СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПЕРЕДАЮЩЕГО УЗЛА И ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ЭТОГО УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК H04L12/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к сетям связи Ethernet, а более конкретно - к способу и устройству, обеспечивающим динамическую регулировку пропускной способности при передаче данных в передающем узле.

Уровень техники

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) в своем традиционном понимании связана с услугой мультиплексирования речи с ее преобразованием для Е1/Т1-линии способом ИКМ. По мере развития ИКМ, особенно применительно к услугам передачи данных, происходит совершенствование способности ИКМ-устройства поддерживать выполнение услуги. Несмотря на то что в настоящее время концепция использования ИКМ ограничена мультиплексированием речи, ее также можно применять для мультиплексирования различных услуг с преобразованием для Е1/Т1 на базе временного интервала (проиллюстрирован на фиг.1), например, таких услуг, как передача речи, данных, изображений и т.п. Сначала мультиплексирование услуг передачи данных и изображений осуществляют по интерфейсу V.35, а устройство только преобразует канал V.35 во временной интервал Е1/Т1. Для реализации услуг передачи данных с использованием интерфейса V.35 обычно применяют внешний преобразователь протокола или маршрутизатор. Существующее в настоящее время разнообразное ИКМ-оборудование использует интерфейс Ethernet 10M, реализующий прямое обращение к пользовательским данным. Данное обстоятельство позволяет обеспечить более удобный и простой доступ пользователей к услугам передачи данных.

До недавнего времени ИКМ-устройства широко применялись в сетях связи и в других специальных сетях (например, в сетях энергоустановок, органов охраны водных ресурсов и государственной безопасности) благодаря их простой технологии, универсальности и разумной цене. Однако в сетях с ограниченной пропускной способностью, особенно в специальных сетях, обычно требуется по максимуму использовать пропускную способность соединительных линий, так как пропускная способность арендуемых соединительных линий является ограниченной. В частности, при смешанном доступе к речи и данным необходимо, чтобы услуги передачи данных могли занимать свободные временные интервалы, соответствующие моментам, когда речевая услуга неактивна. Однако пропускная способность услуг для ИКМ-устройства обычно настраивается в статическом состоянии, и пропускная способность услуги передачи данных распределяется между фиксированными временными интервалами. Поэтому даже если речевая услуга не используется, услуга передачи данных не может занять свободную полосу частот. Если использовать программное обеспечение для перераспределения номеров временных интервалов для услуги передачи данных путем обнаружения незанятых временных интервалов, то это приведет к проблемам при установлении соединений с узлами на противоположной стороне и к появлению ошибок в услугах передачи данных, вплоть до прерывания обслуживания, обусловленного изменением пропускной способности.

Сущность изобретения

Целью изобретения является создание устройства, способного динамически регулировать пропускную способность передающего узла, а более конкретно - создание устройства, обеспечивающего возможность динамической регулировки пропускной способности при передаче данных в сети Ethernet и тем самым позволяющего эффективно использовать ресурсы ретранслятора по пропускной способности.

Другая цель изобретения заключается в создании способа динамической регулировки пропускной способности при передаче данных, позволяющего динамически регулировать пропускную способность при передаче данных в сети Ethernet и эффективно использовать ресурсы соединительных линий по пропускной способности, в частности, для того, чтобы динамически регулировать пропускную способность при передаче данных в сети Ethernet в интеллектуальном интегральном ИКМ-устройстве в области связи с одновременным предоставлением речевых услуг.

Согласно предложенному способу динамической регулировки пропускной способности сети Ethernet в ИКМ-устройстве в соединительную ИКМ-линию добавляют канал управления, предназначенный для описания состояния занятости временных интервалов услугами, выполняющимися в данный момент (речь, передача данных в сети Ethernet и т.п.). Предложенный способ следует применять в сетях с равноправным доступом, для обеспечения надлежащего демультиплексирования и мультиплексирования различных услуг.

Отличие настоящего изобретения от традиционных ИКМ-систем передачи речи и данных заключается в наличии механизма распределения каналов. Этот механизм осуществляет под управлением центрального процессора (ЦП) динамическое распределение временных интервалов на ИКМ-линии. Он по существу выполняет следующие этапы: конфигурацию схем для выборки и вставки управляющих слов, распределение временных интервалов и взаимодействие с ЦП.

Распределение временных интервалов регулируется посредством управляющих слов, записанных в канале управления, причем канал управления может содержать один или несколько временных интервалов; однако рекомендуется использовать только один временной интервал, чтобы уменьшить занятость канала управления в полосе пропускания при передаче данных по соединительной линии.

Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ динамической регулировки пропускной способности передающего узла, при котором в соединительную линию передающего оборудования добавляют канал управления, предназначенный для описания состояния занятости временных интервалов.

Канал управления осуществляет динамическое распределение временных интервалов для ИКМ-линии под управлением ЦП.

Это динамическое распределение временных интервалов регулируют посредством управляющих слов, записанных в канале управления, при этом канал управления может содержать по меньшей мере один временной интервал.

Выполняемые в текущий момент услуги включают речевые услуги и услуги передачи данных в сети Ethernet.

Способ можно осуществлять в сетях равноправного доступа с обеспечением надлежащего демультиплексирования и мультиплексирования различных услуг.

Также, в изобретении предложено устройство, обеспечивающее динамическую регулировку пропускной способности передающего узла, содержащее: схему обработки управляющих слов, схему распределения временных интервалов и схему взаимодействия с ЦП, причем схема обработки управляющих слов выполнена с возможностью выборки и вставки управляющей информации в канал управления Е1/Т1-линии; схема распределения временных интервалов отделяет речевые временные интервалы от временных интервалов передачи данных в сети Ethernet и реконструирует данные; а схема взаимодействия с ЦП выполнена с возможностью управления распределением временных интервалов.

Устройство также содержит схему обработки кадров высокоуровневого протокола управления каналами (HDLC) / обработки кадров протокола управления доступом к среде передачи (MAC), предназначенную для обработки HDLC-канала для данных в сети Ethernet, проверки целостности МАС-кадра, сравнения и определения МАС-адресов.

Схема динамического распределения временных интервалов регулируется посредством управляющих слов, записанных в канал управления, при этом канал управления может содержать по меньшей мере один временной интервал.

Настоящее изобретение также относится к способу динамической регулировки пропускной способности передающего узла, характеризующемуся тем, что при мультиплексировании текущей услуги в направлении Е1/Т1-линии ЦП передает схеме распределения временных интервалов информацию о номерах временных интервалов, которые должны быть заняты речевой услугой в соответствии с состоянием речевого вызова, а схема распределения временных интервалов освобождает временные интервалы от услуги передачи данных в сети Ethernet и назначает их речевой услуге; а после окончания речевого вызова ЦП сообщает схеме распределения временных интервалов, что речевая услуга освободила временной интервал, и схема распределения временных интервалов назначает эти временные интервалы услуге передачи данных в сети Ethernet. Таким образом осуществляется динамическая регулировка для услуги передачи данных в сети Ethernet.

Настоящее изобретение, в отличие от известных технических решений, позволяет осуществлять динамическую регулировку пропускной способности при передаче данных в сети Ethernet одновременно с предоставлением речевых услуг, и тем самым обеспечивает эффективное использование соединительных Е1/Т1-линий, не сопровождающееся выводом ошибок и прерыванием услуг передачи данных в процессе динамической регулировки пропускной способности, в результате чего возрастает пропускная способность услуг передачи пользовательских данных.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает схему мультиплексирования интегрированных услуг для Е1/Т1-линии.

Фиг.2 иллюстрирует определение битов в канале управления.

Фиг.3 изображает схему аппаратной части данного изобретения.

Подробное описание изобретения

Далее изобретение описано более подробно на примере конкретных вариантов его выполнения, раскрытых со ссылкой на приложенные чертежи.

Аппаратная часть настоящего изобретения содержит схему обработки управляющих слов, схему распределения временных интервалов, схему обработки кадров высокоуровневого протокола управления каналами (High Level Data link Control - HDLC) / обработки кадров протокола управления доступом к передающей среде (Media Access Control - MAC) и схему взаимодействия с ЦП. Схема обработки управляющих слов выполняет выборку и вставку управляющей информации в канал управления E1-линии, а схема распределения временных интервалов осуществляет разделение речевого временного интервала и временного интервала передачи данных в сети Ethernet и реконструирует данные в сети Ethernet; схема обработки кадров HDLC/MAC осуществляет обработку HDLC-линии для данных в сети Ethernet, проверяет целостность МАС-кадра, сравнивает и определяет МАС-адреса. Схема взаимодействия с ЦП управляет распределением временных интервалов. Перечисленные выше схемы подробно не описаны в настоящей заявке, поскольку они хорошо известны специалистам данной области техники.

Канал управления определен как находящийся во временном интервале 1 Е1/Т1-линии (временной интервал 0 используется для синхронизации кадров на линии связи).

Определение битов в канале управления проиллюстрировано на фиг.2.

Номер сегмента временных интервалов принимает значения от 1 до 6 и представляет собой информацию о занятости 30 временных интервалов в 5-разрядной таблице битов временных интервалов.

Таблица битов временных интервалов представляет собой состояние занятости временного интервала (2-30) данными с номером сегмента временных интервалов. "1" показывает, что временной интервал занят данными сети Ethernet, "0" показывает, что временной интервал занят речевой услугой.

Согласно приведенным выше определениям, в каждом Е1-кадре (125 мкс) нужно выразить состояние 30 временных интервалов, но в каждом Е1-кадре временной интервал 1 может содержать только 8-разрядную информацию, так что для определения всех временных интервалов нужно иметь множество E1-кадров. Управляющее слово включает в себя 3-разрядные номера сегментов временных интервалов и 5-разрядную таблицу битов временных интервалов. 30 временных интервалов разделены на 6 сегментов временных интервалов, и каждый сегмент временных интервалов может описывать информацию о занятости 5 временных интервалов. Чтобы описать состояние распределения 30 временных интервалов между услугами, требуется 6 кадров (6×125 мкс = 1,5 мс), причем порядковые номера 6 кадров представляют собой номера сегментов временных интервалов. В таблице приведены номера временных интервалов, выраженные управляющими словами в 6 кадрах.

ТаблицаСтруктура управляющего слова Таблица битов временных интерваловНомер сегмента временных интерваловКадр 1TS2TS3TS4TS5TS6001Кадр 2TS7TS8TS9TS10TS11010Кадр 3TS12TS13TS14TS15TS16011Кадр 4TS17TS18TS19TS20TS21100Кадр 5TS22TS23TS24TS25TS26101Кадр 6TS27TS28TS29TS30TS31110

Настоящее изобретение предусматривает меньшую нагрузку на программное обеспечение. На Е1/Т1-линии (в направлении демультиплексирования услуг) демультиплексирование выполняется только аппаратными средствами без участия программного обеспечения. При мультиплексировании услуги в направлении Е1/Т1-линии (называемом направлением демультиплексирования) ЦП сообщает схеме распределения временных интервалов номера временных интервалов, которые должны быть заняты речевой услугой в соответствии с состоянием речевого вызова, и схема распределения временных интервалов освобождает временные интервалы от данных сети Ethernet, самое позднее, через 6 кадров (1,5 мс) и назначает их речевой услуге; после окончания речевого вызова ЦП сообщает схеме распределения временных интервалов, что временной интервал освобожден речевой услугой, а схема распределения временных интервалов назначает временные интервалы услуге передачи данных в сети Ethernet, самое позднее, через 6 кадров (1,5 мс), реализуя тем самым динамическую регулировку пропускной способности услуги передачи данных в сети Ethernet.

Изобретение относится к способам и устройству динамической регулировки пропускной способности передающего узла в сети связи Ethernet. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности динамической регулировки пропускной способности при одновременной передаче данных и речи, в результате чего возрастает пропускная способности линии связи. Заявленный способ заключается в том, что в сетевую соединительную линию добавляют канал управления, содержащий описание занятости временных интервалов услугой, выполняющейся в текущий момент. Динамическое распределение временных интервалов осуществляют под управлением центрального процессора. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ динамической регулировки пропускной способности ИКМ-системы (системы с импульсно-кодовой модуляцией), при котором в соединительную линию от ИКМ-системы добавляют канал управления, содержащий описание занятости временных интервалов услугой, выполняющейся в текущий момент, причем канал управления осуществляет динамическое распределение временных интервалов на ИКМ-линии (линии с импульсно-кодовой модуляцией) под управлением ЦП (центрального процессора).2. Способ по п.1, при котором динамическое распределение временных интервалов регулируют посредством управляющих слов, записанных в канал управления, при этом канал управления содержит по меньшей мере один временной интервал.3. Способ по п.1, при котором выполняемые в текущий момент услуги включают речевую услугу и услугу передачи данных.4. Способ по п.1, предназначенный для осуществления в сети равноправного доступа с обеспечением надлежащего демультиплексирования и мультиплексирования различных услуг.5. Устройство для динамической регулировки пропускной способности ИКМ-системы (системы с импульсно-кодовой модуляцией), содержащее схему обработки управляющих слов, схему распределения временных интервалов и схему взаимодействия с ЦП (центральным процессором), причем схема обработки управляющих слов выполнена с возможностью выборки и вставки управляющей информации в канал управления Е1/Т1-линии, схема распределения временных интервалов выполнена с возможностью отделения речевых временных интервалов от временных интервалов передачи данных в сети Ethernet и с возможностью реконструкции данных, а схема взаимодействия с ЦП выполнена с возможностью управления распределением временных интервалов, причем в направлении приема данные сначала поступают в схему обработки управляющих слов для выборки информации управляющих слов, затем данные поступают в схему распределения временных интервалов для разделения речи и данных, т.е. данные и речь обрабатываются по отдельности, при этом в направлении передачи данные и речь объединяются в один канал из двух отдельных каналов в схеме распределения временных интервалов, управляющее слово добавляется в схему обработки управляющих слов, а распределение временных интервалов управляется схемой взаимодействия с ЦП при помощи ЦП.6. Устройство по п.5, дополнительно содержащее схему обработки кадров высокоуровневого протокола управления каналами (HDLC) и протокола управления доступом к среде передачи (MAC), предназначенную для обработки HDLC-канала для данных в сети Ethernet, проверки целостности МАС-кадра, сравнения и определения МАС-адресов.7. Устройство по п.5, в котором схема распределения временных интервалов регулируется посредством управляющих слов, записанных в канал управления, при этом канал управления содержит по меньшей мере один временной интервал.8. Способ динамической регулировки пропускной способности ИКМ-системы (системы с импульсно-кодовой модуляцией), содержащий следующие этапы:

передачу ЦП (центральным процессором) на схему распределения временных интервалов информации о временных интервалах, которые должны быть заняты речевой услугой в соответствии с состоянием речевого вызова, осуществляемую при мультиплексировании текущей услуги в направлении E1/T1-линии;

освобождение временных интервалов от услуги передачи данных, выполняемое схемой распределения временных интервалов и назначение их речевой услуге;

передачу ЦП на схему распределения временных интервалов информации о факте освобождения речевой услугой временного интервала, осуществляемую после окончания речевого вызова;

и назначение временных интервалов услуге передачи данных в сети Ethernet, осуществляемое схемой распределения временных интервалов, посредством чего обеспечивается динамическая регулировка услуги передачи данных в сети Ethernet.