СИСТЕМА И СПОСОБ СВЯЗИ Российский патент 2004 года по МПК H04L12/00 

Область техники, к которой относится данное изобретение
Данное изобретение относится к системе и способу связи.

Существует возрастающий спрос на системы связи с большой шириной полосы, которые могут переносить данные со скоростями, значительно более высокими, чем те, которые доступны в настоящее время коммерческим пользователям или бытовым пользователям. Системы, в которых можно получить выгоду от очень высоких скоростей передачи данных, включают в себя предоставление видеоданных по запросу, видеоконференции и видеотелефонию, коммерческий и бытовой доступ в Интернет, межсоединения ЛС (локальных сетей), частные виртуальные сети, телепередачи игры в режиме "on-line", телевидение высокой четкости и многие другие приложения, требующие высоких скоростей передачи информации.

В обычных системах телефонной связи основная коммутируемая сеть магистральных линий связи оператора системы соединена с сетью доступа, которая соединяет сеть магистральных линий связи с микротелефонной трубкой отдельного телефона абонента или учрежденческой телефонной станцией с исходящей и входящей связью (УТСИВС). Сеть доступа часто называют абонентским каналом.

Подавляющее большинство сетей абонентских каналов в Соединенном Королевстве и многих других странах основано на проводах, которые либо зарыты в землю, либо подвешены в воздухе на опорах. Провода проходят от регионального коммутатора доступа к абоненту и, по существу, выделены одному абоненту и не несут сигналы для кого-либо еще.

Обычно использовали, главным образом, медный провод ввиду его относительно низкой стоимости. Однако медный провод может переносить данные только со скоростью примерно 2400-9600 бит в секунду (бит/с) без сжатия данных. При более сложных методах этот предел увеличился до примерно 57000 бит/с. Все же это исключительно медленная передача по сравнению со скоростью, требуемой для видеосигналов в реальном масштабе времени, которая находится в диапазоне от 2 до 9 миллионов бит/с (Мбит/с).

Некоторые операторы Соединенного Королевства сейчас предлагают услуги цифрового доступа с использованием системы цифровой сети с комплексными услугами (ЦСКУ). Однако в случае ЦСКУ и ЦСКУ2 скорость передачи данных опять составляет лишь примерно 64000-128000 бит/с и по-прежнему используется проводная технология. Более современные проводные системы, например ВЦАЛ (высокоскоростная абонентская линия) и АЦАЛ (асимметричная цифровая абонентская линия), могут поставлять информацию со скоростью до 2000000 бит/с (2 Мбит/с). Все же, поскольку это по-прежнему проводные системы, стоимость запуска для таких систем весьма велика, потому что оператор должен учесть значительную стоимость земляных работ на дорогах, тротуарах и т.д. для прокладки кабелей или проводов к большому количеству абонентов до того, как система сможет начать работать. В самом деле, оператор должен пойти на большой финансовый риск при монтаже новой проводной системы, заключающийся в том, что оператор должен проложить большое количество кабелей и проводов прежде, чем потенциальные потребители захотят иметь дело с системой, так что оператор может предложить лишь систему, которая уже готова к работе. Несомненно это значительный риск, в частности, тогда, когда предусматривается новая технология и уровень заинтересованности потребителей в системе неизвестен в момент, когда оператор осуществляет монтаж инфраструктуры для системы.

Аналогично в обычных, осуществляющих передачи из одного пункта во многие пункты (вещательных) сотовых системах каждый абонентский узел имеет дело лишь с информацией, предназначенной для этого абонента.

И стандартная телефонная система, и сотовая система, упомянутая выше, требуют наличия центральной станции в некоторой форме, посылающей информацию на внешние или периферийные абонентские станции и принимающей информацию от них.

Беспроводная система гораздо дешевле в установке, поскольку не требуются механические земляные работы или прокладка кабелей или проводов. Пользовательские пункты можно монтировать и демонтировать очень быстро. Таким образом, системы радиосвязи обладают многими привлекательными признаками в области развертывания крупномасштабных систем. Однако неотъемлемый признак радиосистем в случае, когда требуется большая ширина полосы пропускания (скорость передачи данных), заключается в том, что с увеличением ширины полосы, которую можно предоставить каждому пользователю, необходимо аналогичное увеличение ширины полосы пропускания радиосигналов. Кроме того, частоты, которые можно использовать для радиопередачи, жестко распределяются руководящими организациями, и фактом является то, что лишь сверхвысокие частоты (т.е. в гигагерцевой (ГГц) области) или более высокие дают такую большую ширину полосы, которая теперь доступна, поскольку более низкие радиочастоты уже распределены.

В случае микроволновых или высоких частот проблема заключается в том, что эти радиочастоты в значительной степени ослабляются или полностью блокируются препятствиями, например зданиями, транспортными средствами, деревьями и т. д. Такие препятствия незначительно ослабляют сигналы в мегагерцевой (МГц) полосе, но становятся серьезной проблемой в гигагерцевой (ГГц) полосе. Поэтому традиционное мнение заключалось в том, что микроволновые или более высокие частоты трудно использовать в сети доступа общего пользования, которая обеспечивает связь с большим числом распределенных пользователей.

Спектральная эффективность любой беспроводной системы связи исключительно важна, поскольку есть много требований к ширине полосы пропускания радиосигналов. На практике руководящие и лицензирующие организации могут предоставлять лицензию только на относительно узкие области радиоспектра. Сотовая система, в которой используются передачи из одного пункта во многие пункты, размещает много запросов в радиоспектре, чтобы обеспечить пользователей достаточной шириной полосы, и поэтому не очень спектрально эффективна.

Использование ретрансляторов или реле для пропускания данных от одной станции к другой хорошо известно во многих приложениях. Однако в каждом случае такие ретрансляторы передают сигналы из одного пункта во многие пункты, и, следовательно, этот подход аналогичен сотовому подходу и страдает от соответствующего недостатка спектральной эффективности.

Согласно первому аспекту данного изобретения, предложена система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных линий связи для беспроводной передачи от пункта к пункту, каждая из указанных линий связи проходит только к одному другому узлу, и, по меньшей мере, один из узлов является начальным и конечным пунктом трафика пользователя.

Согласно второму аспекту данного изобретения, предложена система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных линий связи для беспроводной передачи от пункта к пункту, каждая из указанных линий связи проходит только к одному другому узлу и скомпонована так, что передача или прием сигнала узлом на любой конкретной частоте имеет место только на одной линии связи в некоторый момент времени.

Согласно третьему аспекту данного изобретения, предложена система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных линий связи для беспроводной передачи от пункта к пункту, каждая из указанных линий связи проходит только к одному другому узлу, а линии связи скомпонованы так, что, по меньшей мере, некоторые из узлов не соединены линиями связи только с ближайшим соседним узлом (ближайшими соседними узлами).

Беспроводная передача используется для обеспечения связи с каждым узлом. На практике каждый узел обычно представляет собой аппаратуру, связанную с пользователем системы или абонентом, получающим доступ в систему. Каждый узел предпочтительно является стационарным или неподвижным. Узлы работают в режиме передачи между равноправными узлами, который отличается от принципа "центр - ведущее устройство/периферия - ведомое устройство", скажем, сотовой вещательной системы. В предлагаемом техническом решении информация, как правило, передается в серии "скачков" от узла к узлу по системе между узлом-источником и узлом назначения. В предпочтительном конкретном варианте осуществления узлы логически соединены друг с другом многочисленными линиями связи для передачи от пункта к пункту между каждой связанной парой узлов и могут рассматриваться как обеспечивающие взаимосвязанный web, охватывающий географическую зону и обеспечивающий несотовую сеть. Эти линии связи, по существу, являются однонаправленными, т.е. сигналы не передаются, а вместо этого направляются в конкретный узел вместе с сигналами, способными проходить в обоих направлениях по линии связи.

Следует признать, что некоторые известные системы имеют узлы, которые могут осуществлять связь друг с другом, и при этом узлы действуют как простые ретрансляторы. Однако отдельные передачи в таких известных системах часто являются всенаправленными или используют широкоугольные секторы передачи, так что такие системы в принципе являются сотовыми по структуре. Поэтому в таких известных системах проявляется тенденция к использованию передач из одного пункта во многие пункты с использованием архитектуры "ведущее устройство/ведомое устройство" или "центр/периферия". В предпочтительном конкретном варианте осуществления данного изобретения узлы соединены в режиме передачи между равными узлами линиями связи для передачи от пункта к пункту во взаимосвязанной сети. В данном изобретении многие линии связи, проходящие через систему или сеть, могут быть "активными", т.е. нести сигналы одновременно, так что многочисленные пары связанных узлов могут осуществлять связь друг с другом, по существу, одновременно. В предпочтительном конкретном варианте осуществления для каждого узла только одна линия связи "активна" в любой момент, и эта линия связи активна только в одном направлении в некоторый момент времени (т.е. узел либо только принимает, либо только передает по этой линии связи). Иными словами, если узел передает или принимает по одной из своих линий связи, он не будет принимать или передавать по любой из других своих линий связи. Это значительно увеличивает спектральную эффективность по сравнению с сотовыми системами или другими системами, использующими вещательные передачи из узла. Эта конфигурация также способствует снижению стоимости отдельных узлов, поскольку такому узлу нужен лишь один передатчик и один приемник.

Каждый узел, соответствующий изобретению, может быть автономным в отношении, например, передачи сигналов в другие узлы и не нуждается в управляющих сигналах из какого-либо центрального контроллера или любого другого узла. "Вызовы" между узлами можно эффективно асинхронизировать, а вызов между парой узлов можно эффективно начинать и завершать в любой момент, по существу, независимо от состояния любого другого вызова.

В одном примере изобретения каждый узел является абонентским блоком, который можно устанавливать на доме абонента или рядом с ним. Кроме того, можно стратегически расположить дополнительные узлы в других удобных местах в соответствии с требованиями оператора. Таким образом, необязательно предусматривать металлический (например, медный) провод, волоконно-оптические или другие неподвижные "жесткие" линии связи для каждого пользователя, что экономит очень большие затраты на земляные работы на дорогах, прокладку неподвижных кабелей и т.д. Это означает, что общие затраты для поставщика системы могут быть относительно низкими. Малую систему, обеспечивающую доступ, скажем, к сотне или тысяче пользователей, можно установить очень дешево, а позже, по мере возрастания спроса, могут добавиться дополнительные пользователи.

В отличие от обычных вещательных радиосистем передачи от одного пункта к многим пунктам, предлагаемому техническому решению не нужен центральный передатчик с исключительно большой шириной полосы пропускания для обслуживания абонентских запросов на данные. Фактически, за исключением сопряжения с сетью магистральных линий связи, не нужны требующие больших капиталовложений, значительные и большой сложности сайты для воздушного сопряжения, коммутации и передачи. Эти функции можно делокализовать по всей сети в описываемой здесь системе. Более того, для предлагаемого технического решения не нужны большие и неприглядные радиомачты/вышки, которые типичны для сотовых систем.

Узлы, так же как и переносимый трафик, предназначенный для других узлов, могут также быть начальным и конечным пунктом трафика пользователя. Это дает преимущество расширения сети, поскольку, в принципе, трафик можно вводить и выводить из любого узла в сети, в отличие от сотовых систем, где для этой цели приходится выбирать высоко расположенное место (такое, как вершина холма).

Один или более узлов могут быть связаны с многочисленными пользователями или абонентами системы, получающими доступ в систему. Например, малое предприятие может иметь один узел, к которому подсоединены его внутренние ЛС (локальные сети), вследствие чего все пользователи ЛС могут получить доступ в систему связи. Узел с шириной полосы пропускания, скажем, 2 Мбит/с мог бы поддерживать до 2000 пользователей, каждому из которых нужна ширина полосы 9600 бит/с.

Каждый узел используется для пропускания или "маршрутизации" тех сигналов, которые включают в себя информацию, предназначенную для других узлов в системе. Если бы в системе, соответствующей данному изобретению, вышел из строя какой-либо узел, то произошла бы потеря обслуживания только для абонента (если он есть), связанного с этим узлом, а информацию для других узлов можно было бы маршрутизировать через иные узлы, а не через отказавший узел, в предпочтительном конкретном варианте осуществления.

При необходимости информация пропускается в серии "скачков" от одного узла к другому предпочтительно по заранее определенным маршрутам до тех пор, пока эта информация не достигнет своего узла назначения.

Узлы предпочтительно соединены линиями связи так, что образуют многочисленные замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути для передачи сигнала, по меньшей мере, между некоторыми из узлов. Каждый замкнутый контур предпочтительно состоит из четного числа линий связи. Это обеспечивает надлежащую синхронизацию передачи и приема между узлами.

По меньшей мере, некоторые из узлов предпочтительно имеют многочисленные линии связи с другими узлами, причем каждая из указанных многочисленных линий связи между соответствующими парами узлов является связанной с некоторым временным интервалом. Каждая линия связи для каждого узла может быть связана с отличным временным интервалом. Таким образом, если используется ВрМ (временное мультиплексирование, т.е. мультиплексирование с временным разделением каналов), ни один узел не имеет больше одной линии связи, имеющей один и тот же номер временного интервала в структуре кадра ВрМ.

Предоставление временных интервалов линиям связи можно изменять таким образом, что линия связи может быть избирательно связана с более чем одним временным интервалом. Это позволяет быть увеличенной, возможно временно, эффективной ширине полосы пропускания в соответствии с потребностями пользователя, связанного, например, с конкретным узлом.

Согласно четвертому аспекту данного изобретения, предложена система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет
принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи,
передающее средство для беспроводной передачи сигнала и
средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла,
при этом каждый узел имеет линию связи для передачи от пункта к пункту, по меньшей мере, с одним другим узлом, так что каждый узел может передавать сигнал, по меньшей мере, одному другому узлу, каждая линия связи между соответствующими парами узлов связана с отличающимся временным интервалом, узлы соединены линиями связи так, что образуют замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути передачи сигнала, по меньшей мере, между некоторыми из узлов, а каждый замкнутый контур состоит из четного числа линий связи.

Применительно к этому аспекту каждый узел предпочтительно имеет прямую линию связи, работающую в пределах прямой видимости, по меньшей мере, с одним другим узлом, так что каждый узел может передавать сигнал другому узлу в пределах прямой видимости с указанным каждым узлом. Следует понимать, что путь между двумя узлами, соединенными линией связи, работающей в пределах прямой видимости, полностью или по существу беспрепятственен, так что этот путь прозрачен или по существу прозрачен для используемой частоты.

"Информация" в сигнале может быть, например, программным обеспечением, предназначенным либо для работы самого узла, либо для использования абонентом, связанным с узлом, либо - в противном случае - может быть, как обычно, данными речевой телефонии, видеоданными или трафиком дальней связи.

Сигнал, включающий в себя указанную информацию, предпочтительно передается узлом другому узлу, если и только если сигнал, принимаемый в указанном узле, включает в себя информацию для другого узла.

По меньшей мере, некоторые из узлов предпочтительно имеют многочисленные линии связи с другими узлами, причем каждая из указанных многочисленных линий связи между соответствующими парами узлов связана с некоторым временным интервалом.

В любом из вышеупомянутых аспектов число узлов предпочтительно меньше, чем число линий связи. Это гарантирует, что между любыми двумя узлами может быть несколько различных путей. Кроме того, поскольку уравнения трафика подчиняются ограничениям, трафик, проходящий по линии связи, зависит не только от вводимого/выводимого абонентского трафика, но и от трафика на других линиях связи. Это приводит к большому числу возможных конфигураций трафика для любого заданного абонентского трафика. Это значит, что (i) пропускная способность передачи от пункта к пункту сети увеличивается по сравнению с топологиями цепи и дерева, (ii) это обеспечивает множество стратегий управления сетью для изменения потоков трафика в частях сети с целью предотвращения перегрузки, в принципе, без негативного воздействия на способность переноса трафика всей сети в целом и (iii) можно значительно повысить спектральную эффективность системы по сравнению с методами, применяемыми в обычных в сотовых радиосистемах.

В любом из вышеупомянутых аспектов каждый узел предпочтительно предназначен для работы в режиме передачи в течение периода времени, который чередуется с периодом времени для режима приема.

Можно использовать другие методы дуплексной связи, например дуплексную связь с частотным разделением каналов (ДСЧРК).

Поскольку каждый узел имеет отношение к коммутации, а также к передаче информационного трафика, вся система эффективно работает как распределенный коммутатор. Это означает, что можно исключить обычные коммутаторы доступа (т. е. коммутационные станции), которые требуют значительных капиталовложений.

Возможны многие топологии соединения узлов. Возможные топологии включают в себя: топологию полностью взаимосвязанных узлов, при которой каждый узел непосредственно соединен с каждым другим узлом; топологию линейных цепей, при которой каждый узел соединен с двумя другими узлами в цепи; топологию дерева, при которой каждый узел соединен с заранее определенным числом других узлов, так что в топологической структуре нет замкнутых контуров; топологию решетки, при которой каждый узел соединен некоторыми или всеми из заранее определенного числа ближайших соседей; и топологию типа гиперкуба, при которой каждый узел соединен линиями связи с n другими узлами. Нерегулярные топологии, например - со случайной взаимосвязью узлов и/или высокой степенью взаимосвязности, также возможны и имеют многие желательные свойства. Например, нерегулярная топология (подобно некоторым регулярным топологиям) может обеспечивать большое число различных маршрутов для прохождения информации по системе или web. Возможны также сочетания топологий. Например, структура гиперкуба размерности n может обслуживать кластеры из n полностью взаимосвязанных n-валентных узлов. Например, можно было бы альтернативно использовать, например, структуру, близкую к полному гиперкубу.

Следует признать, что в большинстве зон, где развертывается система, местоположение узлов диктуется местоположениями абонентов и тем, что линии связи, работающие в пределах прямой видимости, между узлами зависят от местных географических особенностей. В таких ситуациях маловероятно, что удастся преобразовать заранее выбранную топологию сети в имеющиеся линии связи, работающие в пределах прямой видимости. Более прагматичный подход состоит в том, чтобы создавать сеть из имеющихся линий связи, работающих в пределах прямой видимости, проводя этот процесс так, чтобы иметь в виду создание сети с требуемыми характеристиками трафика. Проведенное компьютерное моделирование показало, что возможно выполнить требования и реализовать предпочтительные характеристики сети, не придавая ей регулярную форму. Моделирование показывает, что структура, разработанная исходя из реальной физической связности, может хорошо работать с точки зрения свойств переноса трафика.

По меньшей мере, один узел предпочтительно предназначен для того, чтобы не передавать в любой другой узел информацию, имеющуюся в сигнале, принимаемом указанным, по меньшей мере, одним узлом, когда эта информация адресована указанному, по меньшей мере, одному узлу. Наиболее предпочтительно, когда все узлы работают таким образом.

Каждый узел предпочтительно имеет средство адресации для добавления к информации, имеющейся в принимаемом сигнале, адреса узла, в который надо маршрутизировать сигнал, включающий в себя указанную информацию, когда указанная информация предназначена для другого узла. Таким образом, каждый узел легко может пропускать информацию, предназначенную для других узлов.

Средство адресации может включать в себя средство для определения маршрута информации через систему и добавлять соответствующий адрес в информацию соответственно. Узлы могут иметь средства для определения маршрута информации через систему в целом.

Вместо этого маршрут информации через систему может централизованно определяться центральным контроллером системы. Таким образом, можно предусмотреть центральный контроллер системы для определения маршрута через систему.

Систему можно использовать для пропускания управляющих сигналов из центрального контроллера системы в каждый узел.

По меньшей мере, один узел может иметь средства для определения того, включает ли в себя принимаемый сигнал информацию для указанного, по меньшей мере, одного узла, и обрабатывающее средство для обработки информации в сигнале, адресованном в указанный, по меньшей мере, один узел. Таким образом могут работать все узлы.

Передающие средства узлов предпочтительно передают сигналы на частоте, по меньшей мере, примерно 1 ГГц. Можно использовать частоту больше 2,4 ГГц или 4 ГГц. В самом деле, можно использовать частоту 40 ГГц, 60 ГГц или даже 200 ГГц. Помимо радиочастот можно было бы использовать другие более высокие частоты, например порядка 100000 ГГц (инфракрасный диапазон). (Закон о радиотелеграфии, принятый в Соединенном Королевстве в 1949 г., определяет верхний предел частоты радиоспектра 3•10¹² Гц). Принимающие средства предназначены для приема сигналов на частотах, передаваемых передающими средствами. Следует понимать, что, по меньшей мере - с практической точки зрения, легче получить большую ширину полосы пропускания, если более высокая частота используется с подходящей модуляцией.

Линия связи между двумя узлами может быть предназначена для использования одновременно двух или более частотных каналов. Это уменьшает нагрузку ширины полосы на конкретном частотном канале.

Принимающее и передающее средства могут быть предназначены для передачи и обнаружения излучения, подвергнутого круговой поляризации. Передающее средство предпочтительно включает в себя жестко направленный передатчик. Принимающее средство предпочтительно включает в себя жестко направленный приемник. Каждый из этих предпочтительных признаков помогает исключить помехи между узлами, а также помогает уменьшить эффекты многолучевого распространения.

Все узлы могут быть, по существу, идентичными. Это упрощает осуществление данного изобретения и помогает поддерживать низкие затраты.

Система может быть, по существу, автономной сетью. С другой стороны, в качестве примера система может быть сетью доступа, соединенной с обычной сетью магистральных линий связи, для обеспечения доступа к абонентам или в другие сети. С одним из узлов системы может быть соединен информационным соединением дополнительный узел, предназначенный для передачи сигнала в сеть магистральных линий связи или для приема сигнала из нее, или для того и другого. Один или более сервисных узлов для хранения данных могут быть соединены с/или предусмотрены в подходящих узлах. В таких сервисных устройствах для хранения данных можно хранить различные типы данных. Например, для так называемых сетевых расчетов можно хранить приложения программного обеспечения пользователя в сервисном устройстве для хранения данных, удаленном от этого абонентского узла. Пользователь осуществляет доступ к этим приложениям через систему, соответствующую данному изобретению. Приложения могут легко обновляться производителем программного обеспечения и могут использоваться многочисленными абонентами, которые, возможно, платят производителю программного обеспечения с учетом времени пользования. Данные, хранящиеся в сервисных устройствах для хранения данных, могут быть данными для видеоприложений, например фильмов (кинокартин). Это может не только обеспечить услуги предоставления видеоданных по запросу, но и, кроме этого, - с точки зрения оператора системы - может обеспечить распределение видеоматериала по зарегистрированным обслуживающим устройствам с помощью той же системы, возможно - в режиме вещания. В любом случае часто запрашиваемый материал мигрирует из основных библиотек системы в пункты, где он нужен. Это делает менее жесткими требования к ширине полосы и для обслуживающих видеоустройств, и для библиотек оператора.

Можно предусмотреть многочисленные системы, каждая из которых соответствует описанной выше, и сделать так, что каждая система будет соединена, по меньшей мере, с одной другой системой. Соединение между такими системами может быть радиосоединением, проводным соединением, например волоконно-оптической линией связи, или любым другим подходящим средством.

По меньшей мере, одна линия связи некоторого узла может быть предназначена для использования первой частоты передачи и, по меньшей мере, одна другая линия связи указанного узла может быть предназначена для использования второй частоты передачи. Этим можно воспользоваться, чтобы способствовать предотвращению помех между узлами.

В конкретном варианте осуществления некоторые из узлов предоставляются абонентам, а некоторые из узлов не предоставляются абонентам, причем, по меньшей мере, некоторые из указанных непредоставленных узлов служат просто для переноса информационного трафика между абонентскими узлами.

Согласно пятому аспекту данного изобретения, предложен способ связи через сеть узлов, причем каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных линий связи для беспроводной передачи от пункта к пункту, каждая из указанных линий связи проходит только к одному другому узлу, а способ включает этапы, на которых
(A) инициируют данные пользователя в узле,
(Б) передают сигнал, включающий в себя указанные данные пользователя, из указанного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами,
(B) принимают указанный сигнал в указанном другом узле,
(Г) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и
(Д) повторяют этапы (Б)-(Г) до тех пор, пока указанные данные пользователя не достигнут своего узла назначения.

Согласно шестому аспекту данного изобретения, предложен способ связи, включающий этапы, на которых
(A) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами,
(Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле,
(B) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и
(Г) повторяют этапы (А)-(В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения,
при этом передача или прием сигнала узлом на любой конкретной частоте имеет место только на одной линии связи в некоторый момент времени.

Согласно седьмому аспекту данного изобретения, предложен способ связи, включающий этапы, на которых
(A) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами,
(Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле,
(B) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и
(Г) повторяют этапы (А)-(В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения,
при этом линии связи скомпонованы так, что, по меньшей мере, некоторые из узлов не соединены линиями связи только с ближайшим соседним узлом (ближайшими соседними узлами).

Согласно восьмому аспекту данного изобретения, предложен способ связи, включающий этапы, на которых
(A) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами,
(Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле,
(B) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий а себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту между указанными узлами, если указанный сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и
(Г) повторяют этапы (А)-(В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения,
при этом каждая линия связи между соответствующими парами узлов связана с отличающимся временным интервалом, узлы соединены линиями связи так, что образуют замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути, по меньшей мере, между некоторыми из узлов, а каждый замкнутый контур состоит из четного числа линий связи.

Предпочтительно, по меньшей мере, некоторые из узлов имеют многочисленные линии связи с другими узлами, причем каждая из указанных линий связи между соответствующими парами узлов связана с некоторым временным интервалом, каждый этап передачи по линии связи указанного одного узла выполняется на отличающемся временном интервале и каждый этап приема по линии связи указанного другого узла выполняется на отличающемся временном интервале.

Каждый узел предпочтительно добавляет к информации, имеющейся в принимаемом сигнале, адрес узла, в который нужно маршрутизировать сигнал, включающий в себя указанную информацию, когда указанная информация предназначена для другого узла.

Каждый узел может иметь средство адресации, которое определяет маршрут информации через систему и, соответственно, добавляет подходящий адрес к этой информации. В альтернативном варианте центральный контроллер системы определяет маршрут информации через систему.

Способ предпочтительно включает этап, на котором каждый узел передает сигнал, включающий в себя указанную информацию, в другой узел, если и только если сигнал, принимаемый в указанном узле, включает в себя информацию для другого узла.

Способ предпочтительно включает этапы, на которых определяют, по меньшей мере, в одном узле, включает ли в себя принимаемый сигнал информацию для указанного, по меньшей мере, одного узла, и обрабатывают информацию, имеющуюся в сигнале, адресованную указанному, по меньшей мере, одному узлу.

Все сигналы предпочтительно передают на частотах, превышающих примерно 1 ГГц.

Могут существовать, по меньшей мере, два возможных пути передачи данных между узлом-источником и узлом назначения. В таком случае способ может включать этап, на котором передают копию указанных данных по каждому из указанных, по меньшей мере, двух путей. Вместо этого способ в таком случае может включать этапы, на которых передают из узла-источника только часть указанных данных по каждому из указанных, по меньшей мере, двух путей и восстанавливают данные, исходя из переданных частей указанных данных, в узле назначения. Это может повысить эффективность ширины полосы пропускания передач и обеспечивает достижение избыточности.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения, предложено устройство коммутации дальней связи, содержащее вышеописанную систему связи.

Теперь в качестве примера конкретные варианты осуществления данного изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, где
фиг. 1 схематически представляет первый пример системы, соответствующей данному изобретению,
фиг. 2 схематически представляет второй пример системы, соответствующей данному изобретению,
фиг. 3 и 4 схематически представляют дополнительные примеры системы, соответствующей данному изобретению,
фиг. 5 схематически представляет дополнительный пример системы, соответствующей данному изобретению,
фиг. 6-9 схематически представляют различные топологии системы, соответствующей изобретению,
фиг.10 схематически представляет узел, показывающий радиокомпоненты,
фиг. 11 схематически представляет структуру временного интервала временного кадра узла,
фиг. 12А-12С изображают метрики для пояснения предоставления временных интервалов линиям связи,
фиг. 13 представляет части примера системы, соответствующей данному изобретению, показывающие синхронизацию временных интервалов,
фиг. 14 представляет части дополнительного примера системы, соответствующей данному изобретению, показывающие возможные помехи между узлами,
фиг. 15 представляет упрощенную систему для пояснения сигналов адресации в топологии гиперкуба,
фиг.16 и 17 изображают примеры алгоритмов маршрутизации и
фиг.18 и 19 изображают примеры соединения систем, соответствующих данному изобретению, с сетью магистральных линий связи.

В произвольной сети, имеющей в общей сложности N узлов и в общей сложности Е взаимосвязей или линий связи, в каждом узле трафик, движущийся в него, за вычетом трафика, движущегося из него, должен представлять собой сетевой график, вводимый абонентом, связанным с этим узлом (без учета любой буферизации). Если Т_ij представляет трафик, движущийся из узла i в узел j, а B_j представляет пользовательский трафик в узле i, то в любой момент времени должно быть справедливо следующее:

(уравнения ограничения трафика).

Обрабатывая трафик T_ij линий связи как неизвестные, а пользовательский трафик как известную, получаем N+E уравнений ограничения и 2Е неизвестных, причем топология сети диктует то, как соотносятся N и Е. Применительно к целям данного изобретения существуют два представляющих интерес класса топологий сети, а именно - топологии, для которых N≥Е, и топологии, для которых N<Е.

Первый тип топологии сети с N≥Е обуславливает тот факт, что уравнения трафика, указанные выше, полностью ограничены, т.е. трафик, протекающий в любой линии связи, полностью определяется известным абонентским трафиком, вводимым в сеть или выводимым из нее. Сети этого типа можно создавать, добавляя только одну новую линию связи каждый раз, когда добавляется новый узел. Регулярными формами таких сетей являются, например, одномерные цепи и деревья (где Е=N-1) - топологии, встречающиеся в обычных сетях доступа. Еще одно свойство этих систем заключается в том, что между двумя узлами существует только один возможный маршрут (не пересекающий дважды одну и ту же линию связи): здесь нет замкнутых контуров. Сетевые системы, имеющие топологии с N= Е, могут быть замкнутыми контурами одной цепи, возможно - объединенными с линейными цепями и деревьями; для этих систем между любыми двумя узлами есть максимум два пути.

Другой класс топологии сетей, где число возможных линий связи превышает число абонентских узлов (N<Е), более интересен для целей данного изобретения. Этому есть две основные причины. Во-первых, между любыми двумя узлами может быть несколько различных путей. Во-вторых, из-за того, что уравнения трафика подчиняются ограничениям, трафик, текущий по линии связи, зависит не только от вводимого/выводимого абонентского трафика, но и от трафика на других линиях связи. Это приводит к большому числу возможных конфигураций трафика для любого заданного абонентского трафика. Имеются весьма желательные свойства, потому что (i) пропускная способность от пункта к пункту сети увеличивается по сравнению с топологиями цепи и дерева, (ii) это обеспечивает множество стратегий управления сетью для изменения потоков трафика в частях сети с целью предотвращения перегрузки, в принципе, без негативного воздействия на способность переноса трафика всей сети в целом и (iii) можно значительно повысить спектральную эффективность системы по сравнению с методами, применяемыми в обычных сотовых радиосистемах.

Для достижения вышеуказанных желательных свойств сеть предпочтительно создают так, что возможны многочисленные пути между произвольными узлами, то есть сеть содержит замкнутые контуры путей передачи.

Даже в сетях, где N<Е, соединения с сетями магистральных линий связи образуют потенциальные узкие места, где через одну линию связи принудительно пропускаются разнотипные потоки трафика. Это обусловливает тот факт, что пропускную способность и местоположение соединений с сетью магистральных линий связи нужно тщательно планировать. Размеры обычных сетей доступа выбирают по "правилу большого пальца" 80/20, то есть за счет разумного выбора области примерно 80% трафика, генерируемого абонентами, заключаются в эту область и только 20% требуют доступа в сеть магистральных линий связи, и этот подход можно применить к данному изобретению.

Пропускная способность сети или web зависит от того, как на самом деле соединены узлы. Рассмотрим пример сети 1, показанной на фиг.1, где каждый узел 2 имеет линию связи 3 только с ближайшими соседями. (Следует понимать, что линии, которые представляют линии связи 3 между узлами 2 на чертежах, являются лишь условными и показывают, какие узлы 2 соединены с другими узлами 2 посредством беспроводных передач от пункта к пункту в пределах прямой видимости. ) Линии связи 3 между узлами 2 обычно будут нести информацию не только для соседних узлов, но и для узлов, расположенных далее на пути следования. Величина ширины полосы, требуемой для "подаваемой" заданной ширины полосы, будет зависеть от доли ширины полосы, пропускаемой узлом, по сравнению с шириной полосы, подаваемой в узел. Это, в свою очередь, зависит от среднего числа "скачков", которые приходится совершать части информации, чтобы добраться по своему назначению. Число "скачков", совершаемых для того, чтобы добраться от одного узла до следующего, зависит от того, как именно соединены узлы. В примере, приведенном на фиг.1, если нужно переслать информацию между А и О, то приходится использовать такой маршрут, как ABCDEJO, требующий наличия многих замкнутых контуров. Однако, если бы сеть была такой, как показано на фиг.2, то был бы возможен маршрут ANO, требующий гораздо меньше замкнутых контуров.

Таким образом, желательно найти пути соединения узлов, которые минимизируют число "скачков" и максимизируют число соединяемых узлов, одновременно поддерживая число линий связи на узел равным приемлемому числу. Этот последний момент важен, поскольку, что тривиально, полностью взаимосвязанный web, в котором все узлы соединены линиями связи со всеми остальными, очевидно является наилучшим, потому что число "скачков", требуемых для передачи между любыми двумя узлами, равно единице, а число линий связи на узел равно числу узлов и поэтому очень быстро становится большим.

Один путь поиска решения проблемы числа "скачков" (Н) заключается в рассмотрении обслуживаемой зоны доступа (А) как случайным образом населенной N абонентами. В среднем ширина зоны будет а среднее расстояние между абонентами будет Таким образом, количество "скачков" по области будет в предположении, что большинство ближайших соседей взаимосвязаны. В сетях, где порядка 10⁶ абонентов, нужно 1000 "скачков", чтобы пересечь сеть. Учитывая, что каждый "скачок" вносит некоторую конечную задержку (t_d) в повторно передаваемые потоки трафика, важно минимизировать произведение t_d и Н. Поставленной целью является общая задержка из конца в конец <50 мс. При связности ближайших соседей это означает, что задержка в отдельном узле должна быть <50 мкс. Очевидно, что схемы взаимосвязи ближайших соседей будут, по всей вероятности, приводить к неприемлемым задержкам при прохождении, если число узлов относительно велико.

Поэтому может оказаться подходящей смесь соединений между ближайшими соседями и более удаленных соединений от пункта к пункту (в пределах прямой видимости). Таким образом, число "скачков" по сети больше связано с ее свойствами прямой видимости, чем с плотностью абонентов в ней. Например, если среднее расстояние в пределах прямой видимости для конкретной сети составляет L, то так что если то число "скачков" по сети значительно уменьшится.

Теперь со ссылками на фиг.3 и 4 будет описан простой способ гарантии того, что система или web 1 в соответствии с данным изобретением не имеет топологии соединений только между ближайшими соседями, как будет показано с отсылкой на фиг.3. Как показано на фиг.3 и 4, часть или весь web 1 теоретически разделен на М (произвольных) географических областей с примерно одинаковым населением, где М -
максимальная валентность узла, т. е. М - это максимальное число линий связи 3, которые может поддерживать узел 2. В показанном примере М равно восьми. На практике любое такое географическое разделение будет учитывать доступность работы в пределах прямой видимости. (Отметим, что другие узлы 2 в web 1 и их соединения исключены из фиг.3 и 4 для ясности.)
Если посмотреть на область А на фиг.3, то можно увидеть, что узел q в области А соединен линией связи 3 с другими узлами 2, так что установлено более одного соединения с узлом 2, лежащим в той же области. Соединение всех узлов 2 таким образом очевидно гарантирует, что web(ы) 1, имеющие соединения только между ближайшими соседями, исключены. Возможны и более жесткие формы этого способа. Например, можно устанавливать соединения как описано выше, но исключающие любое соединение с узлом 2 (таким, как узел р) в той же области. На практике точная форма приспособленной стратегии будет зависеть от географии и предельной дальности действия узла 2. В другом варианте вышеописанной схемы, который можно было бы использовать и в котором дальность действия узла ограничена, пришлось бы соединять только соседние области в пределах дальности действия, как показано на фиг.4.

Важно знать, какая ширина полосы пропускания требуется на каждой из линий связи, чтобы устанавливать линии связи с шириной В полосы между случайно выбранными парами узлов до тех пор, пока все узлы не будут соединены. Сейчас трудно полностью ответить на этот вопрос, так как ответ зависит от требуемых характеристик трафика и приемлемых алгоритмов маршрутизации, а также потребует общего решения уравнений ограничения, приведенных выше. Однако нижеследующие рассуждения позволяют провести простой расчет для нахождения требуемой ширины b полосы линии связи для поддержки нагрузки в web или сети, где каждый узел в web служит стоком и истоком в ширине В полосы. Для сети, которая может обеспечить произвольные симметричные взаимосвязи абонентов, в идеальном случае
b=B, (1)
т. е. требуемая ширина полосы линии связи должна быть независимой от числа абонентов в сети и иметь порядок предлагаемого трафика в каждом узле.

Предположим, что сеть является web(ом), в котором не предусмотрены соединения между ближайшими соседями, и, в наихудшем случае, что происходит обмен данными между узлом, который служит стоком/истоком, и наиболее удаленным узлом в сети. Если число узлов в web(e) равно N и если каждый узел посылает данные в один другой узел, то активны N соединений. Для этого web(а) предположим, что в среднем имеются n "скачков" между некоторым узлом и наиболее удаленным от него узлом.

Следовательно, абонентский трафик требует nBN единиц ширины полосы от сети. Теперь, если web имеет Е линий связи, каждая из которых может нести 2b единиц данных (b в каждом направлении), то сеть имеет 2bЕ единиц доступной ширины полосы. Таким образом, если пренебречь вопросами маршрутизации, то 2bЕ=nBN.

Следовательно, каждая линия связи несет трафик ширины nBN/2E полосы. Если b≈В, то nBN/2E ≈В или nN/2E≈1, так что
n≈2E/N. (2)
Таким образом, ограничение (1) ширины полосы линии связи накладывает ограничение на среднее число "скачков" через web (2), выражаемое в терминах числа узлов и линий связи, образующих web, и заключающееся в том, что с точки зрения желательных свойств ширины полосы число 2E/N должно иметь порядок среднего числа "скачков" через полотно.

В реальной системе n должно быть как можно меньше для обслуживания в реальном масштабе времени, поскольку большое n означает более значительные транзитные задержки. Однако, поскольку отношение E/N связано с числом замкнутых контуров, возможных в web(e), это отношение должно быть как можно больше, чтобы воспользоваться желательными свойствами, подчеркнутыми выше. На практике следует искать компромиссное значение.

Чтобы рассмотреть вопросы избыточной перегрузки трафика, можно воспользоваться аргументом симметрии вместе с простым концептуальным алгоритмом маршрутизации для web(а). Один простой алгоритм маршрутизации предписывает, что трафик, идущий из одного узла во второй узел, будет равномерно разделяться в каждом промежуточном узле по каждой из линий связи, ведущих дальше вперед к узлу назначения. Это можно осуществить, например, с помощью простой схемы статистического мультиплексирования. Таким образом, для первой половины пути трафик распределяется по web(у), а для второй половины трафик концентрируется в направлении узла назначения. Если бы только одно соединение было активно, то при этом алгоритме плотность трафика была бы выше около обоих концевых узлов и ниже между ними. Когда все соединения активны, возникнет тенденция к усреднению вкладов в плотность трафика в зависимости от симметрии web(а). Если степень симметрии по всему web(у) высокая, то число "горячих точек" трафика будет минимизировано и возникнет тенденция к отсутствию блокировок при маршрутизации. Таким образом, чтобы улучшить свойства балансировки трафика сети, желательно, чтобы топология была как можно симметричнее.

Теперь полезно рассмотреть, что же означают вышеупомянутые свойства трафика в контексте радиосвязи. Если было возможно создавать web(ы) из узлов с вышеупомянутыми свойствами, то N узлов могли бы быть взаимосвязаны с помощью линий связи ширины В полосы с использованием только радиоспектра В Гц (в упрощающем предположении, что один бит приходится на герц). На самом же деле, из практических соображений, этого нелегко добиться (и это подробнее обсуждается позже), но это свойство исключительно важно, поскольку оно показывает, что эта структура в принципе значительно более спектрально эффективна, чем сотовая архитектура, как подробнее обсуждается ниже.

Простой практический пример системы сети или web системы 1, соответствующих данному изобретению, показан на фиг.5. В показанном примере имеются шестнадцать абонентов или пользователей, каждый из которых связан с узлом 2 сети. Система 1 соединена посредством взаимосвязывающих магистральных линий связи 4, которые соединяют заданные узлы 2, с сетью 5 магистральных линий связи. Каждый узел 2 имеет блок радиоприемопередатчика, который способен передавать и принимать радиосигналы высокой частоты, например, по меньшей мере, 1 гигагерц (ГГц) или 2,4 ГГц, или 4 ГГц, или даже до 40 ГГц, или более. Блок приемопередатчика каждого узла 2 находится в контакте в пределах прямой видимости с четырьмя другими аналогичными блоками в других соответствующих узлах 2 посредством линий связи 3, работающих в пределах прямой видимости. И опять, следует понимать, что линии, которые представляют линии связи 3 между узлами 2 на фиг.5, являются лишь условными и показывают, какие узлы 2 соединены по принципу от пункта к пункту с какими другими узлами 2 посредством беспроводных передач. Из фиг.5 можно увидеть, как узлы 2 системы или web(а) 1, соответствующего данному изобретению, могут осуществлять связь друг с другом через другие узлы 2, если необходимо обойти здания 6 или другие препятствия, которые в противном случае блокируют непосредственное соединение в пределах прямой видимости между конкретными узлами 2. Следует отметить, что каждый узел 2 в этом примере системы 1 соединен с одинаковым числом n других узлов в топологии гиперкуба. Это приводит к эффективному использованию системы 1. Однако некоторые узлы в системе 1 могут быть соединены с менее, чем n другими узлами в неполном гиперкубе.

Как упоминалось выше и будет дополнительно разъяснено ниже, сообщение из любого конкретного узла 2 в любой другой конкретный узел 2 обычно будет проходить по нескольким линиям связи 3 между несколькими узлами 2 в последовательности "скачков" через систему 1. Каждое прохождение сигнала через узел 2 создает задержку в передаче сигнала. Задержка может составлять всего миллисекунду или около этого, но если бы число узлов было очень велико, эта задержка могла бы быстро вырасти в значительные доли секунды. Такие относительно долгие задержки в общем случае не должны быть приемлемыми при интерактивном обслуживании, например в случае речевого трафика, видеоконференций и т. д. Таким образом, весьма желательно минимизировать максимальное число "скачков", требуемых для передачи сигнала через систему 1. Например, структура гиперкуба обеспечивает эффективный способ соединения многих пользователей с использованием малого числа "скачков", требуемых для передачи сигнала между узлом-источником и узлом назначения.

Кроме того, каждая линия связи 3 имеет некоторую фиксированную пропускную способность переноса информации, определяемую на практике большей частью шириной полосы сигнала несущей, используемого для передачи информации между узлами 2. Каждая линия связи 3 несет данные информации, предназначенные для узла, соединенного с линией связи 3, а также "транзитные" данные, предназначенные для других узлов. В самом деле каждая линия связи 3 несет примерно в n раз большее количество транзитных данных для каждых информационных данных, переносимых этой линией связи. Таким образом, в общем случае лучше иметь относительно малое число линий связи 3 между узлами 2 (т.е. топологию малой размерности), потому что это увеличивает ширину полосы, доступную для каждого сообщения, так как каждой линии связи 3 приходится переносить, в общей сложности, меньше сообщений.

Если в системе, имеющей топологию типа гиперкуба, каждый узел соединен линией связи с n другими узлами, то максимальное число узлов в такой системе, которое эквивалентно максимальному числу N пользователей системы, составляет 2ⁿ, причем на узел 2 приходится всего один абонент. Максимальное число "скачков", требуемых для передачи информации из любого узла в любой другой узел, составляет n. Общее число линий связи Е=n•2^(n-1)=(N/2)log₂N. Существует n! возможных топологически эквивалентных маршрутов для информации, пересекающей систему, и это означает, что можно поддерживать хорошее обслуживание для подавляющего большинства пользователей, даже если один или более узлов выходят из строя по какой-либо причине, так как можно найти другие маршруты для сообщений, пересекающих систему. Например, для обслуживания области, в которой есть 65536 пользователей, с использованием топологии гиперкуба, где, для простоты, приходится по одному пользователю на узел, n=16. Иными словами, в случае системы на 65536 пользователей каждый узел пользователя нужно соединить с 16 другими узлами пользователя, и требуются максимум 16 "скачков" для передачи информации из любого узла в любой другой узел в системе.

Топологии, имеющие высокую степень взаимосвязности узлов, поддерживают много возможных эквивалентных маршрутов через систему 1, каждый из которых имеет относительно малое число "скачков". Сложность узлов, выражаемая в терминах числа линий связи 3, требуемых каждым узлом 2, возрастает лишь очень медленно с размером системы 1 при такой топологии, как топология гиперкуба. Отношениe ширины полосы пользователя к результирующей ширине полосы линии связи является малым, возможно - меньше единицы, из-за многочисленных возможностей маршрутизации. Узлы 2 могут быть дешевыми вследствие самых умеренных требований к ширине полосы. Узлы 2 могут быть идентичными, что приводит к малым затратам на установку и простоте работы, управления и технического обслуживания.

Факторы, которые будут решающими при определении используемой оптимальной топологии, включают в себя картины нагрузки сообщений, географию участка земной поверхности, на котором реализуется система, плотность пользовательских пунктов и применение системы (например, предоставление видеоданных по запросу или просмотр страниц в Интернете).

Одной альтернативной топологией является полностью взаимосвязанная топология, показанная в качестве примера на фиг.6. Каждый узел 2 соединен с каждым другим узлом 2 и поэтому в случае сети с N узлами каждый узел 2 должен поддерживать (N-1) внешних линий связи 3 с другими узлами 2. Следовательно, общее число линий связи 3 составляет N(N-1)/2. Эта топология наиболее подходит для относительно малого числа узлов 2, например, в случае, когда N меньше 10. Добавление узлов 2 в такую систему 1 означает, что все существующие узлы 2 должны быть модифицированы для соединения с любым новым узлом 2. Основное преимущество такой системы 1 заключается в том, что нужен лишь один "скачок" для передачи сообщения из любого узла 2 в любой другой узел 2. Таким образом, полностью взаимосвязанная топология является наиболее подходящей для соединения малого фиксированного числа узлов 2.

Другой альтернативной топологией является топология линейной цепи, показанная в качестве примера на фиг.7. Каждый узел 2 соединен с двумя другими. Таким образом, в системе 1, состоящей из N узлов 2, имеется N линий связи 3, и для того, чтобы информация пересекла систему 1, потребуется N/2 "скачков". Поскольку все сообщения трафика концентрируются в цепь линий связи 3, каждая линия связи 3 должна иметь большую ширину полосы (примерно в N/2 раз больше ширины полосы, требуемой каждым узлом 2), что может ограничить число узлов, которые можно соединять при такой топологии. Основное преимущество такой топологии заключается в сравнительной простоте узлов 2, каждый из которых может иметь только две внешние линии связи 3.

Дополнительным примером подходящей топологии является топология дерева, показанная в качестве примера на фиг.8. При однородной топологии дерева каждый узел 2 соединен с фиксированным числом других узлов 2 таким образом, что нет "замкнутых контуров", т.е. нет путей, которыми можно следовать и которые проходят через один и тот же узел 2 больше одного раза. Для дерева с узлами 2, соединенными с J другими "низшими" узлами 2 и имеющими L уровней, число узлов 2 представляет собой геометрический ряд

который для больших J сходится к J^L. Недостаток этой топологии заключается в том, что при каждом "скачке" из узла 2 узлы 2 должны обслуживать увеличенную в J раз пиковую ширину полосы соединения узлов, что обусловливает значительно увеличенные требования к ширине полосы при спуске по дереву. Другой недостаток заключается в том, что узлы 2 различаются от уровня к уровню, поскольку они должны функционировать по-разному, и это означает, что провайдер системы должен разворачивать различные узлы для каждого уровня и управлять ими. Все же есть и преимущество, заключающееся в том, что не более двух узлов нужно для передачи сообщения из одного узла 2 в любой другой узел 2 на том же уровне (например, на наинизшем уровне, показанном на фиг.8).

Неоднородная топология дерева снимает требование фиксации числа соединяемых низших узлов 2, хотя и аналогична однородной топологии дерева, описанной выше, в остальных аспектах.

Еще одним дополнительным примером подходящей топологии для соединения узлов 2 является топология решетки, показанная в качестве примера на фиг.9. Узлы 2 соединены произвольным образом с фиксированным числом ближайших узлов, доходящим до n. В сетчатой структуре, часть которой показана на фиг.9, где n= 4 и обслуживается, скажем, N= 10000 узлов 2, может потребоваться "скачков", чтобы сообщение пересекло систему 1, что может привести к неприемлемым задержкам при прохождении. Кроме того, требования к ширине полосы каждой линии связи 3 могут быть высокими, так как она будет примерно в раз превышать ширину полосы, требуемую каждым пользователем.

Следует признать, что какая бы топология ни была выбрана для системы, она должна вписываться в, по существу, двухмерную географию географической области, что неизбежно приведет к требованию, согласно которому некоторые линии связи 3 будут длиннее, чем другие. При данной технологии высокочастотные передатчики, передающие, скажем, на частотах 40 ГГц, имеют дальность действия лишь примерно от 500 м до 2 км или, в лучшем случае, до примерно 4 или 5 км. Поэтому возникает проблема при обеспечении линий связи 3 между узлами 2, которые отстоят друг от друга более чем примерно на 2 км. Эту проблему можно решить, ограничивая систему относительно малым числом узлов 2, скажем - 1024 узлами 2. Затем, такую систему 1 можно соединить с другими аналогичными системами 1 такого же или аналогичного размера, используя большую антенну и линию радиосвязи, волоконно-оптическую линию связи и т.д. Системы 1, имеющие различные топологии, можно соединять друг с другом.

Сеть 1 может представлять собой, по существу, смесь топологий.

В предпочтительном конкретном варианте осуществления имеется много линий связи на один узел, ориентированных в произвольных направлениях. Это можно обеспечить, имея много радиосистем на узел. Однако, по сравнению с обычной сотовой системой, в которой есть лишь по одной радиосистеме на абонента, такой подход, по всей видимости, приведет к узлам, значительно более дорогим, чем их сотовый эквивалент. Это особенно справедливо, когда радиостанции работают в области высоких гигагерцевых частот, где этот элемент системы, вероятно, составляет значительную часть стоимости узла.

Чтобы обеспечить в узле зону охвата 360 градусов, можно использовать одну или более антенн, которые поворачивают с помощью либо электрического, либо механического привода и которые можно настраивать в азимутальном направлении, или решетку из закрепленных антенн, каждая из которых ориентирована в отличающемся направлении, так что с одной из антенн доступно любое конкретное направление.

Точное число М антенн нужно выбирать так, чтобы обеспечить полный угловой охват без негативного воздействия на коэффициент усиления на линии связи. Отметим, что М может быть больше n, максимального числа активных линий связи на узел. Однако вместо обеспечения М пар приемопередатчиков в каждом узле каждую пару жестко соединяют с одной антенной, и по соображениям стоимости предпочтительнее использовать лишь один приемопередатчик на узел и применять методы временного мультиплексирования (ВрМ) и дуплексной связи с временным разделением каналов (ДСВРК) для соединения приемопередатчика с антенной. Поэтому узел имеет лишь одну пару приемопередатчика, которая должна быть в состоянии использовать все М антенн. ВрМ можно использовать для временного разделения работы антенн с приемопередатчиком. ДСВРК можно использовать для чередования операций приема/передачи радиостанции узла с тем, чтобы прием и передача никогда не происходили одновременно. Можно было бы использовать частотное мультиплексирование (мультиплексирование с частотным разделением каналов) или кодовое мультиплексирование (мультиплексирование с кодовым разделением каналов) в качестве альтернативы BpM. Можно было бы использовать дуплексную связь с частотным разделением каналов в качестве альтернативы ДСВРК. Возможны и другие альтернативные методы.

Основная структура радиочастотных частей узла 2 изображена на фиг.10. Приемник 10 и передатчик 11 попеременно соединяются с М-канальным коммутатором 12, который проводит радиочастотную (РЧ) мощность от антенн 13 и к ним.

Простая схема осуществления соединения антенн 13 изображена в структуре временных интервалов на фиг.11 для случая М=8. Время равномерно разделено на "кадры" 20, а каждый кадр 20 равномерно разделен на фазу передачи 21 и фазу приема 22. Фазы передачи и приема 21, 22 в свою очередь разделены на равные временные интервалы 23. Каждый из этих временных интервалов 23 используется для одной линии связи 3 из узла 2. Таким образом, узел 2 передает в одном временном интервале 23 по линии связи 3, затем в следующем временном интервале 23 по следующей линии связи 3 и так далее с последующим приемом в одном временном интервале 23 по одной линии связи 3 и в следующем временном интервале 23 по следующей линии связи 3 и т.д. Каждый временной интервал 23 приема каждого узла выполнен достаточно длинным для того, чтобы гарантировать, что есть достаточное время для прохождения сигнала, передаваемого из других узлов 2, в узел 2, о котором идет речь, а также для приема полностью в узле 2, о котором идет речь, и, в частности, чтобы гарантировать прием пакета данных и любых защитных полос.

Поочередное задание последовательности действий не является единственным путем адресации антенн 13. Общую ширину полосы, доступную в узле 2, можно разделить путем предоставления большего или меньшего количества временных интервалов 23 антенне 13 в пределах полукадра приема или передачи 21, 22. Это проиллюстрировано в метриках на фиг.12. Столбцы матриц представляют восемь антенн 13 в возможном узле 2, а строки - восемь возможных временных интервалов 23 приема/передачи. "1" в клетке указывает, какая антенна 13 активна во временном интервале 23. Пропуск в клетке указывает отсутствие активности антенны 13 в конкретном временном интервале 23. Число единиц не должно превышать общее число доступных временных интервалов.

На фиг.12А каждая антенна имеет временной интервал, так что каждая линия связи может нести одну единицу ширины полосы. На фиг.12В антенна А0 имеет два предоставленных временных интервала и поэтому может нести две единицы ширины полосы. Антенны А1, А2 и А7 имеют каждая по одному предоставленному временному интервалу, а антенна А4 имеет три предоставленных временных интервала. Антенны A3, А5 и А6 не имеют предоставленных временных интервалов и поэтому не задействуются. На фиг.12С все временные интервалы предоставлены антенне А4. Это означает, что линия связи, связанная с антенной 4, может нести восемь единиц ширины полосы, тогда как все остальные не задействуются.

Можно отметить, что, хотя для разделения времени между линиями связи 3 используется ВрМ/ДСВРК, это не означает, что время, в течение которого линия связи 3 активна, тоже делится на временные интервалы. Поскольку каждая линия связи 3 соединяет только два узла 2, то нет нужды в дополнительной структуре временного разделения каналов в целях множественного доступа на линии связи 3 для достижения целей данного изобретения.

Рассмотрим теперь потребность в синхронизации передачи и приема узлами 2; если любой из узлов 2 является передающим, то все узлы 2, в которые он передает, должны быть принимающими. Это возможно лишь при определенных топологиях web(а). Многие топологии удовлетворяют этому фазированию передачи/приема, если все замкнутые контуры путей передачи в web имеют четное число узлов.

Осуществляющие связь узлы 2 не только должны осуществлять передачу или прием с соблюдением синхронизации, но и должны быть согласованы по номеру временного интервала, который они используют. Обращаясь к фиг.13, отмечаем, что узлы А и В оба должны использовать один и тот же временной интервал для линии связи 3 между ними, скажем, временной интервал 1 передачи для А и временной интервал 1 приема для В. Аналогично узлы А и С должны использовать один и тот же временной интервал для линии связи между ними, скажем, временной интервал 2, и т.д. Однако каждый узел 2 может использовать каждый временной интервал только один раз. В предпочтительном конкретном варианте осуществления это требование точно удовлетворяется на всем протяжении сети. Таким образом, каждой линии связи 3 в сети присваивается номер временного интервала, так что ни один узел 2 не может использовать более одной линии связи с одинаковым номером временного интервала. Кроме того, желательно минимизировать общее число требуемых временных интервалов. Если максимальное число линий связи на узел составляет М, то очевидно, что нужны, по меньшей мере, М временных интервалов. При любой топологии сети с замкнутыми контурами, имеющими четное число сторон, если М - максимальная валентность узла сети, то в этой сети могут быть соответственно предоставлены М временных интервалов.

Следует признать, что различные группы узлов 2 могут осуществлять связь друг с другом в любой момент. Иными словами, в системе 1 различные пути передачи могут быть активны и нести нагрузку в любой момент.

Обратимся теперь к фиг.14, на которой изображена часть web(а) 1. Пользуясь вышеуказанными правилами синхронизации и предоставления временных интервалов, отмечаем, что узлы ABCDEF не будут мешать друг другу. Однако может возникнуть проблема с узлами G и Н. Причиной этого является использование временного интервала линией связи между узлами D и С. В этой ситуации радиосигнал для этой линии связи не остановится в узле С, а пойдет дальше и может быть обнаружен приемником в узле Н, который также будет принимать в течение этого временного интервала, используя антенну, ориентированную в аналогичном направлении. Теоретически можно проектировать топологии сети, которые каким-то образом предотвращают эту ситуацию, но скорее всего это нельзя воплотить на практике ввиду сложности позиционирования реального абонента. Поэтому реальная система должна быть скомпонована так, что даже при показанной геометрической компоновке тот факт, что сигналы узла D обнаруживаются в узле Н, не должен вызывать внесение помех в сигналы, принимаемые в узле Н из узла Е.

Этого можно достичь, используя группу частотных каналов и присваивая один из них каждой линии связи в сети таким образом, что все линии связи, потенциально вносящие помехи, будут работать на разных каналах. Группа каналов должна быть как можно меньше. Это требование минимального числа частотных каналов связано с шириной диаграммы направленности антенны узла. При большой ширине диаграммы направленности площадь зоны помех - PDQ на фиг.14 - также велика, и поэтому существует значительная вероятность того, что в ней лежат такие узлы, как G и Н. Аналогично при малой ширине диаграммы направленности площадь этой зоны мала и поэтому содержит меньше узлов.

В показанном примере это должно означать, что линия связи DC работает на другом частотном канале, нежели линия связи GH. Представление частотных каналов - это сложная задача. Чтобы исследовать этот вопрос, проведено моделирование некоторых систем, позволившее сделать вывод, что коэффициент повторного использования частот аналогичен случаю сотовой системы, т.е. находится где-то между 6 и 10.

Отражение этого на конструкции узлов 2 заключается в том, что радиосистема должна быть быстро перестраиваемой по частоте и перестраиваемой на другой предварительно предоставленный канал на каждом временном интервале.

Как и во всех системах связи, отдельные линии связи 3 подвержены помехам и повреждениям. Проблемы очень малых масштабов времени обрабатываются стандартными средствами, включая опережающую коррекцию ошибок и повторные передачи. Иногда на линии связи 3 могут возникать проблемы, которые делают ее, по существу, бесполезной. Однако при наличии web, соответствующего предпочтительному конкретному варианту осуществления, всегда будет большое число эквивалентных маршрутов между любыми двумя узлами 2, так что потерю нескольких линий связи 3 можно учесть путем перемаршрутизации соединения.

Потери линий связи происходят в нескольких временных диапазонах. В среднем диапазоне временная потеря на несколько секунд или минут может быть вызвана большими транспортными средствами, движущимися рядом, или, возможно, клубом дыма от пожара. Сеть будет справляться с этими проблемами путем перемаршрутизации трафика в обход проблемных зон до восстановления линии связи. В большем временном диапазоне линия связи 3 может быть утеряна из-за постоянного наличия препятствий на линии прямой видимости. Это может быть вызвано новым зданием или ростом деревьев. Эти потери можно обрабатывать на уровне планирования сети. В качестве фоновой деятельности сеть может постоянно контролировать все доступные линии прямой видимости (например, линии связи 3 между узлами), включая те, которые в данный момент не используются для абонентского трафика. Во временном диапазоне часов или дней, или даже минут, или секунд сеть можно автоматически переконфигурировать для использования различных подгрупп доступных линий прямой видимости с целью оптимизации рабочих параметров.

Некоторые абоненты могут предъявлять очень жесткие требования к доступности линий связи и требовать высокой связности линий связи с тем, чтобы их сообщения не страдали от отказа в одном пункте. При переносе такого трафика можно использовать многочисленные пути (m) через сеть. Возможны два способа работы. При первом способе каждый путь несет дубликат данных абонента, так что принимающий узел 2 может принимать данные из любого активного пути. При этом для соединения используется m-кратная базовая ширина (В) полосы абонента для соединения, но это просто реализовать. При втором способе каждый путь несет часть данных абонента (с некоторой дополнительной информацией о четности), так что принимающий узел 2 может восстанавливать данные из любых m-1 принимаемых путей и информацию о четности. При этом способе используется лишь αВ единиц ширины полосы (α - избыток информации о четности >1). Второй пример способа работы можно распространить на защиту от отказов вследствие многолучевого распространения, но он сложнее, чем первый пример способа работы.

Доступность многочисленных путей является неотъемлемым свойством предпочтительного конкретного варианта сети web 1, соответствующей данному изобретению. Для сравнения, обеспечение многочисленных физических путей в сети на основе кабелей или проводов исключительно дорого.

В описании, приведенном выше, один временной интервал 23 используется для поддержки всей ширины полосы на линии связи 3. Это максимизирует скорость передачи исходных данных; вместе с тем всегда важно поддерживать спектральную эффективность.

Общий расчет спектральной эффективности сети в соответствии с данным изобретением по сравнению с обычными сотовыми подходами нелегко осуществить, поскольку многое зависит от точной реализации. Тем не менее сотовый подход требует примерно
α•N•B_{абонента}•F_сот единиц ширины полосы,
где α - максимальная доля активных абонентов,
N - число абонентов,
В_{абонента} - ширина полосы, требуемая абонентом,
F_сот - коэффициент повторного использования частот в сотовой системе, и предполагается метод модуляции, дающий один бит/Гц.

Данное изобретение требует примерно
n•B_линии•F_web единиц ширины полосы,
где n - максимальное число линий связи/временных интервалов на узел,
В_линии - ширина полосы линии связи,
F_web - коэффициент повторного использования частот, необходимый для минимизации помех в данном изобретении,
и опять предполагается метод модуляции, дающий один бит/Гц.

F_сот обычно находится в диапазоне 6-10, и моделирование на ЭВМ показало, по существу, такое же значение F_web. Моделирование на ЭВМ, проведенное для некоторого числа сценариев и соответствующего набора параметров, показало, что n=8 и что В_линии равно В_{абонента}.

Это дает эффективность web подхода по сравнению с сотовым подходом в виде
(α•N)/n.
Для ячейки, содержащей 1000 пользователей и имеющей пиковую нагрузку 20% (обычная оценка для услуг предоставления видеоданных по запросу), относительная эффективность в 25 раз больше. Это исключительно важно, потому что делается много запросов на ширину полосы, а на практике руководящие и лицензирующие организации могут предоставлять по лицензии только относительно узкие области радиоспектра. Данное изобретение обеспечивает размещение значительно меньшего числа запросов в радиоспектре, чем сотовая система, обеспечивающая сравнимую ширину полосы пользователя.

Теперь будет описан простой пример протокола маршрутизации. Система 1 надлежащим образом приспособлена к использованию технологии режима асинхронной передачи (РАП), который может поддерживать режимы трафика с ориентацией соединений (коммутацией цепей) или режимы графика, не зависящие от соединений (режимы пакетной коммутации), путем передачи "вызовов" в виде пятидесятитрехбайтовой информации.

В сети, имеющей топологию гиперкуба с n соединениями в каждом узле 2, каждое исходящее соединение можно маркировать некоторым индексом (0,..., n-1). Тогда путь через сетевую систему 1 можно определить с помощью списка таких индексов. Как должно быть очевидно из вышеизложенного, максимальная длина этого списка составит n элементов.

Вообще говоря, информационный пакет можно определить как пакет типа "Сообщение", который имеет два компонента: полезную нагрузку информационной ячейки ("ячейка") и адрес маршрутизации (L).

Адрес маршрутизации - это абсолютный адрес узла 2 в сетевой системе 1. Каждый узел 2 будет иметь доступ к своему собственному адресу ("мой_L" в коде, обсуждаемом ниже). Чтобы увидеть, как работает адресация в такой системе 1, рассмотрим адресацию пунктов на простом трехмерном кубе, показанном на фиг.15. Каждый узел 2 имеет маркированную группу каналов, которые можно считать декартовыми осями, в этом случае - X, Y и Z. Каждый узел имеет Х-канал, Y-канал и Z-канал.

Адрес (L) узла 2 в геометрии трехмерного куба является одним из восьми трехкоординатных векторов: (0, 0, 0), (1, 0, 0),..., (1, 1, 1). Перемещение по кубу на один "скачок" вдоль линии связи 3 (т.е. переход по ребру) представляется следующим соотношением между начальным (L1) и конечным (L2) адресом:
|L1-L2| = 1.
Таким образом, перемещение "вперед" определяется как L1-L2=1, а перемещение "назад" определяется как L1-L2=-1. Алгоритм маршрутизации, изображенный на фиг.16 и повторяемый в каждом узле 2 системы 1, будет, в принципе, гарантировать правильную маршрутизацию в ячейках.

Функция "обработать Возвращенное Сообщение" заключается в том, чтобы совершить подходящее действие с возвращенным сообщением. Эта стратегия будет зависеть от типа предоставляемых информационных услуг. Она может заключаться в одном из следующих действий.

1. Возвратить сообщение отправителю, т.е. провести сообщение по всему пути обратно к инициатору. Это должно быть сигналом для инициатора, что возникла перегрузка и что он должен подождать с посылкой информации в течение некоторого периода времени.

2. Сохранить сообщение в течение некоторого периода времени, а затем попытаться направить его по назначению, как и прежде.

3. Направить сообщение, заставляя его идти по другому маршруту, например, путем выбора выходного канала, в котором уровень перегрузки низок.

4. Отвергнуть сообщение в предположении, что протокол линии передачи данных более высокого уровня обнаружит потерю и заставит инициатора повторно передать сообщение.

Процедура "Послать Пакет (сбщ, следующий_узел)", как следует из ее названия, обеспечивает посылку Сообщения "сбщ" в исходящую линию связи 3 с индексом "следующий_узел". Процедура "Обработать Ячейку (ячейка)" реагирует на локальную потребность в информационной ячейке и делает ее доступной для пользователя. Функция "решение о Следующем Канале" имеет функциональные возможности, которые специфичны по топологии сети. Для случая топологии гиперкуба приведен пример на фиг.17, где "Активные Каналы" - это число каналов, конфигурированных в данный момент на узле 2 (которое может изменяться для каждого узла 2 в системе), а "Максимальное Использование Канала" - это значение, при котором и при превышении которого исходящий канал может считаться работающим с полной пропускной способностью и поэтому не имеющим возможности принимать дополнительную нагрузку.

Мгновенное использование выходного канала, когда оно реализуется, является мерой загрузки трафика этого канала в течение непосредственно предшествующего периода времени. Такая мера загрузки трафика может быть одним из или совокупностью следующих факторов.

1. Число предоставленных в данный момент цепей связи на линии связи.

2. Количество данных, посылаемых по линии связи.

Кроме того, можно применить функцию "Использование Канала" для управления несуществующими линиями связи в случае частично полного гиперкуба. В этом случае использование линии связи может быть постоянно установлено как "Максимальное Использование Канала".

Непрерывно работающей функцией узла может быть контроль этой загрузки и предоставление программному обеспечению маршрутизации возможности получить значение, связанное с текущей загрузкой для данной линии связи. Это то, что делает функция "Использование Канала (канал)".

Процедура "Преобразовать Взвешенный Канал в Наилучший Канал" превращает индекс входного взвешенного канала в индекс действительного выходного канала для узла. Простейшим нетривиальным случаем был бы тот, когда выходные каналы обозначены целыми числами, например от 0 до 7, и преобразование номера действительного взвешенного канала при этом представляет собой простое округление. Например, значение взвешенного канала 6,7152 преобразуется в индекс 7 канала.

Работа системы 1 описана прежде всего в терминах ее способности перемещать данные в пределах кластера узлов 2. Однако при многих типах обслуживания требуется подсоединять ее в сеть 5 магистральных линий связи, как показано на фиг.5. Например, в сети, скажем, на 250 пользователей, используемой прежде всего для услуг предоставления видеоданных по запросу (ПВЗ) со скоростью 5 Мбит/с при загрузке, скажем 0,3 Эрланга на пользователя, общая ширина полосы, требуемая для сети магистральных линий связи, составляет 375 Мбит/с в предположении, что не происходит миграция материала источника. Поскольку максимальная скорость ввода в узел будет составлять, скажем, примерно 40 Мбит/с (в предположении, что восемь линий связи 3 с максимальной скоростью передачи 5 Мбит/с приходятся на узел 2), эти 375 Мбит/с нагрузки нужно будет перенести в сеть магистральных линий связи, по меньшей мере, в десяти пунктах. Это можно сделать двумя способами.

Первый альтернативный вариант заключается в том, чтобы соединить интерфейс абонента узла 2' в каждом из "входных" пунктов с подходящим интерфейсом в сети 5 магистральных линий связи (например, ЦС3 (интерфейс цифровых сигналов уровня 3), СМ0, 1 (интерфейс стандартного мультиплексирования уровня 0, 1), как показано на фиг.18. Например, узлы 2' во входных пунктах можно соединить оптическим волокном 4 с волоконной магистральной линией связи сети 5 магистральных линий связи. Эти входные пункты могут быть выбраны в целях удобства развертывания сети по абонентскому пункту. Это гораздо проще, чем проводить волокно к базовым станциям сотового типа, когда положения базовых станций диктуются сотовой структурой.

Второй альтернативный вариант заключается в том, чтобы конфигурировать множество узлов 2" так, что все временные интервалы 23 используются на одной линии связи. Это обеспечивает несколько соединений от пункта к пункту с точно правильной шириной полосы (40 Мбит/с) для подсоединения к узлу 2. Специально конфигурированные узлы 2" можно соединять посредством подходящего информационного соединения 6 с обычным абонентским узлом 2 в том же самом пункте. Следует отметить, что эти специально конфигурированные узлы 2" могут использовать то же аппаратное обеспечение, что и обычные абонентские узлы 2. Однако специально конфигурированные узлы 2" могут каждый использовать, если потребуется, подвижную антенну большой дальности действия с высоким коэффициентом усиления. Такая антенна может быть направлена в кластере 7 надлежащим образом конфигурированных узлов 8, находящихся в одном пункте 9 доступа в магистральную линию связи, как показано на фиг.19.

Проблемой, связанной со многими системами радиосвязи, является многолучевое распространение. Оно может возникать, когда приемник принимает основной сигнал, посылаемый непосредственно из передатчика, но также принимает и сигналы из передатчика, которые отражены, например, от зданий или движущихся транспортных средств. Отраженный сигнал задерживается относительно основного сигнала, если отраженный сигнал представляет собой нечетное число половин длин волн, отстающих по фазе. При передачах на средних волнах, когда используются длины волн порядка нескольких сотен метров, подавление не является большой проблемой; пользователь обычно находит положение для приемника, при котором не происходит подавление из-за отражений от зданий или при котором подавление происходит из-за сигнала, отраженного от движущегося транспортного средства, причем это подавление лишь кратковременное, а транспортное средство уезжает, таким образом снимая проблему. Однако на более высоких частотах, где длины волн могут составлять несколько миллиметров, объекты, движущиеся мимо приемника, могут вызывать частое подавление основного сигнала из-за того, что эти движущиеся объекты регулярно и часто отражают сигналы, которые отстают от основного сигнала на нечетное число половин длин волн.

Чтобы решить эту проблему многолучевого распространения, если она возникает в системе 1, соответствующей данному изобретению, предпочтительно, чтобы антенны передатчиков и приемников в каждом узле 2 были жестко направленными. При жестко направленном передатчике/приемнике возникает тенденция к большему коэффициенту усиления и, следовательно, большей мощности сигнала, чем при изотропной антенне. Следовательно, дело не только в том, что жестко направленный передатчик/приемник проявляет естественную тенденцию обнаруживать только основной сигнал, поступающий по линии связи 3 в пределах прямой видимости в узел 2, и не обнаруживать отраженные сигналы, которые приходят в узел под углом к основному сигналу, но и в том, что жестко направленный передатчик/приемник имеет улучшенные рабочие характеристики за счет доступного большего коэффициента усиления. Помимо геометрии антенны, обеспечивающей жесткую направленность, можно использовать круговую поляризацию для обеспечения дополнительной защиты от потерь сигнала из-за эффектов многолучевого распространения. После отражения от некоторой поверхности радиоволна страдает изменением своей фазы относительно падающей волны. Если эта падающая волна подвергнута, например, правосторонней круговой поляризации, то после отражения эта поляризация преобразуется в левостороннюю круговую поляризацию. Таким образом, нежелательное отраженное излучение подавляется относительно непосредственно переданного излучения, если приемник селективен к радиоволнам, подвергнутым чисто правосторонней круговой поляризации. Аналогичный аргумент можно было бы применить, если бы использовались приемники и передатчики с левосторонней круговой поляризацией. Таким образом, в системе 1 предпочтительно используются работающие в пределах прямой видимости, жестко направленные, обладающие большим коэффициентом усиления, высокочастотные передатчики/приемники, оснащенные для испускания и обнаружения излучения, подвергнутого круговой поляризации.

Следует по достоинству оценить тот факт, что в системе 1, соответствующей данному изобретению, не требуется базовая станция передатчика, и систему 1 можно построить на базе единственного типа идентичного узла приемопередатчика в каждом узле 2. Сетевая система 1 потенциально гораздо проще и дешевле в построении, развертывании и техническом обслуживании по сравнению с сотовой системой, в которой используются базовые станции. При этом не нужно закапывать или подвешивать кабели или провода или проводить монтаж многочисленных больших мачт антенн базовых станций, что опять обеспечивает большую экономию затрат, а также минимизацию воздействия системы 1 на окружающую среду. Пропускная способность системы 1 очень велика, поскольку существуют многочисленные возможные маршруты между узлами 2 и до края системы 1. Отказ конкретного узла 2 соответственно обусловливает потерю обслуживания только для одного пользователя, а другие пользователи обычно не страдают, поскольку можно найти альтернативные пути для передачи сигнала. Поскольку каждый узел 2 имеет дело с коммутацией, а также с передачей информационного трафика, вся система 1 ведет себя, по существу, как распределенный коммутатор. Это означает, что можно исключить обычные коммутаторы доступа, на которые затрачиваются значительные капиталовложения.

Данное изобретение позволяет оператору начать эксплуатацию системы связи 1, имеющей очень высокие скорости передачи данных, для малого числа пользователей при относительно низких затратах. Например, можно установить в вышеописанной системе 128 узлов с очень низкими затратами по сравнению, например, с эквивалентными кабельным и сотовым решениями. Абонентам, получающим доступ в систему, можно предоставлять соответствующие узлы 2. Остальные узлы 2, которые не предоставляются пользователю, можно использовать как "стратегические" узлы 2 просто для переноса информационного трафика между пользовательскими узлами 2. По мере подключения к системе большего числа пользователей стратегические узлы можно предоставлять новым пользователям. По мере заполнения первоначально созданной системы 1 таким образом, что все узлы 2 оказываются предоставленными пользователям, можно добавлять новые узлы и конфигурировать систему 1 в целом для введения новых узлов в систему. При необходимости можно осуществить аналогичный процесс в обратном порядке, чтобы удалить узлы, которые больше не нужны или которые подлежат техническому обслуживанию или, например, вышли из строя.

Максимальную ширину полосы, которая может быть подана пользователю узла со стороны сети (В_нижн), и максимальную ширину полосы, которую пользователь может подать в сеть (В_верхн), может независимо и динамически конфигурировать оператор сети, не оказывая при этом негативного воздействия на пропускную способность узла для транзитного трафика. Например, обслуживание по низкому тарифу может происходить при В_верхн<<В_нижн (аналогично обслуживанию АЦАЛ), тогда как обслуживание по более высокому тарифу может обеспечивать В_верхн= В_нижн ("симметричное" обслуживание). Очевидно, что и В_верхн и В_нижн должны быть меньше, чем пиковая скорость передачи данных пользователя, обеспечиваемая радиосистемой.

Линия связи 3 между двумя узлами 2 фактически содержит два или более параллельных радиоканалов, т.е. линия связи 3 использует одновременно два или более частотных каналов, уменьшая таким образом загрузку ширины полосы на конкретном радиоканале.

Общее управление маршрутизацией сигналов между узлами может осуществляться центральным контроллером. Центральный контроллер может осуществлять периодический (например, ежедневный) контроль в системе 1 в целом, чтобы определить, не вышли ли из строя какие-либо узлы 2. Центральный контроллер 1 может также определять, каким маршрутом должно следовать сообщение из любого узла 2 в любой другой узел 2 в системе 1. Затем, из центрального контроллера могут быть посланы надлежащие команды в каждый узел 2, чтобы каждый узел 2 пользовался подходящим адресом для каждого информационного пакета.

Данное изобретение обеспечивает достижение очень высоких скоростей передачи данных. Например, как упоминалось выше, вполне достижимой является общая скорость передачи данных через узлы, составляющая 40 Мбит/с. Легко можно достичь и скоростей передачи данных 5 Мбит/с при скоростях передачи пакетов 25 Мбит/с.

Конкретный вариант осуществления данного изобретения описан с конкретными ссылками на изображенные примеры. Однако следует отдавать себе отчет в том, что в вышеописанные примеры можно внести изменения и модификации в рамках объема притязаний данного изобретения.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных и увеличении ширины спектра. Для этого система связи содержит множество узлов, которые имеют приемник для приема сигналов и передатчик для беспроводной передачи, средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный сигнал включает в себя информацию для другого узла. Каждый узел имеет однонаправленную линию связи для беспроводной передачи от пункта к пункту. 9 с. и 38 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи посредством антенны, передающее средство для беспроводной передачи сигнала посредством антенны, и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, при этом, по меньшей мере, некоторые из указанных узлов имеют множество, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, которые совместно используются с, по меньшей мере, одним из приемников принимающего средства и передатчиком передающего средства, каждая из указанных однонаправленных двухточечных линий связи проходит только к одному другому узлу, и, по меньшей мере, некоторые из узлов являются начальным и конечным пунктом трафика пользователя.2. Система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала, и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, при этом, по меньшей мере, некоторые из указанных узлов имеют множество, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, и каждая из указанных однонаправленных двухточечных линий связи проходит только к одному другому узлу и каждый узел скомпонован так, что передача или прием сигнала узлом на любой конкретной частоте имеет место только на одной линии связи в некоторый момент времени.3. Система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала, и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, при этом, по меньшей мере, некоторые из указанных узлов имеют множество, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, и каждая из указанных однонаправленных двухточечных линий связи проходит только к одному другому узлу, при этом указанные линии связи скомпонованы так, что, по меньшей мере, некоторые из узлов не соединены линиями связи только с ближайшим соседним узлом или ближайшими соседними узлами.4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что узлы связи соединены линиями связи так, что образуют замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути для передачи сигнала, по меньшей мере, между некоторыми из узлов.5. Система по п.4, отличающаяся тем, что каждый замкнутый контур состоит из четного числа линий связи.6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что каждый из указанных узлов имеют многочисленные линии связи, связанные с другими узлами, причем каждая из указанных многочисленных линий связи, связанная с другим узлом, является связанной с некоторым временным интервалом.7. Система по п.6, отличающаяся тем, что каждая линия связи для каждого узла связана с отличающимся временным интервалом.8. Система по п.6, отличающаяся тем, что предоставление временных интервалов линиям связи можно изменять таким образом, что линия связи может быть избирательно связана с более чем одним временным интервалом.9. Система связи, содержащая множество узлов, причем каждый узел имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством для беспроводной передачи, передающее средство для беспроводной передачи сигнала, и средство для определения того, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным узлом, информацию для другого узла, и вынуждения передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию, указанным передающим средством в другой узел, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для другого узла, при этом каждый узел имеет, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи, по меньшей мере, с одним другим узлом, так что каждый узел может передавать сигнал, по меньшей мере, одному другому узлу, при этом, по меньшей мере, некоторые из указанных узлов имеют множество, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, каждая линия связи между соответствующими парами узлов связана с отличающимся временным интервалом, узлы соединены линиями связи так, что образуют замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути для передачи сигнала, по меньшей мере, между некоторыми из узлов, а каждый замкнутый контур состоит из четного числа линий связи.10. Система по п.9, отличающаяся тем, что распределение временных интервалов по указанным линиям может варьироваться, так что линия может быть селективно связана с более чем одним временным интервалом.11. Система по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что каждый узел имеет прямую линию связи, работающую в пределах прямой видимости, по меньшей мере, с одним другим узлом, так что каждый узел может передавать сигнал другому узлу в пределах прямой видимости с указанным каждым узлом.12. Система по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что каждый узел содержит средство для передачи сигнала, включающего в себя указанную информацию для другого узла, если сигнал, принимаемый в указанном узле, включает в себя информацию для другого узла.13. Система по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что каждый узел является стационарным.14. Система по любому из пп.1-13, отличающаяся тем, что число узлов является меньшим, чем число линий связи.15. Система по любому из пп.1-14, отличающаяся тем, что каждый узел предназначен для работы в режиме передачи в течение периода времени, который чередуется с периодом времени для режима приема.16. Система по любому из пп.1-15, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один узел предназначен для того, чтобы не передавать в любой другой узел информацию, имеющуюся в сигнале, принимаемом указанным, по меньшей мере, одним узлом, когда эта информация адресована указанному, по меньшей мере, одному узлу.17. Система по п.16, отличающаяся тем, что каждый узел предназначен для того, чтобы не передавать в любой другой узел информацию, имеющуюся в сигнале, принимаемом указанным, по меньшей мере, одним узлом, когда эта информация адресована указанному, по меньшей мере, одному узлу.18. Система по любому из пп.1-17, отличающаяся тем, что каждый узел имеет средство адресации для добавления к информации, имеющейся в принимаемом сигнале, адреса узла, в который надо маршрутизировать сигнал, включающий в себя указанную информацию, когда указанная информация предназначена для другого узла.19. Система по п.18, отличающаяся тем, что средство адресации включает в себя средство для определения маршрута информации через систему и соответственного добавления подходящего адреса к этой информации.20. Система по любому из пп.1-18, отличающаяся тем, что дополнительно содержит центральный контроллер системы для определения маршрута информации через систему.21. Система по любому из пп.1-20, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один узел имеет средство для определения того, включает ли в себя принимаемый сигнал информацию для указанного, по меньшей мере, одного узла, и обрабатывающее средство для обработки информации в сигнале, адресованном в указанный, по меньшей мере, один узел.22. Система по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что передающие средства узлов предназначены для передачи сигналов на частотах, превышающих примерно 1 ГГц.23. Система по любому из пп.1-22, отличающаяся тем, что линия связи между двумя узлами предназначена для использования одновременно двух или более частотных каналов.24. Система по любому из пп.1-23, отличающаяся тем, что принимающее и передающее средства предназначены для передачи и обнаружения излучения, подвергнутого круговой поляризации.25. Система по любому из пп.1-24, отличающаяся тем, что передающее средство предпочтительно включает в себя жестко направленный передатчик антенны.26. Система по любому из пп.1-25, отличающаяся тем, что принимающее средство предпочтительно включает в себя жестко направленный приемник антенны.27. Система по любому из пп.1-26, отличающаяся тем, что каждый узел, по существу, идентичен.28. Система по любому из пп.1-27, отличающаяся тем, что соединена с обычной сетью магистральных линий связи для обеспечения доступа в другие сети.29. Система по п.28, отличающаяся тем, что содержит дополнительный узел, соединенный информационным соединением с одним из узлов системы и предназначенный для передачи сигнала в сеть магистральных линий связи или для приема сигнала из нее, или для того и другого.30. Система по любому из пп.1-29, отличающаяся тем, что сервисное устройство для хранения данных соединено с некоторым узлом или предусмотрено в нем.31. Система по любому из пп.1-30, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна линия связи некоторого узла предназначена для использования первой частоты передачи и, по меньшей мере, одна другая линия связи указанного узла предназначена для использования второй частоты передачи.32. Система по любому из пп.1-31, отличающаяся тем, что некоторые из узлов предоставляются абонентам, а некоторые из узлов не предоставляются абонентам, причем, по меньшей мере, некоторые из указанных непредоставленных узлов служат просто для переноса информационного трафика между абонентскими узлами.33. Способ связи через сеть узлов, причем каждый узел имеет одну или более, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, по меньшей мере, некоторые из указанных узлов имеют множество, по существу, однонаправленных двухточечных линий связи для беспроводной передачи, которые совместно используются с, по меньшей мере, одним из приемников принимающего средства и передатчиком передающего средства, каждая из указанных линий связи проходит только к одному другому узлу, при этом способ включает этапы, на которых (А) инициируют данные пользователя в одном из указанных узлов, (Б) передают сигнал, включающий в себя указанные данные пользователя из указанного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, (В) принимают указанный сигнал в указанном другом узле, (Г) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и (Д) повторяют этапы от (Б) до (Г) до тех пор, пока указанные данные пользователя не достигнут своего узла назначения.34. Способ связи, включающий этапы, на которых (A) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, (Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле, (B) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и (Г) повторяют этапы от (А) до (В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения, при этом передача или прием сигнала узлом на любой конкретной частоте имеет место только на одной линии связи в некоторый момент времени.35. Способ связи, включающий этапы, на которых (A) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, (Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле, (B) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и (Г) повторяют этапы от (А) до (В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения, при этом линии связи скомпонованы так, что, по меньшей мере, некоторые из узлов не соединены линиями связи только с ближайшим соседним узлом или ближайшими соседними узлами.36. Способ связи, включающий этапы, на которых (А) передают сигнал из одного узла в другой узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, (Б) принимают указанный сигнал в указанном другом узле, (В) определяют в указанном другом узле, включает ли в себя сигнал, принимаемый указанным другим узлом, информацию для дополнительного узла, и передают сигнал, включающий в себя указанную информацию, из указанного другого узла в дополнительный узел через, по существу, однонаправленную двухточечную линию связи для беспроводной передачи между указанными узлами, если указанный принимаемый сигнал включает в себя информацию для дополнительного узла, и (Г) повторяют этапы от (А) до (В) до тех пор, пока указанный сигнал не достигнет своего узла назначения, при этом каждый указанный узел имеет множество линий связи, каждая линия связи соединена с другим узлом и связана с отличающимся временным интервалом, узлы соединены линиями связи так, что образуют замкнутые контуры путей передачи, тем самым обеспечивая многочисленные варианты выбора пути, по меньшей мере, между некоторыми из узлов, а каждый замкнутый контур состоит из четного числа линий связи.37. Способ по любому из пп.33-36, отличающийся тем, что каждый узел имеет множество линий связи, соединенных с другими узлами, при этом каждая из указанного множества линий связи соединена с другим узлом и связана с некоторым временным интервалом, и каждый этап передачи по линии связи указанного одного узла осуществляется в течение отличающегося временного интервала, и каждый этап приема по линии связи указанного другого узла осуществляется в течение отличающегося временного интервала.38. Способ по п.37, отличающийся тем, что включает этап варьирования распределения временных интервалов по линиям связи, так что линия связи является селективно связанной с более чем одним временным интервалом.39. Способ по любому из пп.33-38, отличающийся тем, что каждый узел добавляет к информации, имеющейся в принимаемом сигнале, адрес узла, в который нужно маршрутизировать сигнал, включающий в себя указанную информацию, когда указанная информация предназначена для другого узла.40. Способ по любому из пп.33-39, отличающийся тем, что каждый узел имеет средство адресации, которое определяет маршрут информации через систему и соответственно добавляет подходящий адрес к этой информации.41. Способ по любому из пп.33-39, отличающийся тем, что центральный контроллер системы определяет маршрут информации через систему.42. Способ по любому из пп.33-41, отличающийся тем, что включает этап, на котором каждый узел передает сигнал, включающий в себя указанную информацию, в другой узел, если и только если сигнал, принимаемый в указанном узле, включает в себя информацию для другого узла.43. Способ по любому из пп.33-42, отличающийся тем, что включает этапы, на которых определяют, по меньшей мере, в одном узле, включает ли в себя принимаемый сигнал информацию для указанного, по меньшей мере, одного узла, и обрабатывают информацию, имеющуюся в сигнале, адресованную указанному, по меньшей мере, одному узлу.44. Способ по любому из пп.33-43, отличающийся тем, что все сигналы передают на частотах, превышающих примерно 1 ГГц.45. Способ по любому из пп.33-44, отличающийся тем, что существуют, по меньшей мере, два возможных пути передачи данных между узлом-источником и узлом назначения, и включающий этап, на котором передают копию указанных данных по каждому из указанных, по меньшей мере, двух путей.46. Способ по любому из пп.33-44, отличающийся тем, что существуют, по меньшей мере, два возможных пути передачи данных между узлом-источником и узлом назначения, и включающий этапы, на которых передают из узла-источника только часть указанных данных по каждому из указанных, по меньшей мере, двух путей и восстанавливают данные, исходя из переданных частей указанных данных, в узле назначения.47. Устройство коммутации дальней связи, содержащее систему связи по любому из пп.1-32.