CN100356749C - 反多路复用装置与方法及多路复用系统 - Google Patents
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Abstract
一种通过宽带数据线路对接收的带数据流进行反多路复用的反多路复用装置，其包括一种对彼此平行连接的数据传送线路的连接参数进行测量的测量装置，一种对来自测量的连接参数的数据传送线路中一组数据子集进行选择的选择装置，一种激活数据传送线路(3-6)中被选择的子集以此通过数据传送线路(3-6)中的被选择子集来传送接收的数据传送流的激活装置。
Description
技术领域
本发明为一种对宽带数据流进行反多路复用的反多路复用装置，通过诸如双绞线，电话铜线的多种数据传送线路在一个宽带数据线路上接收该宽带数据流。
背景技术
可以使用反多路复用技术来支持较高频率宽带数据传送，该数据传送采用几条连接而不是诸如光纤电缆或同轴链路的单个宽带连接。无效存储器地址是一种与异步传输模式E1/T1相联系的反多路复用技术。无效存储器地址所使用的异步传输模式的反多路复用协议与数据传送媒介并不相联系。在无效存储器地址的反多路复用技术中，不对连接线路的数据传送质量进行测量和评价。
如图1所示，在一个电缆管道中提供多种数字使用者环路连接线。每个数字使用者环路连接线由一个铜制的双绞线电话线路组成。在同一个电缆管道中，由其他数字使用者环路连接线造成的环境噪音和信号干扰以及双绞线电话线路的信号衰减限制了集合连接线路上的频宽总数。不同数字使用者环路连接线之间的串音减小了可能的数据传送操作距离。由于在无效存储器地址的反多路复用技术中不对数据传送线路质量进行评价，所以激活一条不提供可能的最佳数据传送的数据传送线路。
发明内容
因此，本发明的目标之一是，提供一种反多路复用装置和一种通过多路数据传送线路提供高可靠性的数据传送的反多路复用的方法。
本发明提供一种对经由宽带数据线路接收的宽带数据流进行反多路复用的反多路复用装置，包括：(a)一个斩波器，用于将所述接受的宽带数据流斩成预定大小的数据单元；(b)多个调制解调器，各连接至各自的一个数据传送线路，用于测量彼此平行连接的各数据传送线路的连接参数，其中，所述调制解调器测量所述数据传送线路的内部连接参数、交叉连接参数和通用连接参数；(c)选择装置，用于根据所测量的连接参数从总共N个可用的数据传送线路中选择一个K个数据传送线路的最佳子集，其中所选择的K个数据传送线路的子集为数据传送提供高可靠性；(d)激活装置，用于激活所述数据传送线路中所选择的子集，以此以一种已知的次序通过所选择的K个数据传送线路的子集来传送从所述斩波器接收的所述数据单元。
根据本发明在反多路复用装置的较佳实例中，数据传送线路是数字使用者环路连接线。
数字使用者环路连接线较佳地由双绞铜线组成。
在测量装置的较佳实例中，测量数据传送线路上的内连参数，四通连接参数和广义连接参数。
由测量装置测量的内连参数较佳的是每条传送线路特有的比特差错率BER，信号噪声比SNR和谱线。
由测量装置测量的四通连接参数较佳的是位于所有数据传送线路之间的串音等级。由测量装置测量的广义连接参数较佳的是影响数据传送线路的环境噪音等级。
根据本发明，在反多路复用装置的较佳实例中，反多路复用装置包括几个数字使用者环路调制解调器，其中每个调制解调器与一个数据传送线路相连接。
每个调制解调器较佳地测量各自数据传送线路的连接参数。
根据本发明，在百忙之中反多路复用装置的另一较佳实例中，数据传送线路将反多路复用装置与解多路复用装置相连接，解多路复用装置通过数据传送线路将由反多路复用装置传送的数据流进行解多路复用。
将宽带数据流传送给反多路复用装置的宽带数据线路较佳的是一个玻璃光纤，100集线器或是一个同轴缆线。
根据本发明在反多路复用装置的一个较佳实例中，反多路复用装置通过数据线路与一个将接收的宽带数据流载波到一个预先定好大小的数据单元中的斩波器装置。
在本发明一个较佳实例中，解多路复用装置包括数据接收缓冲器，其中每个接收缓冲器与各个数据传送线路相连接缓冲由反多路复用装置多路传送的数据单元。
在本发明一个较佳实例中，解多路复用装置与一个重构器相连接，该重构器使用附着在由斩波器装置生成的每个数据单元上的标记对数据单元进行重新排序。
根据本发明由反多路复用装置接收的宽带数据流较佳的是一个准同步数字系列数据流，同步数字系列数据流，异步传输方式数据流，以太网数据流，高级数据链路控制数据流或者是一个异步光纤网标准资料流。
根据本发明反多路复用装置的另一个较佳实例是，选择装置是一个中央处理器CPU。
在本发明的一个较佳实例中，中央处理器CPU在反多路复用装置里较佳地集成。
本发明还提供了一种多路复用系统，用于多路复用宽带数据流，以便通过彼此平行连接的多条数据传送线路传送数据流，所述多路复用系统包括根据权利要求1所述的反多路复用装置，和，一个通过多条数据传送线路与所述反多路复用装置相连接的解多路复用装置。
本发明还提供了一种对宽带数据流进行反多路复用的方法，包括以下步骤：(a)将所述接受的宽带数据流交流变换成预定大小的数据单元；(b)测量彼此平行连接的各数据传送线路的连接参数，其中，测量每条数据传送线路的内部连接参数、交叉连接参数和通用连接参数；(c)根据所测量的连接参数从总共N个可用的数据传送线路中选择一个K个数据传送线路的最佳子集，其中所选择的K个数据传送线路的子集为数据传送提供高可靠性；(d)激活所述数据传送线路中所选择的子集，以此以一种已知的次序通过所选择的K个数据传送线路的子集来传送所述数据单元。
随后较佳地对数据传送线路进行测量。
根据本发明在反多路复用方法的较佳实例中，分别对每个数据传送线路内连参数，四通连接参数和广义连接参数进行测量。
根据本发明在反多路复用方法的另一个较佳实例中，使用所有数据传送线路中被测量的连接参数以此生成一个连接参数矩阵。
较佳地减活没有被选择的数据传送线路。
根据本发明在该方法的一个较佳实例中，定期重复对数据传送线路的测量。
根据本发明在反多路复用方法的另一个较佳实例中，当激活的数据传送线路的连接参数显示通过该数据传送线路激活的数据传送线路的连接参数降低时，选择并激活一个减活的数据传送线路以此来代替一个激活的数据传送线路。
附图说明
根据本发明参照附图详细说明反多路复用的方法和反多路复用装置的较佳实例。
图1为一个电缆管道的横截面，该电缆管道由多种数据传送线路组成以此来解释本发明所隐含的问题。
图2为一个通过彼此平行连接的多种数据传送线路多路传送一个宽带数据流的多路传送系统的一个数据路径，根据本发明其包括一个反多路复用装置IMUX。
图3为一个根据本发明的反多路复用装置IMUX的结构图。
图4为一个根据本发明对宽带数据流进行反多路复用方法的一个较佳实例的流程图。
具体实施方式
如图2所示，根据本发明多路传送宽带数据流的传送系统的一个数据路径包括一个反多路复用装置1。多路传送系统包括两个分开的进行双向数据传送的数据路径。反多路复用装置1通过诸如铜制的双绞电话线的多种数据传送线路3，4，5，6与一个解多路复用装置2相连接。反多路复用装置1包括几个调制解调器3a，4a，5a，6a，在解多路复用装置2中通过数据传送线路3，4，5，6将数据单元传送到调制解调器3a，4a，5a，6a中。根据本发明反多路复用装置1与宽带数据线路7相连接并且从斩波器装置8中通过宽带数据线路7接收一个宽带数据流。斩波器装置8通过数据线路9从数据源中接收一个宽带数据流并且把通过数据线路接收到的宽带数据流载波到预先定好大小的数据单元中。线路9上的原始数据流作为有效负载被传送到由斩波器装置8生成的数据单元D中。
根据本发明反多路复用装置1接收数据单元D并且执行反多路复用以此通过数据传送线路的一组子集来分配接收的数据单元以此进行数据传送，该数据传送线路的一组子集为数据传送提供最高程度的可靠性。
解多路复用装置2通过选择的传送线路子集对由反多路复用装置1传送的数据流进行解多路复用并且通过数据线路10发送解多路复用的数据单元到重构器11中以此对数据单元D进行重新排列。
反多路复用装置1按已知的顺序通过选择的有效数据传送线路传送从斩波器装置8中接收的数据单元D。解多路复用器2由于连接延迟差值按不同的顺序接收数据单元。因比通过线路10由解多路复用器2发送的数据单元D的顺序不同与通过线路7由反多路复用装置接收的数据单元D的顺序。在生成数据单元D的过程中重构器11通过斩波器装置8使用附着在每个数据单元上的标记对数据单元进行重新排列。重构器11对数据单元进行重新排列以此通过线路9得到由斩波器装置8接收的原始数据流。通过数据线路12输出由重构器11重新排列的数据单元以此进一步进行数据处理。
反多路复用装置1和解多路复用装置2通过线路14，16都与中央处理器15a，15b相连接以此进行数据管理和多路传送控制。
根据本发明图3为一个反多路复用装置1的结构图。反多路复用装置1包括几个与各自数据传送线路3-6相连接的调制解调器3a，4a，5a，6a。通过线路13a-16a每个调制解调器3a-6a与反多路复用装置1的数据传送终端17相连接.另外，每个调制解调器3a-6a通过线路13b-16b与数据传送终端13c-16c相连接以此将反多路复用装置1与数据传送线路3-6相连接。每个调制解调器3a-6a测量各自数据传送线路3-6的连接参数并且通过各自参数传送线路13d-16d将测量的连接参数传送到反多路复用装置1中的参数传送终端18中。参数传送终端18与中央处理器15a相连接，中央处理器15a接收所有数据传送线路3-6中的测量的连接参数并且将连接参数存储到通过线路20与中央处理器15a相连接的存储装置19中以进行连接参数的进一步评价。
在反多路复用装置1的较佳实例中，中央处理器15a和存储测量的连接参数的存储装置19在反多路复用装置1中集成。
调制解调器3a-6a是较佳的数字使用者环路调制解调器。每个数字使用者环路调制解调器3a-6a测量各自连接线路3-6中的内连参数，四通连接参数和广义连接参数。
由调制解调器测量的内连参数是数据传送线路3-6所特有的比特差错率BER，信号噪声比SNR和谱线。
由调制解调器3a-6a测量的四通连接参数是位于各自连接线路与其他剩余连接线路之间的串音等级。
由调制解调器3a-6a测量的广义连接参数是影响各自连接线路的环境噪音等级。
所有连接线路3-6中测量的连接参数在存储器19中被中央处理单元15所存储。在存储连接线路参数基础上，对数据传送线路3-6的一组最佳子集进行选择之前，中央处理器15a生成一个参数矩阵P。
其中，Aii是基于比特差错率BER，信号噪声比SNR上的内部信道质量参数，其中Aij是基于不同数据传送线路之间的串音交扰信道质量参数。其中，N是将反多路复用装置1与解多路复用装置2相连接的所有可得数据传送线路的数量。在如图2所示的例子中，可得数据连接线路的数量N是4。中央处理器评价参数矩阵P并且从总数为N的可得连接线路中选择K条数据传送线路的一组子集，其中，由中央处理器选择的K条数据连接线路的一组子集在位于反多路复用装置1和解多路复用装置2之间的数据传送中提供最高的可靠性。
在对数据传送线路最佳的一组子集进行选择之后，中央处理器15a通过一个与控制终端21相连的控制线路13e-16e激活各自调制解调器3a-6a用于数据传送。减活剩余的没有被选择的数据传送线路的调制解调器。在选择过程中，中央处理器15a为从最佳数据传送连接到最差数据传送连接线路的所有数字使用者环路连接划线。开启传送频宽所需的最佳K条数据传送线路。关掉剩余的数据传送线路。在所有有效数据传送线路K上测量数据线路质量。如果由于断开而发生数据线路失败或如果一条激活的数据传送线路发生高比特差错率时，通过减活各自的调制解调器关掉该数据传送线路并且开启最佳下一个可得数据传送线路来代替有故障的数据传送线路。
定期重复测量数据传送线路的连接参数。当一条数据传送线路断开或具有高比特差错率时，发生转换。使用N条具有宽于所要求频宽的理论频宽的数据连接线路并且选择数据连接线路的最佳一组子集来提供在比特差错率或信号噪声比方面的一个高故障容错和更好的连接质量。自动执行对数据连接线路的最佳子集选择并且在所有可得数据连接线路之间进行动态的转换以此在反多路复用装置1与解多路复用装置之间提供最佳集合数据传送连接。
如图2所示的例子中，中央处理器15a选择数据传送线路3，4，5作为数据传送线路的一组最佳子集，但是关掉数据传送线路6。如果断开数据传送线路3，中央处理器15a打开数据传送线路6以此来替换被断开的数据传送线路3。没有被中央处理器15a打开的数据传送线路在数据传送中提供一个冗余。如果一个较高频率的频宽对数据传送来说是必需的，可以打开备份数据传送线路以此提供必需的总共频率频宽。
数据连接可以基于诸如准同步数字系列数据流，同步数字系列数据流，异步传输方式数据流，以太网数据流，高级数据链路控制数据流或一个异步光纤网标准资料流的任何数字使用者环路技术。
通过宽带数据线路7由反多路复用装置1接收的宽带数据流可以是诸如准同步数字系列数据流，同步数字系列数据流，异步传输方式数据流，以太网数据流，高级数据链路控制数据流或一个异步光纤网标准资料流之中任何一种数据流。当使用数字使用者环路技术时，如图2所示的多路传送系统可以用于上流和下流数据传送方向。两边的中央处理器15a，15b处理选择步骤和冗余线路的转换步骤。反多路复用装置1通过集合频宽的最佳K条数据连接线路保证高频宽和点到点的全双工数据比特流。另一N-K条数据连接线路作为备份链接用于系统。就比特差错率BER或信号噪声比SNR来说，故障数据连接线路的检测将带来具有最佳可得备份链接的故障数据连接线路的热交换。
根据本发明反多路复用装置1可以从功率源中局部的获得动力或者可以通过连接线路远距离的获得动力。
双绞线数据连接线路可以将中央局交换机与一个箱子或一个控制，底座的控制或一个终端用户或位于同一建筑物内的两个空间相连接。反多路复用装置1减少远距离的高速数据传送耗费，因为传统数据传送线路可以用于宽带数据传送。传送的数据通过诸如电缆管道的同一连接媒介进行传送，因此带来一个非常小的时间延滞。如图2所示的多路传送系统提供高频宽连接并且不需安装一个昂贵的新的光纤电缆连接。代替地，可以使用现存的铜制双绞线。
根据本发明图4为宽带数据流的反多路复用方法的一个较佳实例。
从步骤0开始，在步骤1中所有的发射器，例如在反多路复用装置中的调制解调器3a-6a全部被关闭。
在步骤S2中，测量所有接收器Rx上的环境噪音，例如解多路复用装置2内的调制解调器3b-6b。
在步骤S3中，开启第一发射器，例如反多路复用装置中的调制解调器3a。
在步骤S4中，检查是否接收器1，例如解多路复用装置2内的调制解调器3b，固定在发射装置3a上。
如果解多路复用装置2内的调制解调器3b固定在各自的发射装置3a上，数据传送线路3特有的比特差错率BER和谱线作为步骤S5中数据传送线路中内连参数被测量。
在另一个测量步骤S6中，测量位于数据传送线路3和剩余的其他通信线路4-6之间的串音。
在步骤S7中操作过程继续，其中再一次关掉操作发射装置。
接着在步骤S8中，开启诸如反多路复用装置1中调制解调器4的下一个发射装置并且重复测量步骤S4-S6。在检测步骤10中在测量最后数据传送线路的连接参数之前，完成反多路复用装置1中所有发射装置3a-6a。
检测所有连接参数之后，在步骤S11中生成一个参数矩阵P。
在步骤S12中，在参数矩阵P的基础上中央处理器15a选择最佳K条数据连接线路。
在步骤S13中，中央处理器15激活选择的数据传送线路中的调制解调器进行数据传送。
图4所示步骤在步骤S15中不发生。
定期重复测量数据传送线路。当激活的数据传送线路的连接参数显示通过该数据传送线路数据传送降低时，选择并激活一个减活的数据传送线路以此来代替一个激活的数据传送线路。
Claims (20)
1.一种对经由宽带数据线路(7)接收的宽带数据流进行反多路复用的反多路复用装置，包括：
(a)一个斩波器(8)，用于将所述接受的宽带数据流斩成预定大小的数据单元(D)；
(b)多个调制解调器(3a-6a)，各连接至各自的一个数据传送线路(3-6)，用于测量彼此平行连接的各数据传送线路(3-6)的连接参数，其中，所述调制解调器(3a-6a)测量所述数据传送线路(3-6)的内部连接参数、交叉连接参数和通用连接参数；
(c)选择装置，用于根据所测量的连接参数从总共N个可用的数据传送线路(3-6)中选择一个K个数据传送线路(3-6)的最佳子集，其中所选择的K个数据传送线路(3-6)的子集为数据传送提供高可靠性；
(d)激活装置(15a)，用于激活所述数据传送线路(3-6)中所选择的子集，以此以一种已知的次序通过所选择的K个数据传送线路的子集来传送从所述斩波器(8)接收的所述数据单元(D)。
2.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述数据传送线路(3-6)是数字用户线连接线。
3.根据权利要求2所述的反多路复用装置，其中，所述数字用户线连接线(3-6)是铜制的双绞电话线。
4.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，由所述调制解调器(3a-6a)测量的所述内部连接参数是每条数据传送线路(3-6)的比特差错率(BER)，信噪比(SNR)和谱线特征。
5.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，由所述调制解调器(3a-6a)测量的所述交叉连接参数是位于各条数据传送线路和剩余的其他数据传送线路之间的串扰音的串扰量。
6.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述通用连接参数是通过所述数据传送线路(3-6)影响数据传送的环境噪声的环境噪声量。
7.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述调制解调器(3a-6a)是数字用户线调制解调器(3a-6a)。
8.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述数据传送线路(3-6)将所述反多路复用装置(1)与一个解多路复用装置(2)相连接，用于通过所选择的所述数据传送线路(3-6)的子集对由所述反多路复用装置(1)发送的数据单元(D)进行解多路复用。
9.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述宽带数据线路(7)是一个玻璃纤维，100base T，或是一个同轴缆线。
10.根据权利要求8所述的反多路复用装置，其中，所述解多路复用装置(2)包括接收数据缓冲器，其中每个缓冲器与各自的数据传送线路(3-6)相连接，用于对由反多路复用装置(1)多路复用的数据单元(D)进行缓冲。
11.根据权利要求10所述的反多路复用装置，其中，所述解多路复用装置(2)与一个重构器(11)相连接，用于使用附着在由所述斩波器(8)生成的每个数据单元上的标记对所述数据单元(D)进行重新排序。
12.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，所述宽带数据流是一个准同步数字系列数据流、一个同步数字系列数据流、一个异步传输方式数据流、一个以太网数据流、一个高级数据链路控制数据流或一个同步光纤网数据流。
13.根据权利要求1所述的反多路复用装置，其中，由集成在所述反多路复用装置(1)中的一个中央处理器(15a)形成所述选择装置和所述激活装置。
14.一种多路复用系统，用于多路复用宽带数据流，以便通过彼此平行连接的多条数据传送线路(3-6)传送数据流，所述多路复用系统包括根据权利要求1所述的反多路复用装置(1)，和
一个通过多条数据传送线路(3-6)与所述反多路复用装置(1)相连接的解多路复用装置(2)。
15.一种对宽带数据流进行反多路复用的方法，包括以下步骤：
(a)将所述接受的宽带数据流交流变换成预定大小的数据单元(D)；
(b)测量彼此平行连接的各数据传送线路(3-6)的连接参数，其中，测量每条数据传送线路(3-6)的内部连接参数、交叉连接参数和通用连接参数；
(c)根据所测量的连接参数从总共N个可用的数据传送线路(3-6)中选择一个K个数据传送线路(3-6)的最佳子集，其中所选择的K个数据传送线路(3-6)的子集为数据传送提供高可靠性；
(d)激活所述数据传送线路(3-6)中所选择的子集，以此以一种已知的次序通过所选择的K个数据传送线路的子集来传送所述数据单元(8)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，相继地测量所有数据传送线路(3-6)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，从所有数据传送线路(3-6)中测量的连接参数中生成一个连接参数矩阵P。
18.根据权利要求15或16所述的反多路复用的方法，其中，没有被选择的数据传送线路(3-6)未被激活。
19.根据权利要求15或16所述的反多路复用的方法，其中，定期重复地测量所述数据传送线路(3-6)。
20.根据权利要求18所述的反多路复用的方法，其中，当激活的数据传送线路的所述连接参数显示通过该数据传送线路数据传送质量降低时，选择并激活未被减活的数据传送线路以比代替一个激活的数据传送线路。
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