресов передачи 332 и 333, схему вставки дополнительной служебной информации СРП-1 334, схему восстановления тактовых импульсов 335, блок выбора и деления тактовых импульсов 336, блок синхронизации деления тактовых импульсов 337, схему выделения дополнительной служебной информации СРП-1 338, запоминающее устройство преобразования скорости приема 339 и генераторы адресов приема 341 и 342.

Фиг. 5 - схема формата, в котором данные абонентов отображаются в полезной нагрузке кадра СРП-1 в обычной коммутационной системе, в которой фактически используют 2048 каналов.

Обращаясь к фиг. 1-5: далее следует описание действия устройства коммутации с временным разделением в том случае, когда коэффициент концентрации канала равен 2:1. Устройство коммутации с временным разделением 300 содержит мультиплексор/демультиплексор 310, блок коммутации с временным разделением 320 и интерфейсный блок СРП-1 330. Мультиплексор/демультиплексор 310 устройства коммутации с временным разделением 300 принимает n (n≥1) 2048 Мбит/с последовательных данных, уплотненных от 32 абонентов со скоростью передачи 64 Кбит/с в каждом случае, от устройства сопряжения абонентской/магистральной линии 100 под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200, уплотняет принятые данные как k (k≥1) 16,384 Мбит/с 8-разрядных параллельных данных (2048 каналов) и передает уплотненные данные к блоку коммутации с временным разделением 320. Блок коммутации с временным разделением 320 последовательно запоминает 16,384 Мбит/с 8-разрядные параллельные данные в запоминающих устройствах передачи речевых сигналов 321 и 322 под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200. Запоминающее устройство управления передачей 323 принимает данные управления от устройства управления коммутацией с временным разделением 200 и нерегулярно запоминает адресную информацию, соответствующую временному интервалу выходного потока данных. Информацию, запомненную в запоминающем устройстве управления передачей 323, последовательно считывают, и она становится адресным сигналом запоминающих устройств передачи речевых сигналов 321 и 322; и тем самым выполняют операцию коммутации временного интервала. Генератор адресов передачи 324 последовательно генерирует адреса в зависимости от тактовых импульсов, передаваемых от интерфейсного блока СРП-1 330, и прилагает данные управления, запомненные в запоминающем устройстве управления передачей 323, к адресу запоминающих устройств передачи речевых сигналов 321 и 322. Запоминающие устройства передачи речевых сигналов 321 и 322 передают запомненные данные речевых сигналов к интерфейсному блоку СРП-1 330, тем самым выполняя операцию коммутации временного интервала.

Поскольку множество 16,384 Мбит/с параллельных данных (2048 каналов х k) преобразуют в одну единицу 16,384 Мбит/с-параллельных данных, то тем самым выполняют функцию концентрации каналов, соответствующей данному коэффициенту. Также, поскольку к интерфейсному блоку СРП-1 330 выводят только 2048 каналов из числа 4096 каналов со скоростью передачи 64 Кбит/с (колонка данных 2048х128 Мбит/с), то тем самым обеспечивают коэффициент концентрации канала, равный 2: 1 (4096:2048). Одновременно, поскольку в коммутационную систему при коэффициенте концентрации каналов, равном 1:1, включено только одно запоминающее устройство передачи речевых сигналов 320, к коммутационной системе прибавляют два запоминающих устройства передачи речевых сигналов, если коэффициент концентрации канала равен 4:1. Выбор коэффициента концентрации каналов зависит от характеристик коэффициента автоматического установления соединения абонентов.

Интерфейсный блок СРП-1 330 передает 16/384 Мбит/с 8-разрядные параллельные данные при завершении функции коммутирования с временным разделением к устройству коммутации с пространственным разделением 400 для выполнения функции коммутации с пространственным разделением. В интерфейсном блоке СРП-1 330 16,384 Мбит/с 8-разрядные параллельные данные, как указано выше, передают к устройству коммутации с пространственным разделением 400 в соответствии со стандартом кадра СРП-1 согласно иллюстрации на фиг. 2. Соответственно, запоминающее устройство преобразования скорости передачи 331 интерфейсного блока СРП-1 330 последовательно запоминает 16,384 Мбит/с-параллельные данные. Генератор адресов передачи 333 обеспечивают частотой 19,44 МГц (155,52 МГц/8), которая соответствует параллельной частоте СРП-1, в качестве задающей частоты, и он генерирует соответствующий адрес для полезной нагрузки СРП-1 в соответствии с изображением на фиг. 2. Параллельные данные, считанные в соответствии с адресом, передают к устройству коммутации с пространственным разделением 4500 после приложения к ним дополнительной служебной информации СРП-1. Формат, в котором данные 2048 каналов отображают в полезной нагрузке-2340 кадра СРП-1, можно создавать разнообразно и его удобно изменять, изменяя схему генератора адресов передачи 333. Фиг. 5 описывает пример, когда данные 2048 каналов последовательно отображают в полезной нагрузке кадра СРП-1.

С другой стороны, данные принимают от устройства коммутации с пространственным разделением 400 в порядке, обратном процессам передачи данных, и поэтому их передают к устройству сопряжения абонентской/магистральной линии 100 согласно излагаемым ниже процессам преобразования скорости и коммутации временных интервалов. Согласно фиг. 3: 4096 абонентских данных концентрированы в 2048 каналах, где 2048 каналов вводят и принимают от устройства коммутации с пространственным разделением 400. Интерфейсный блок СРП-1 330 передает данные 2048 каналов, синхронизированные по частоте 16,384 МГц, к блоку коммутации с временным разделением 320 после выполнения различных дополнительных служебных процессов. Блок коммутации с временным разделением 320, в свою очередь накапливает данные 2048 каналов в запоминающих устройствах приема речевых сигналов 325 и 326 в объеме 16,384 Мбит/с потока данных, подключенного для пересылки к соответствующему абоненту. Запоминающие устройства приема речевых сигналов 325 и 326 накапливают данные, принятые от интерфейсного блока СРП-1 330, под управлением запоминающих устройств управления приемом 327 и 328, и передают принятые данные к мультиплексору/демультиплексору 310. Поэтому данные, последовательно запомненные в запоминающих устройствах приема речевых сигналов 325 и 326, считывают под управлением запоминающих устройств управления приемом 327 и 328, передают к мультиплексору/демультиплексору 310, и пересылают к соответствующему абоненту. Далее, аналогично процессам передачи, число запоминающих устройств приема речевых сигналов и число запоминающих устройств управления приемом определяют в зависимости от коэффициента концентрации каналов. То есть, если коэффициент концентрации каналов равен 1:1, то блок коммутации с временным разделением 320 имеет только одно запоминающее устройство приема речевых сигналов и одно запоминающее устройство управления приемом. Но если коэффициент концентрации канала равен 4:1, то в блок коммутации с временным разделением 320 дополнительно включают два запоминающих устройства приема речевых сигналов и два запоминающих устройства управления приемом.

Для того, чтобы стандарт цикла СРП-1 в устройстве коммутации с временным разделением мог выполнять эти операции, использовать только 2048 временных интервалов из числа 2340 временных интервалов неэффективно. В частности, в соответствии с изображением на фиг. 2, хотя 64 Кбит/с-данные передачи, передаваемые в стандарте цикла СРП-1, составляют 2340 временных интервалов, передают, как это изображено на фиг. 5, только 2048 временных интервалов данных, введенных в интерфейсный блок СРП-1 330 после выполнения операции коммутации в блоке коммутации с временным разделением 320, и поэтому остальные каналы не используют, в результате чего эффективность является неполной. Помимо этого, поскольку данные абонентских речевых сигналов, введенные в устройство коммутации с временным разделением 300, временно запоминают и выводят в запоминающем устройстве речевых сигналов блока коммутации с временным разделением 320 согласно изображению на фиг. 3 при передаче/приеме и в запоминающих устройствах преобразования скорости передачи/приема интерфейсного блока СРП- 1 330 согласно изображению на фиг. 4, происходит задержка передачи каждых максимум 2 кадров. При сравнении с задержкой только на один кадр в направлениях передачи/приема в способе передачи только с уплотнением абонентских данных дополнительная задержка передачи на один кадр обеспечивается за счет прибавления запоминающего устройства преобразования скорости передачи/приема для преобразования формата СРП-1. Кроме того, поскольку теперь блок коммутации с временным разделением 320 согласно изображению на фиг. 3 и интерфейсный блок СРП-1 330 согласно изображению на фиг. 4 содержат несколько запоминающих устройств, тем самым используя запоминающие устройства, число которых больше на два, по сравнению со способом передачи с простым уплотнением и передачей абонентских данных, конструкция схемы усложняется, затрудняя техническое обслуживание и ремонт.

Целью данного изобретения является обеспечение устройства коммутации с временным разделением для эффективного использования каналов.

Другой целью данного изобретения является обеспечение устройства коммутации с временным разделением для сокращения задержки передачи.

Еще одной целью данного изобретения является обеспечение устройства коммутации с временным разделением, имеющего меньший объем памяти терминалов передачи/приема.

Для достижения этих и других целей согласно данному изобретению предложено устройство коммутации с временным разделением для системы обмена данными, содержащее: запоминающее устройство передачи для передачи переданных данных путем выполнения временного разделения, концентрации каналов и преобразования скорости передачи; и запоминающее устройство приема для передачи принятых данных путем выполнения временного разделения, концентрации каналов и преобразования скорости передачи.

Более полное понимание данного изобретения и многих присущих ему преимуществ будет более очевидным из следующего ниже подробного его описания, рассматриваемого в совокупности с прилагаемыми чертежами, в которых аналогичные обозначения указывают одинаковые или аналогичные компоненты и в которых:
фиг. 1 - блок-схема, изображающая конструкцию электронной коммутационной системы, в которой применяют данное изобретение;
фиг. 2 - схема цикла СРП-1, в котором применяют данное изобретение;
фиг. 3 - блок-схема конструкции блока коммутации с временным разделением для обычной коммутационной системы;
фиг. 4 - блок-схема конструкции интерфейсного блока СРП-1 в обычной коммутационной системе;
фиг. 5 - схема формата, в котором абонентские данные отображают в полезной нагрузке цикла СРП-1 в обычной коммутационной системе;
фиг. 6 - блок-схема конструкции устройства коммутации с временным разделением в коммутационной системе согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения; и
фиг. 7 - схема формата, в котором абонентские данные отображают в полезной нагрузке цикла СРП-1 в коммутационной системе согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения.

Далее предпочтительное осуществление данного изобретения подробно излагают со ссылкой на сопровождающие чертежи. На всех чертежах одинаковые цифровые или буквенные обозначения используют для обозначения эквивалентных элементов, имеющих одинаковые функции. Подробные описания известных функций и конструкций, в которых не имеется необходимости для объяснения предмета данного изобретения, не приводятся.

Фиг. 6 - блок-схема конструкции устройства коммутации с временным разделением в коммутационной системе согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения, которое содержит блок коммутации с временным разделением и преобразователь СРП-1.

Обращаясь к фиг. 6: блок коммутации с временным разделением согласно осуществлению данного изобретения также содержит запоминающие устройства передачи речевых сигналов и преобразования скорости 501 и 502, запоминающее устройство управления передачей 501, генераторы адресов передачи 521 и 522, запоминающие устройства приема речевых сигналов и преобразования скорости 531 и 532, запоминающие устройства управления приемом 541 и 542 и генераторы адресов приема 551 и 552. Другими словами, блок коммутации с временным разделением согласно осуществлению данного изобретения сконструирован из k запоминающих устройств передачи речевых сигналов передачи и преобразования скорости емкостью 2048х8 для передачи/приема k (k≥1) 16,384 Мбит/с 8-разрядных параллельных данных, запоминающего устройства управления передачей емкостью 2340х16, k запоминающих устройств приема речевых сигналов и преобразования скорости емкостью 2048х8 и k запоминающих устройств управления приемом емкостью 2048х16, которые выполняют функции обмена временных интервалов и изменения концентрации каналов, и преобразования скорости.

Интерфейсный блок СРП-1 согласно осуществлению данного изобретения содержит схему выделения дополнительной служебной информации СРП-1 600, схему восстановления тактовых импульсов 610, блок выбора и деления тактовых импульсов 620, блок синхронизации и деления тактовых сигналов 630 и схему вставки дополнительной служебной информации 640. То есть, интерфейсный блок СРП-1 согласно осуществлению данного изобретения принимает данные 19,44 Мбит/с от блока коммутации с временным разделением, преобразует принятые данные в соответствии со стандартом СРП-1, добавляет необходимую дополнительную служебную информацию к преобразованным данным и передает данные СРП-1 к устройству коммутации с пространственным разделением 400. Затем после приема данных СРП-1 от устройства коммутации с пространственным разделением 400 интерфейсный блок СРП-1 выполняет функцию синхронизации тактовых импульсов 16,384 МГц и 19,44 МГц, выделения тактовых импульсов и их деления.

Фиг. 7 представляет формат, в котором абонентские данные отображают в полезной нагрузке цикла СРП-1 в коммутационной системе согласно осуществлению данного изобретения, в котором используют все 2340 каналов.

В соответствии с изображениями на фиг. 6 и 7 далее следуют конкретное объяснение работы устройства коммутации с временным разделением в коммутационной системе согласно осуществлению данного изобретения.

В этом устройстве k запоминающих устройств передачи речевых сигналов и преобразования скорости 501 и 502 последовательно запоминают k 16,384 Мбит/с 8-разрядных параллельных данных, уплотненных от 32 абонентов и имеющих соответствующую скорость передачи, равную 64 Кбит/с. Одновременно запоминающее устройство управления передачей 510 нерегулярно запоминает адресную информацию, соответствующую временному интервалу в кадре СРП-1 выходного потока данных, под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 220. При этом запомненная адресная информация является одним из 2340 каналов, соответствующим полезной нагрузке в 2340 каналах в кадре СРП-1. Адресную информацию запоминающего устройства управления передачей 510 синхронизируют с тактовыми импульсами 19,44 МГц в качестве скорости обработки параллельных данных СРП-1, а данные запоминающего устройства управления передачей 510, в котором запоминают адресное число, соответствующее полезной нагрузке цикла СРП-1, последовательно считывают генераторами адресов 521 и 522, тем самым считывая данные речевых сигналов, запомненные в запоминающих устройствах передачи речевых сигналов и преобразования скорости 501 и 502. Далее, множество 64 Кбит/с-данных (2048 каналов х k) преобразуют в 19,44 Мбит/с параллельные данные для получения одного из 2340 каналов, тем самым обеспечивая концентрацию каналов с заданным коэффициентом. Как указано выше, функции коммутации временного интервала, концентрации каналов и изменения скорости выполняют одновременно. При отображении в СРП-1 64 Кбит/с 4096 данных абонентской/магистральной линии согласно фиг. 7 создается коэффициент концентрации каналов, равный 1,75:1. Схема вставки дополнительной служебной информации СРП-1 600 прибавляет дополнительную служебную информацию СРП-1 к 19,44 Мбит/с 8- разрядным данным, тем самым параллельно-последовательно преобразуя указанные данные и передавая преобразованные данные к устройству коммутации с пространственным разделением 400.

При этом данные, переданные от устройства коммутации с пространственным разделением 400, передают к устройству сопряжения абонентской/магистральной линии посредством преобразования скорости и коммутации временных интервалов в порядке, противоположном процессам передачи данных. Схема выделения дополнительной служебной информации СРП-1 640 параллельно-последовательно преобразуют данные, принятые от устройства коммутации с пространственным разделением 400, обрабатывает дополнительную служебную информацию СРП-1 и передает обработанные данные запоминающим устройствам преобразования скорости речевых сигналов приема 531 и 532 блока коммутации с временным разделением. Запоминающие устройства преобразования скорости речевых сигналов приема 531 и 532 последовательно запоминают переданные параллельные данные 19,44 Мбит/с. Запоминающие устройства управления приемом 541 и 542 нерегулярно запоминают адресную информацию, соответствующую временному интервалу 16,384 Мбит/с-потока данных под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением 200. Адресную информацию запоминающих устройств управления приемом 541 и 542 последовательно считывают, и она становится адресными сигналами запоминающих устройств приема речевых сигналов и преобразования скорости 531 и 532, и считывают запомненные данными речевых сигналов в этом запоминающем устройстве 531 и 532. Наконец, одновременно коммутируют временной интервал и преобразуют скорость.

Из вышеизложенного очевидно, что данное изобретение может улучшить коэффициент концентрации канала на 14% по сравнению с преобразованием 16,384 Мбит/с-параллельных данных для создания обычных 2048 временных интервалов, так как множество 2048 Мбит/с-данных в устройстве коммутации с временным разделением преобразуют в 19,44 Мбит/с-параллельные данные для создания 2340 временных интервалов. То есть, поскольку выводят 2340 данных из числа 4096 абонентских данных, то коэффициент концентрации канала становится приблизительно равным 1,75: 1. В то время, как данные речевых сигналов от абонентской/магистральной линии в обычном устройстве коммутации с временным разделением запоминают в запоминающем устройстве речевых сигналов и запоминающем устройстве преобразования скорости передачи блока коммутации с временным разделением в направлении передачи/приема, т.е. двухсторонне, создавая задержку передачи максимум на 2 кадра, в устройстве коммутации с временным разделением согласно осуществлению данного изобретения можно временно запоминать данные речевых сигналов абонента только в одном запоминающем устройстве за счет интегрирования функций запоминающего устройства речевых сигналов и запоминающего устройства преобразования скорости передачи в одну, в результате чего задержка передачи в двух направлениях составляет максимум 1 кадр, тем самым повышая скорость передачи. Кроме этого, число запоминающих устройств в соответствующих терминалах передачи/приема сокращают на единицу, а аппаратное обеспечение становится проще, тем самым уменьшая потребление энергии и облегчая обслуживание и ремонт.

Данное изобретение не ограничивается излагаемым здесь конкретным осуществлением в качестве предполагаемого наиболее оптимального варианта данного изобретения; данное изобретение не ограничивается изложенными в данном описании конкретными осуществлениями, а только его определением в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к устройствам коммутации с временным разделением и, более конкретно, к устройствам коммутации с временным разделением для эффективного использования пропускной способности канала. Указанное устройство коммутации содержит запоминающее устройство передачи для передачи данных путем выполнения коммутации с временным разделением, концентрации канала и преобразования скорости передачи и запоминающее устройство приема для передачи принятых данных путем выполнения коммутации с временным разделением, концентрации канала и преобразования скорости передачи. Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение скорости передачи, сокращение времени задержки передачи и обеспечение сокращения объема памяти терминалов передачи/приема. 7 ил.

Устройство коммутации с временным разделением для системы обмена данными, содержащее мультиплексор/демультиплексор, предназначенный для уплотнения последовательности данных, передаваемых от интерфейсного устройства абонентской магистральной линии, в параллельные данные, осуществляемого под управлением устройства управления коммутацией с временным разделением, отличающееся тем, что содержит блок коммутации с временным разделением, который состоит из k запоминающих устройств речевых сигналов передачи и преобразования скорости, соединенных с запоминающим устройством управления передачей, предназначенным для записи адресной информации, соответствующей временному интервалу в кадре выходного потока данных, и управляемое устройством управления коммутацией с временным разделением, а также генераторы адресов передачи, предназначенные для считывания адресной информации из запоминающего устройства управления передачей и данных речевых сигналов из k запоминающих устройств речевых сигналов передачи и преобразование скорости, причем адресную информацию запоминающего устройства управления передачей синхронизируют тактовыми импульсами, а также блок коммутации с временным разделением состоит из k запоминающих устройств речевых сигналов приема и преобразования скорости, соединенных с запоминающим устройством управления приемом, предназначенным для записи адресной информации, соответствующей временному интервалу данных, и управляемым устройством управления коммутацией с временным разделением, а также генераторы адресов приема, предназначенные для считывания адресной информации из запоминающего устройства управления приемом и данных речевых сигналов из k запоминающих устройств, интерфейсный блок, предназначенный для преобразования и передачи принимаемых данных из блока коммутации с временным разделением в стандарт кадра СРП-1, а также интерфейсный блок предназначен для синхронизации тактовыми импульсами генераторов адресов передачи и генераторов адресов приема блока коммутации с временным разделением.