CN102804653A - 可变比特率设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种信号集中器，包括：-并行到串行转换设备，其包括串行输出端和多个并行输入端，-控制单元，其包括：检测装置，适于检测所述并行到串行转换设备的所述多个并行输入端的活动性；指示装置适于指示到所述并行到串行转换设备的活动的并行输入端；以及控制装置，适于根据所述多个并行输入端的所述活动性而设置所述串行输出端的操作比特率。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络领域，并且具体涉及具有比特率灵活性的动态网络。
背景技术
当前通信网络包括具有不同比特率的不同类型的传输链路。从而，为了减少传输成本同时提供增强的服务，一种想法是将多个低比特率数据流聚集为高比特率数据流以用于高速通信。
在现有技术中，已知允许聚集若干信号的集中器(concentrator)，但无论所接收的信号的数目有多少，输出传输链路的比特率总是相同。实际上，在不活动输入的情况下，实现比特填充以补偿遗失的信号。
因此，无用的信号被传输，这使所需的能量最大化并且可能导致降低的信号质量。
此外，适配集中器的输出端口的比特率的另一方案是修改网际协议(IP)路由器从而使得它可以递送可变比特率。然而，这样的方案需要显著和昂贵的修改，并且可能导致与现存路由器的兼容性问题。
发明内容
因此本发明的一个目的是克服现有技术的上述缺点，并且提供一种方法，该方法允许将可变数目的输入低比特流信号聚集为具有可变高比特率的输出信号，而不需要网络设计中的重要修改。
由此，本发明涉及一种信号集中器，包括：
-并行到串行转换设备，包括串行输出端和多个并行输入端，
-控制单元，包括：检测装置，适于检测所述并行到串行转换设备的所述多个并行输入端的活动性(activity)；指示装置，适于指示到并行到串行转换设备的活动的并行输入端；以及控制装置，适于根据所述多个并行输入端的所述活动性而设置串行输出端的操作比特率。
根据另一实施例，控制装置包括时钟信号生成器，该时钟信号生成器用于根据所述多个并行输入端的活动性而生成时钟信号，所述时钟信号允许对操作比特率的设置。
根据进一步的实施例，所述并行到串行转换设备的所述多个并行输入端耦合到多个固定比特率传输线，并且并行输入端的活动性检测包括检测在所述并行输入端处的所接收的数据信号。
根据附加的实施例，所述传输线具有相同的比特率。
根据另一实施例，通过检测活动的并行输入端的数目来确定串行输出端的操作比特率。
根据进一步的实施例，由并行输入端所接收的信号具有不同的比特率，并且控制单元包括确定装置，该确定装置适于确定所接收的信号的比特率。
根据附加的实施例，时钟信号对应于活动的并行输入端的时钟速率之和。
根据另一实施例，并行到串行转换设备包括先入先出(FIFO)队列，活动的并行输入端被顺序地扫描，并且在所述活动的并行输入端上所接收的信号的预定数目的比特被传输到所述FIFO队列，所述FIFO队列的输出端与并行到串行转换设备的输出端相对应。
根据进一步的实施例，所述预定数目的比特等于1。
根据附加的实施例，所述预定数目的比特对应于一字节。
根据另一的实施例，所述预定数目的比特对应于一帧。
本发明还涉及一种光学传输系统，包括：
-信号集中器，
-耦合到并行到串行转换设备的串行输出端的可变比特率光应答器(transponder)。
本发明还涉及一种信号分发器，包括：
-串行到并行转换设备，包括串行输入端和多个并行输出端，
-控制单元，其包括：检测装置，适于检测在所述串行输入端处所接收的信号中所包括的独立数据信号的数目和所述信号的组织；以及控制装置，适于将在所述串行输入端处所接收的信号向所述多个并行输入端分发。
本发明还涉及一种光学接收系统，其包括：
-信号分发器，
-耦合到并行到串行转换设备的串行输入端的可变比特率光应答器。
附图说明
图1是表示集中器的图；
图2是表示具有不活动输入端的集中器的图；
图3是表示根据本发明的集中器的可能实施例的图；
图4是表示根据本发明的接收器的可能实施例的图。
具体实施方式
如这里所使用的，术语“活动输入端”指对数据信号进行接收的输入端；
如这里所使用的，术语“Gb/s”指单位“千兆比特每秒”；
如这里所使用的，术语“GHz”指单位“千兆赫兹”。
本发明的实施例涉及如图1中所描述的集中器或传输系统1，其允许将在多个并行输入信道3上所接收的信号聚集到串行输出信道5上，该串行输出信道5具有的比特率等于输入信道3的比特率之和。在图1中，传输系统包括四个输入信道3，其每个具有10Gb/s比特率，从而输出信道5具有40Gb/s比特率。此外，提供了与输出信道的比特率(在本情况下为40GHz)相对应的时钟信号7。
此外，如果如图2中所示仅有输入信道3中的三个活动，则输出信道5的比特率变为与30GHz的时钟信号7相对应的30Gb/s。另外，比特率对于实际需要的适配允许在比特率降低时节省能量并且改善信号质量。
图3表示根据本发明的传输系统1的可能实施例。所述传输系统1包括四个输入信道3(也被称作支路(tributary))，每个输入信道具有10Gb/s的比特率。
应当注意，10Gb/s的值和四个输入信道3的数目是作为例子给出的(因为当前通信网络中一般使用1040Gb/s和40Gb/s传输链路)，但在本发明的范围内可以使用任何值。
所述支路3连接到并行的先入先出(FIFO)输入端9。附加控制数据信道11提供输入信道3的状态(活动或空闲)。所述控制数据信道11连接到每个FIFO输入端9的活动检测装置15。在传输系统1的第一部分101中，在对应的FIFO输入端9的队列中接收在输入信道3上传输的活动流的数据。然后，对应于槽尺寸，每个活动FIFO队列的预定数目的比特13以10GHz的时钟速率被复制到开关19的对应输入端17。
所述预定数目的比特13依赖于所选择的配置并且允许在缓冲尺寸(队列长度)和时钟频率之间选择最优权衡。它例如可以是每比特1比特、每字节1字节或每帧1帧的选择。
在部分102中，开关19顺序地扫描每个活动输入端17的所选择的预定数目的比特，并且在输出FIFO队列21中写入所述比特。扫描速率等于(40/n)GHz，其中n是预定数目的比特13。
此外，控制数据信道11也连接到频率生成器23。从而，在步骤103，频率生成器23生成对应于实际总比特率的时钟信号7，例如在这个具有四个10Gb/s的活动输入流的例子中，所生成的时钟信号是4*10GHz，也就是说40GHz。
因此输出FIFO队列21的数据被读出、多路复用并且以40Gb/s比特率传输到输出信道5。
如果输出信道3中的一个变为不活动，如同在图2中的情况那样，这样的不活动性(空闲状态)的信息被通过控制数据信道带到传输系统1。作为结果，开关21将仅扫描三个剩余的活动输入端17，并且频率生成器23将生成30GHz的时钟信号，从而输出FIFO队列的数据将被读出并且以30Gb/s比特率传输到输出信道5。
此外，在光网络的情况下，可变比特率光应答器可以耦合到输出信道5以将电信号转换为具有相同比特率的对应的光信号。从而，所传输的光信号的比特率根据需要通过光网络传输的数据量而变化。
在通过通信网络的传输之后，信号在出口节点被接收。在光传输网络的情况下，由于位于出口节点的输入端处的光应答器，信号被转换为电子信号。
图4表示了分发器或接收系统2的可能实施例。由所述接收系统2实现的操作对应于相对于图3中所呈现的传输系统1的逆操作。
通过输入信道25在FIFO输入端27上接收所传输的信号。时钟信号7也在接收系统2传输和接收。所述时钟信号7被传输到FIFO输入端27以允许所述输入端处理所接收的数据。另外，包括对所接收的信号解多路复用所需的信息的控制数据信道37连接到接收系统2。所述信息例如包括总比特率、活动输入信道的数目和槽尺寸(用于多路复用的比特的数目)。基于该信息并且使用时钟信号7，开关控制器31管理开关29的位置以在FIFO输出端33之间分发信号。由时钟生成器35生成的时钟信号(例如10GHz)被分发到不同的FIFO输出端33，以便按所需的比特率(例如10Gb/s)将解多路复用后的信号向输出信道39传输。
基于先前的例子，如果所接收的信号具有40Gb/s的比特率并且包括四个活动输入信道，其中每个活动输入信道具有1字节的槽尺寸，那么开关控制器31将第一个接收到的字节顺序地发送到第一FIFO输出端33、将第二个字节发送到第二FIFO输出端33，等等，从而在传输系统1的四个输入信道3处接收的四个初始信号将在FIFO输出端33处被重新创建。在图2中所描述的情况下，在输入信道25上接收的信号具有30Gb/s的比特率并且包括三个活动输入信道。所述信息被通过控制信道37传输，并且三个信号将在三个对应的输出信道39处以相同的方式被重新创建。
根据另一实施例，在不同的输入信道3上所接收的信号具有不同的比特率(例如对于前两个输入信道是10Gb/s，对于随后的两个输入信道是5Gb/s)或对应于略微不同的比特率的不同格式。在这样的情况下，可以监测开关19的位置以考虑到不同的比特率，从而开关在一个位置所花费的时间与根据对应的输入信道3的比特率所需的时间相对应。此外，附加的数据(诸如各比特率)将被添加到控制数据信号37中，以允许开关控制器31和开关29对所接收的信号进行正确地解多路复用。此外，时钟生成器35将必须对于每个信号生成单独的时钟信号，以在FIFO输出端33处重新创建初始信号。这样，在两个输入信道为10Gb/s而两个信道为5Gb/s的情况下，当全部输入信道3是活动的时，输出信道5的操作比特率是30Gb/s并且包括四个支路。然后控制数据信道将向接收系统2传输所述信息，以在输出信道39处重新创建四个信号，其中两个信号具有10Gb/s比特率而两个信号具有5Gb/s比特率。
作为结论，本发明的实施例允许根据活动输入信道信号的数目而适配所传输的信号的比特率。这样的比特率灵活性降低了功率消耗、允许网络对用户需求适配、并且减轻了升级当前网络以提高容量的需要。此外，所传输的信号的比特率的减小减少了信号损坏并且因此产生更好的信号质量。
Claims (13)
1.一种信号集中器(1)，包括：
-并行到串行转换设备，包括串行输出端(5)和多个并行输入端(3)，
-控制单元，包括：检测装置，适于检测所述并行到串行转换设备的所述多个并行输入端的活动性；指示装置，适于指示到所述并行到串行转换设备的活动的并行输入端；以及控制装置，适于根据所述多个并行输入端的所述活动性而设置所述串行输出端的操作比特率，所述控制装置包括时钟信号生成器(23)，所述时钟信号生成器用于根据所述多个并行输入端的所述活动性而生成时钟信号，所述时钟信号允许对所述操作比特率的所述设置。
2.根据权利要求1所述的信号集中器(1)，其中所述并行到串行转换设备的所述多个并行输入端(3)耦合到多个固定比特率传输线，并且其中对并行输入端的活动性检测包括检测在所述并行输入端处的所接收的数据信号。
3.根据权利要求2所述的信号集中器(1)，其中所述传输线具有相同的比特率。
4.根据权利要求3所述的信号集中器(1)，其中通过检测活动的并行输入端(3)的数目来确定所述串行输出端(5)的所述操作比特率。
5.根据权利要求1所述的信号集中器(1)，其中由所述并行输入端(3)接收的信号具有不同的比特率，并且其中所述控制单元包括确定装置，所述确定装置适于确定所接收的信号的比特率。
6.根据权利要求1和5所述的信号集中器(1)，其中所述时钟信号对应于所述活动的并行输入端的时钟速率之和。
7.根据前述权利要求之一所述的信号集中器(1)，其中所述并行到串行转换设备包括先入先出(FIFO)队列，并且其中所述活动的并行输入端被顺序地扫描，并且在所述活动的并行输入端上接收的信号的预定数目的比特被传输到所述FIFO队列，所述FIFO队列的输出端与所述并行到串行转换设备的输出端相对应。
8.根据权利要求7所述的信号集中器(1)，其中所述比特的所述预定数目等于1。
9.根据权利要求7所述的信号集中器(1)，其中所述预定数目的比特与一字节相对应。
10.根据权利要求7所述的信号集中器(1)，其中所述预定数目的比特与一帧相对应。
11.一种光学传输系统，包括：
-根据前述权利要求之一所述的信号集中器(1)，
-耦合到所述并行到串行转换设备的串行输出端的可变比特率光应答器。
12.一种信号分发器(2)，包括：
-串行到并行转换设备，包括串行输入端和多个并行输出端。
-控制单元，包括：检测装置，适于检测在所述串行输入端处接收的信号中所包括的独立数据信号的数目和所述信号的组织；以及控制装置，适于将在所述串行输入端处接收的信号向所述多个并行输入端分发。
13.一种光学接收系统，包括：
-根据权利要求12所述的信号分发器，
-耦合到所述并行到串行转换设备的串行输入端的可变比特率光应答器。
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