CN1167550A - 电信系统中的附加比特信令 - Google Patents

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Abstract

电信系统包括一种附加比特信令方法和在一个前端(300)和多个远程终端(500)间传递信令信息的装置，终端之间通过一个无源分布网络相连。根据本发明，在一连续帧的每个信道上都添加一位附加比特，此比特具有可识别的数据序列结构。因此本发明在每个信道上添加一位附加比特的目的是使每个信道抽样都携带其自身的复帧信息和定位信息，以便远程终端监视这些附加比特来搜索复帧信息和定位信息并识别每一帧内的各个时隙。附加比特可进一步用作带外信令或提供辅助的数据链路。

Description

电信系统中的附加比特信令
                    发明领域
本发明主要涉及的是通信系统领域，更具体地说，涉及的是一种通过附加到每个n比特的信道抽样上的一位附加比特在发送电信设备和接收电信设备之间传输定时信息和信令信息的方法。
                    本发明的背景
T1是北美的数字传输标准，主要用于提供远距离的电话业务。T1数字传输链路的容量是1.544Mbps(每秒1.544兆比特)。在大多数T1电信系统中，24个语音信道(通话)以8KHz的速率进行抽样，每个抽样占8比特(每8比特通话抽样称作一个“DS0”)。24个8比特抽样时分复用(TDM)到一起形成一帧(一个“DS1”)。为了区分时分复用(TDM)帧内的各个时隙，每一帧上都附加了一位具有可识别的数据序列结构的成帧比特。一般这些帧以各种格式串联在一起形成超帧。超帧(SF)和扩展超帧(ESF)是已广泛应用的成帧格式中两个众所周知的例子。
现存电信系统的用户环路大多由铜线组成。但是，目前许多无源分布媒介作为铜线的替代物变得更为可行。例如，日趋成熟的光纤技术使得在用户环路上经济有效地采用光纤成为可能。1990年12月11日美国公布了一个采用光纤的系统，专利号4,977,593，专利属于British Telecommunications。此系统于此处用作参考。光纤作为一种传输媒介提供了多种好处。它可以提供无噪声的信号传输环境，可抗电磁干扰，不会产生引入串话的电磁干扰，并支持很高的传输速率。此外，光纤还为将来的系统升级提供了潜在的可能性，比如宽带业务，这在铜线上是无法传输的。
然而在无源分布网络系统中，信号将重新组帧、采用变换过的成帧格式。变换后每个DS0将不再与DS1成帧比特相关联，因此需要一种传输复帧和定位信息的新机制。
                      概述
为了克服以上所述的技术中的缺陷，本发明提供了一种信令系统，此系统可在发送电信设备与接收电信设备间传递复帧定时信息和定位信息、发送和接收设备间通过一个无源分布网络(PDN)相连。根据本发明，每个n比特的信道抽样上要增加一位具有可识别的数据序列结构的附加比特。经过变换的信道将以变换过的成帧格式传送到相应的接收设备处。接收设备监视附加比特来定位复帧信息并识别每一帧内的各个时隙。接收装置把附加比特信号环回至发送装置，发送装置监视附加比特的结构来定位复帧信息，并确保光纤环路中的返回数据与输出数据一致。附加比特还进一步可用作带外信令或者提供辅助数据链路。
                  附图的简要描述
在附图里，所有图中的相同数码代表同一元素：
图1以框图形式展示了一种代表性的电信系统。
图2显示了DS1U的框图。
图3显示了RU的框图。
图4显示了RU成帧器更详细的框图。
图5显示了用于控制RU成帧器的状态机图。
图6显示了经过DS1U的其中一条业务通道的框图。
图7显示了用于控制定位和扫描成帧器的状态机图。
图8显示了本发明信令系统中经修改的成帧格式图。
              优选实施例的详细描述
在以下优选实施例的详细描述中，在本文件中构成一部分的附图给出的参考实施例。附图中以图解方式展示了一个具体实施例。本发明可在该实施例中实际应用。本实施例充分详细的描述足以使技术熟练人员实现和应用本发明。允许采用其它实施例，也允许对本实施例做结构上的改变，只要不脱离本发明的精神与范围。因此不要狭义地理解以下的详细描述，本发明的应用范围将在所附的权利要求中作定义。
                 网络拓扑结构
现在将给出一个采用本发明信令系统的示例电信系统的综合描述。图1的框图形式显示了代表性电信系统100。应当理解，只要不脱离本发明的应用范围，也可以采用其他配置和拓扑结构。
系统包括一个主分布终端(HDT)300，是本地数字交换机(LDS)200与多个无源分布网络(PDN′S)500间的接口，在优选实施例中，HDT300以Bellcore的文献TSY-000008所描述的传统的众所周知的传输格式即TR-8传输格式接收和发送信号至LDS200。此格式携带的基本信号是DS1信号，且传输系统是传统的T1数字传输系统。如前所述，DS1信号由24个复用的8比特信道抽样和一位成帧比特组成。每8比特信道抽样，即DS0，代表单个信道(比如一个电话通路)，由于每个DS0是8比特宽，因此按照本发明信令系统添加到每个DS0上的附加比特在这里指的是第九比特信号，即“NBS”。虽然本信令系统此处是按DS1/DS0成帧格式进行描述的，但是也适于用在其他信令格式如DS2，DS3，CEPT或其他相应的信道化信令格式中，本信令系统也能用在采用多于或少于8比特信道抽样的抽样格式中。因此不要狭义地理解此处所用的名词“第九比特信号”，在此处只作优选实施例讨论之用途。
再参看图1，HDT300还包括一个控制HDT300的功能操作的系统控制器单元402。系统控制器单元402包括一个处理单元和软件程序用于处理及向HDT300中的硬件发送控制信号，它还包括故障处理和中断处理程序及其他的系统控制功能。HDT300还包括几个DS1单元(DS1U)400。DS1U′S400为接入HDT300的TR-8线路提供终接点并为LDS200发送来的TR-8信号提供1.544MHz到2.56MHz的速率适配。DS1U′400也完成TR-8格式到本信令系统的第九比特信令格式的转换。
分配单元(DU)310是HDT300和PDN′S500间的接口。对于PDN500使用无源光网络的情况，FU300完成HDT到用户(下行流)的信号的电光转换和用户到HDT(下行流)的信号的光电转换。
信号经PDN′S500发送给一系列的远程单元(RU)600。把每个PDN500看成一个分路的点到多点的光纤网络更为确切，但是使用其他无源网络介质替代光纤也可行，此时最好把PDN500设置成完全的双向操作。对于第一种配置，每个PDN500包含独立的上行链路和下行链路，分别在其中传输上行数据流和下行数据流。对于另一种配置，PDN500则包括双向操作所需的全双工链路。具体的PDN配置并不限制本信令系统的范围。
每个RU600接收来自一个PDN′S500的一条链路，且由此链路HDT300广播式地发送相应的TDM信号。RU′S600存取为其地址指定的TDM时隙以及任一个与此地址有关的信令时隙。用户700把语音或者数据发回RU600以传送回HDT300，因此每个RU600都包括各种电缆线路终端，在PDN媒介与用户室内线路间进行信号转换所需的电子设备，以及各种用作复用、数模转换、信令和测试的电子设备。物理上RU′600可以位于每个单个用户700处，或者让多个用户共享(如图1所示)。在后一种情况下，每个RU都放置在控制侧并安装有与多条用户室内电话线间的接口。
                 成帧格式
尽管SF和ESF成帧格式对技术人员来说已众所周知，但是为了解释和阐明问题，以下将对SF帧格式描述一下。超帧(SF)成帧格式的帧结构如下：
|<------超帧(2316比特)------>|
|帧1|帧2|帧3|帧4|......|帧11|帧12|DS1：|<-----帧(193比特)------>|
|F|信道1|信道2|......|信道24|DS0              |<---信道(8比特)--->|
             |比特7|比特6|......|比特0|
如上所示，SF由12个DS1帧组成，其中每个DS1帧包括24个8比特信道抽样(DS0)和一位成帧比特。从表1可看到A和B SF带内信令固定放在第6和第12帧。
                  表1帧号#        Ft比特        Fs比特         信令比特
         第1比特       第1比特        第8比特
         奇帧          偶帧           每信道
                                      6的倍数帧1            12                          03            04                          05            16                          1              A7            08                          19            110                         111           012                         0              BNBS信令
在大多数用户环路采用无源分布网络的系统中，HDT300与RU′S600间传送的信号在PDN′S500上并不是以TR-8格式传送的。而需要一种PDN′S上传输所特有的内部成帧格式来传送信息。此外，由于所给定的DS1帧中的每个DS0有可能指派给不同的用户700，因此他们必须由不同的PDN′S500指定路由。输入的DS1帧中的DS0将按照以下更详细的讨论进行重新组帧，以使得所给定帧或者一连串帧中的所有DS0按他们的地址接到相同的RU上。
由于重新成帧，所以给定的DS1中的各个DS0与DS1成帧比特将不再有关联，因此需要一种传送复帧信息和定位信息的不同机制。本信令系统提供了这种方法，通过它所需的信令信息和定位信息可以传送给RU′S600。
为了把信令信息和复帧定位信息传送给RU′S600，在DS0重新成帧前，必须在每一个DS0上附加一位具有可识别的数据序列结构的第九比特(即第九比特信号或NBS)。新的9比特信道格式表示成一个“DS0+”，如下表示：DS0+：|<---信道(9比特)--->|
  |NBS|比特7|......|比特0|
再参看图1，DS1U400按照下面要提到的更详细的描述把NBS添加到每个DS0上，然后所得到的DS0+由时隙交换(TSI)306适当地选择路由，TSI306是一种目前已众所周知的NXM交叉连接交换方式。TSI306可把N个输入DS0+时隙中的任一个送到M个输出DS0+时隙的任一个上，这样DS0+就可以按时间(比如成帧时隙)和空间(比如某一帧)两种方式改变DS0+的路由。然后把经过路由选择的DS0+传送给分配单元320，复用成图8所示的PDN成帧格式的信号。图8显示了PDN帧(PDNF)800，它由24个DS0+信道组成，总共含有216个信息比特。NBS信令结构
表2显示了本信令系统的第九比特信令(NBS)结构，既包括了用于SF(AB)带内信令格式的信令结构，也包括用于ESF(ABCD)带内信令格式的信令结构，甚至包括用于ESF带外信令格式的信令结构。
                        表2
：带内
                     SF NBS    ESF NBS    ESF NBS
      信令比特值     (带内)    (带内)     (带外)帧号#       AB  ABCD1                       1         1          12                       1         1          13                       1         1          14                       0         0          05                       0         0          06       A   A           0         0          07                       F         F          F8                       X         0          19                       0         0          010                       X         X          X11                       X         X          X12       B   B           0         0          013                       1         X          XA14                       1         X          XB15                       1         0          016                       0         X          XC17                       0         X          XD18       A   C           0         0          019                       F         X          X20                       X         X          X21                       0         0          022                       X         X          X23                       X         X          X24       B   D           0         0          0
对于标准的SF操作，NBS携带的是1110000×0××0结构。对于标准的EFS操作，前12帧携带的结构与12帧SF NBS相同，从13帧到24帧的结构是××0××0××0××0，这样通过第15帧NBS的不同就可以把ESF成帧格式与SF成帧格式区分开来，ESF的第15帧NBS是“1”，而SF的相应位置的NBS是“0”(重复第3帧)。
表2的最后一列所示的“×”比特在本信令系统中不是用来传递定位信息或者复帧信息的，因而是作其他几个用途的。在本发明的一个实施例中，没有用到X比特，只简单地被置为0在其他优选实施例中，X比特可用来组成如下所述的辅助数据链路，也可用作如下所述的带外信令，或者用作各种其他用途。
对于ESF帧格式中的带外信令来说，信令信息不是由从第6帧、第1 2帧、第18帧和第24帧提取的比特而是由X比特传送的。对于24帧的ABCD结构，第8帧为0代表带内信令而第8帧为1代表带外信令。XA、XB、XC和XD比特分别为A、B、C和D信令比特提供了通路。信令比特从公共路信令信道中提取出来并放到X比特中。NBS成帧结构仍然用来定位复帧信息和用作用户环路上的一致性检查，如前面讨论过的带内情况一样。
如果在某个DS1上检测到帧失步(OOF)和信号丢失(LOS)，那么所有的电信系统都要按Bellcore PUB 43801-sec.2.5和TR-303-sec.4.4.9所要求的实现“冻结”，这是已为技术人员们熟知的电信标准。冻结是一个状态，即故障发生前冻结从RU送来的信令条件，以使得信道能保持与故障发生时相同的状态。由于RU 600无法读取HDT300发出的LOS或者OOF信号，所以可用本发明的NBS来传递冻结信息。那么一旦HDT检测到OOF或者LOS信号，表1所示的F比特就置为1，表1所示的优选实施例的SF冻结结构与SF标准结构的唯一不同之处是标准条件下第七帧的NBS(F比特)为“0”，而冻结条件下为“1”。
在其它应用中，NBS可以用作一条数据链路，包括成帧比特在内的整个DS1可以在RU和DS1U之间进行传输，在此应用中，往RU去的下行流中NBS携带的是预防信息和控制信息而从RU来的上行流中NBS携带的是性能信息。由于成帧比特和DS1信号是作为一个整体进行传送的，所以在NBS中不需要携带定位信令信息。在此数据链路方式下，NBS携带了一比特映射信号，用来预防和控制RU600。详细的硬件描述
图2显示了DS1U400的更详细框图。DS1U从以上所述的那些NBS信令格式中选择出合适的附加到下行流方向的每一个DS0上，并监视从RU发来的上行流中环回的NBS。在下行流方向上，成帧器410是通用的DS1成帧器芯片，它可以定位接收到的DS1上的成帧信息，而且成帧定位信息可以通过信号FRAMESYNC来定位第九比特生成器420。系统控制器单元402中运行的软件把从表2所示的那些信令格式中选择出来的合适NBS结构加载到第九比特生成器420的24比特移位寄存器上。移位寄存器中的值每帧(比如8KHz)移出一次，即每帧移出一比特。例如，SF或者ESF成帧格式的第一帧中的每个DS0中的每位NBS比特都设置为“1”，第二帧的每个DS0的每一位NBS比特也设置为“1”，并同样地设置第三帧的每位NBS比特为1，而第四帧的每位NBS比特为“0”，等等。这些NBS比特值是按照表1所示的前4个NBS比特描述的。(例如1110)。
当用于数据链路方式时，第九比特生成器420每DS0+移出一位比特，换而言之，所有拥有第九比特生成器420的24位比特每信道都移出一次并且复用到下行流信号中。如果系统控制器单元402不修改第九比特生成器420中的移位寄存器内容，那么下一个125微秒帧里移位寄存器移出的仍是相同的24比特。
NBS信号的定位是由信号FRAME SYNC来控制的，目的是复用NBS信令标志和各DS0信道，以使得复用器430的输出定位在输入DS1上，所得到的在PDN500上传输的成帧格式见图8。根据图1所示及以上所述，复用器430的输出DS0于是被送到TSI306和DU310中，在那里形成送往RU600的帧。
当HDT300检测到正在查询的DS1-X上出现LOS或者OOF信号时，所有与DS1-X有关的NBS比特都要置上冻结信号。只要检测到这两个条件中的一个，第九比特生成器420就自动地把表2所示的NBS冻结信号(那F比特等于1)发送到那条通路上的所有NBS比特上。一旦LOS和OOF条件被清除。第九比特生成器就恢复发送标准的AB或者ABCD NBS信令结构。RU定位
图3显示RU600的框图，RU600探测和定位于下行的NBS流上，并把下行NBS流环回到上行信号中。
RU成帧器604接收的是图8中的PDNF800帧格式，如前所述，PDNF800是由HDT300产生并发送的。正确的定位是靠RU成帧器604来保持的，如下所述。根据图4和图5RU成帧器604探测下行NBS流并把RU600定位到下行的NBS流上。恢复的下行DS0或DS1信号经由RU/用户接口608传送到用户700。
下面将参照图4和图5详细地描述一下RU成帧器604的工作流程。图4显示的是RU成帧器604更详细的框图，图5显示的是控制状态机618工作的状态图。
图5所示的状态机的状态1是起始的RU帧失步状态(RU-OOF)，表明了由图4所示的RU本地NBS生成器614输出的值设有定位到接收的NBS上。只有当信号经过比较表示出当前的NBS信号等于接收的NBS时，信号才处于定位状态。如图4所示比较本地产生的NBS与接收的NBS。如果两个NBS信号不相等，那么异或门的输出FE(帧故障)将是逻辑高电平即逻辑1。如图5所示，当FE＝1时，状态机618保持状态1不变。当处于状态1时，信号RU-OOF是从状态机618输出的，并与FE信号相与，如图4。如果FE信号和RU-OOF信号都为高电平，那么相与的结果也是高，将导致RU本地NBS生成器复位。此复位信号将引起本地产生的NBS的定位发生位移，然后位移后的NBS再继续比较和位移，直到定位匹配为止(FE＝0)。当两个NBS信号相等时，FE变为0将导致状态机从状态1转移到状态2上。
状态2是第2个N-OOF状态，表明已出现了本地NBS与接收的N BS间的正确比较。然而，如果状态机处于状态1时，RU-OOF仍是高电平，状态2继续比较本地产生的NBS和接收的NBS。当下一个比较窗口期间出现本地产生的NBS与接收的NBS间的正确比较时，FE变为1将导致状态2转移到状态3上。如果本地产生的NBS与接收的NBS不发生比较的话，那么FE＝0并且重新回到状态1。以这种方式工作，短期(一个复帧内)的故障突发就不会引起伪帧同步。
状态3是第一帧同步状态，表明RU成帧器604已经正确地定位于接收NBS上。因此，状态3中RU-OOF信号为低电平。在状态3期间，只要FE＝0，RU成帧器就持续地比较接收的NBS和本地产生的NBS。如果这两个信号不发生比较时，FE＝1将引起状态3向状态4转移。
状态4是第二个帧同步状态，表明在比较窗口期间(即状态3中FE＝1)把接收的NBS与本地NBS比较的过程中RU成帧器604已经检测到一个差错。如果在下一个比较期间，本地产生的NBS与接收的NBS仍然无法相比较，那么将离开状态4回到状态1。否则，如果在下一个比较期间，本地产生的NBS与所选信道中收到的NBS的确可以相比的话，那么将离开状态4重新回到状态3。以这种方法工作，状态机618就不会因短期(一个复帧以内)故障突发而出现帧失步。
为了把信息从用户发送给HDT300，ONU用户接口608接收来自用户室内电话线的DS0信号。通过把下行NBS与上行DS1信号复用到一起，产生图8所示和按图8所描述的成帧格式，可以把接收到的来自HDT300的下行NBS插入到上行帧中。DS1U定位
再参考一下图2，RU600发送的每个上行DS0+信号都是由DS1U400接收的。从比特流中把空比特和环回的第九比特信号(NBS)提取出来。环回的NBS输入到第九比特成帧器440处。上行流信号中余下的193比特(例如恢复的DS1信号)则送给成帧器410。数据信号通过时，成帧器410按照其依靠发送帧同步信号接收的定位信息把正确的DS1成帧比特插入到数据信号中，成帧器410送出的信号被发送给LDS200。
正确的定位是由第九比特成帧器440来保持的。图6显示了第九比特成帧器440的更详细框图。虚线442代表了被称作定位成帧器的第九比特成帧器的一部分。由虚线444所代表的那部分第九比特成帧器则指的是扫描成帧器。定位成帧器442的目的是监视所选择DS0+的NBS。扫描成帧器444则在每信道10毫秒间隔内顺序地扫描所有的信道，并把信道号装入信道寄存器472中。
现在将解释一下定位成帧器442的工作流程。信道计数462是一个计数器，根据两个信号9BiT SYNC(出现于每个NBS时隙处)和帧同步FRAME SYNC(出现于每帧开始处)产生一个指示何时当前信道号有效的信号。FRAME SYNC每帧复位一次信道计数器462，每接收到一个9BiT SYNC信号计数值增加一次。把信道计数器462中的值与信道寄存器460中的信道值相比较。系统控制器单元402(如图1和图2所示)上运行的软件控制定位成帧器442监视哪个信道号，并把适合的信道号载入信道寄存器460中。
比较的结果用作把上行(环回)的定时NBS输入串行到并行移位寄存器464中。当组合逻辑466的输入为01110(即NBS结构的起始位)时，移位寄存器的输出端将输出一个逻辑1的信号到复用器逻辑468上，表明已经识别到某个信道的NBS结构的起始位，这个信道是已由系统控制器单元402载入到信道寄存器460中的信道。这说明状态机450正处于0状态，(正如以下所述)，当处于状态1-3时，上行的NBS和本地N BS要作比较并输入到复用器468中。以下将进行描述。
复用器逻辑468和状态机450搜索本地NBS生成器465及接收到的上行NBS的定位并保持这个定位。状态机450的输出是信号N-OOF(第九比特帧失步)。N-OOF信号便从扫描成帧器444送来的中断信号(INF)无效，以便于当定位成帧器442失步时，系统控制器单元不会不必要地被扫描成帧器中断。
图7显示了定位成帧器442的状态机450的状态图。COMP指示本地产生的NBS和接收的上行NBS间的比较是正确的。(COMP)指示这些信号不能比较。PATTERN表示已经识别到接收的NBS结构的起始位。
状态0是第一个N-OOF状态，并表明定位成帧器442还不能定位所选信道的NBS的起始位，在这个状态下，允许本地NBS生成器465工作于以前的相位定位上并且与所选信道中的接收NBS不进行比较。一旦定位成帧器442已经定位出接收信道中的NBS的起始位(通过组合逻辑466搜索NBS开始部分的独特结构)，状态机将离开状态0而进入状态1。就是在这个状态转移期间，本地NBS生成器420的相位被重新调整，这是本地NBS相位的唯一一次重新校准，这样在其他状态转移期间本地NBS生成器就可以无中断地运行。使扫描成帧器444的工作最小限度地受到破坏。状态0期间N-OOF变高，将向系统控制器单元402发一个中断并使传送给成帧器410的发送帧同步信号无效。
状态1是第二个N-OOF状态，并表示定位成帧器442已经搜索到所选信道的NBS的起始位，并且正在等待比较窗口期间本地NBS与所选信道中接收到的NBS间的正确比较，正如前面提到的，当进入本状态时，本地NBS相位重新校准，状态1将进行本地NBS生成器与所选信道中的接收NBS间的比较。当定位成帧器442确认通过在比较窗口期间，本地NBS与所选信道中接收到的NBS间的正确比较已经搜索出正确的NBS相位定位，状态机将离开状态1进入状态2。如果在比较窗口期间，本地NBS和所选信道中接收的NBS无法相比，那么状态机将重新进入状态0。按此方式工作，短期(一个复帧内)的故障突发就不会引起伪帧同步。如果状态1期间N-OOF仍是高电平，那么传送至成帧器410的发送帧同步信号仍然无效。
状态2是第一个帧同步状态，表明定位成帧器442已经正确地定位在所选信道的接收NBS上。此状态下定位成帧器442继续在比较窗口期间把接收到的NBS与本地NBS进行比较。比较窗口期间，如果这两个NBS不能相比，那么状态机将离开状态2进入状态3。在状态2期间，N-OOF线变低使传送至成帧器410的发送帧同步信号有效并使软件清除N-OOF中断条件。
状态3是第二个帧同步状态，表明比较窗口期间把接收到的NBS与本地NBS作比较时定位成帧器442已经检测到错误，如果在下一个比较窗口期间，本地NBS和所选信道中接收到的NBS仍然无法相比，那么状态机将离开状态3进入状态0。如果在下一比较窗口期间，本地NBS和所选信道中接收到的NBS的确相比，那么状态机将离开状态3而重新进入状态2。以这种方式工作，短期(一个复帧以内)的故障突发将不会引起第九比特帧失步(N-OOF)。在状态3期间N-OOF线仍为低电平，便发送给成帧器410的发送帧同步信号有效。
理解为什么从状态0向状态1转移期间本地NBS相位要重新校准而从状态1向状态2转移期间却不重新校准的原因是重要的。如果定位成帧器442处于状态0，已经搜索到所选信道中接收到的NBS的起始位并进入状态1，那么必须有一个辅助的帧计数器告知定位成帧器442什么时候再次搜寻所选信道中接收到的NBS结构的起始位。借助于在第一次检测到所选信道中接收的NBS的起始位之后(从状态0向状态1跳转期间)对本地NBS生成器465进行重新校准。本地NBS生成器465可用于比较而去除计数器。这确实意味着在高差错率的条件下，当状态机从状态0转移到状态1再转移回来时，本地NBS生成器的相位会不断地重新调整。相反，在此条件下，N-OOF为逻辑高电平，因此软件应当忽略所有从扫描成帧器444发来的中断。
一旦定位成帧器442已定位在所选信道的NBS上之后，它就会通过发送帧同步信号不断地把这个成帧定位强加给成帧器410(见图2)。每接收到一个完整的NBS结构(即SF的每12帧和ESF的每24帧)后都要对成帧器的定位重新证实以加强成帧定位。
扫描成帧器444持续地依次监视所有DS0+的NBS。它是一个硬件扫描器，依次监视每个DS0+来判断是否每个信道的NBS定位都与定位成帧器442的相同。如果扫描成帧器444确认某个信道是不受监视的(信道传送全零信号)或者具有与定位成帧器440相同定位的有效的NBS时，它就把那个信道号作为一个有效信道输出给软件，然后接着监视下一个信道。
以下将给出扫描成帧器444工作的详细描述。由10毫秒定时器470来驱动信道计数器472在10毫秒间隔内把信道号1至24从头至尾计数一遍。接收信道计数器474的工作方式与定位成帧器中的信道计数器462相同，也就是说，帧同步信号每帧复位一次接收信道计数器474，每NBS时隙9比特同步信号使计数值增加一次。
当信道计数472与接收信道计数474可以相比时，计数器476有效。如果上行NBS不等于本地产生的NBS时，即当前查询的信道号与本地产生的NBS不匹配时，计数器476的计数值增加。如果出现了两个以上的错误，即某个信道有故障时，扫描成帧器就产生一个中断(INT)并把相应的信道号提供给微处理器。中断信号(INT)反馈给10毫秒定时器的时钟使能端，来锁定信道计数，以便能识别故障信道。
在系统控制器单元402中运行的软件进行中断服务之后，扫描成帧器444才继续扫描处理，以每信道10ms间隔依次地监视每个信道，直到所有信道都扫描完为止，把当前的上行NBS与本地产生的NBS作比较，并且如果信道失步则产生中断并输出相应的信道号。接着扫描成帧器444再次启动扫描所有信道。在优选实施例中，对每个信道一次完整的扫描大约需要10ms，因此扫描整个帧则大约需要240ms(24个信道×10毫秒每信道)。如果某信道有故障，那么每次扫描它都会引起一次中断，因此如果每个信道都有故障的话(举例)，那么大约10ms间隔就要发生一次中断。
如果对所有规定的信道作一次完整的扫描之后没有中断产生，那么上行流信号中所有规定的信道共用相同的定位。如果有中断产生，那么将由系统控制器单元402变换有关的信道号。扫描完所有信道之后，把中断的映射与规定信道的映射进行比较。如果定位成帧器没有定位在大多数的规定信道上，那么就由系统控制器单元402中运行的控制软件选择出一个定位成帧器定位在其上的其它信道号，并把它装载到定位成帧器442里的信道寄存器460中。
扫描成帧器444不会给出有效的结果，除非作为定位成帧器442的输出的N-OOF信号为低电平，(表明定位成帧器定位在软件所选择的信道上)。在优选实施例中，从扫描成帧器444发出的中断可以被屏蔽掉，这应该是初始化程序的一部分以避免不必要的中断。
虽然已经参照本发明的优选实施例说明了本发明具体的电路，软件配置和状态图，但是本领域一般技术人员应该理解可用适合于实现相同用途的大量软件工具或者固件工具来替代本文所示的具体的实施例。因此，尽管已经描述过传统的子程序、判决和控制流，本领域的技术人员们仍会容易理解许多其它的控制流，中断驱动程序和外部控制机制可用来作替换，只要不违背本发明的内涵和应用范畴，也可以使用相对于软件控制的硬件控制。本发明可用在许多实施例上实现，这很容易被那些电信专业人员所理解。
因此只要不违背本发明的应用范畴和内涵，本文所述的对本发明的优选实施例的许多修改都是可能的，这对技术人员来说是很容易明白的。本文讨论的为实现优选实施例而运用的具体条件不是限制性的，可以轻易地适用于其他的实现方法。例如，本发明的控制结构一般是采用基于结构和逻辑功能的微处理器实现的，经过阅读和了解这些说明和图表之后，技术人员们就很容易明白本发明的控制结构可以用各种各样的方法实现，包括采用外部计算机控制、RAM微编码控制、PLA或者PAL逻辑结构，以及采用其他类型的硬布线控制或者软件控制的状态机。电信专业人员会很容易认识到这些更换是不能脱离本发明的应用领域的。
因此本应用还试图囊括本文所述的各个改进的应用系统，所以很显然这意味着本发明只受到本文中的权利要求和其等效文件的限制。

Claims (17)

1.在包含传统电话网和无源分布网络的电信系统中，传统电话网采用的是由多帧组成的信号格式，每一帧由一组n比特的信道抽样和一位成帧比特组成，每位成帧比特拥有一个相关的位置和状态，以便于用连续帧中的成帧比特来确定复帧信息和定位信息。这里的无源分布网络连接着一个前端和几个远程终端。无源分布网络采用的是一种由多个变换过的帧组成的改进的信号格式，每个变换过的帧中不包含成帧比特。在前端和各远程终端间传输复帧信息和定位信息的系统包括：
位于前端的输入电路，与网络相连以接收从传统电话网传送来的各个帧；
成帧比特监视电路，适用于确定接收到的帧中成帧比特的位置和状态，以确定接收到的帧的复帧信息和定位信息；
附加比特生成器，受成帧比特监视电路的控制并适用于输出拥有预先选择好的结构的一连串比特，这串比特的定位由成帧比特的位置和状态控制，其中提到的预先选择的结构中编码了复帧信息和定位信息。
复用器，与网络相连以接收各个帧和比特串，输出一个由多个经过变换的帧组成的输出信号，每个变换过的帧由一组经过变换的信道抽样组成，每个变换过的信道抽样由一个至少有上述比特串中的一位附加到其上的n比特的信道组成。
2.根据权利要求1的装置中，其中远程终端进而包括连接到网上用来接收经过变换的信道抽样、用于接收和监视附加比特以及用于搜索附加比特结构来获取复帧信息和定位信息的装置。
3.权利要求2中的系统包括位于远程终端，用来通过上行数据通路从远程终端把接收到的附加比特环回到前端的装置，该附加比特具有预先选择的结构。
4.权利要求3的系统进一步包括位于前端用来经过上行数据通路接收从远程终端环回的附加比特并监视此比特的结构以保证上行数据通路与下行数据通路完全一致的装置。
5.根据权利要求1的系统，其中，附加比特中的某些比特可用作带外信令。
6.根据权利要求1的系统，其中，附加比特可用作数据链路。
7.根据权利要求1的系统，其中，上述前端包括根据上行信号附加比特上可识别的数据序列结构的定位信息，把输出的通信信号定位在上行信号上所需的成帧装置，所述通信信号采用的是由许多复用的n比特信道以及至少一位成帧比特组成的信号格式。
8.根据权利要求7的系统，其中，上述的成帧装置进一步包括：
本地生成器装置，用于产生具有可识别的数据序列结构的比特串；
定位装置，与系统相连以接收上行信号和本地产生的比特串，用来把本地产生的比特串的数据序列定位在上行信号中的数据序列上；以及
扫描装置，连接到系统上接收本地产生的比特串并与定位装置相连，用于从头至尾把上行信号中的所有信道扫描一遍，以确定预先指定数量的信道的定位是否与定位装置的相同，如果只有少于预先指定数量的信道与定位成帧器有相同的定位，那么把一个新的信道号载入到定位装置中，这样定位成帧器就可以定位在别的信道上。
9.在信道化的通信系统中传送复帧信息和定位信息的信令系统，该通信系统包括一个输出通信信号的中心局，该通信信号采用的是由一组帧组成的信号格式，每帧由许多信道抽样和一位成帧比特组成，每位成帧比特有一个相关的位置和状态，以致连续帧中的成帧比特可以确定信令信息，系统还包括一个与多个远程终端相连的前端，由以下装置组成：
位于前端用于接收从中心局发来的帧群和用于监视成帧比特的装置；
比特生成器装置，对成帧比特的位置和状态的变化作出反应，用于为接收帧中的每个信道抽样产生一位附加比特，选择该附加比特来形成一个预选好的结构，在其中编码了信令信息；
把附加比特添加到信道抽样上以及提取成帧比特并从此产生多个经过变换的信道抽样的装置；以及
把这些变换过的信道发送给他们各自相应的远程终端所需的路由装置。
10.在信道化的通信系统中前端单元和多个接收单元间的信令方式，由以下几个步骤组成：
(a)把至少一比特添加到每个信道上生成附加比特信号，该附加比特具有多种可识别的数据序列结构中的一种；
(b)把该附加比特信号传送给接收单元；
(c)在远程单元处把可识别的数据序列进行解码以搜索成帧信息。
11.在通信系统中传递信令信息的方法，该通信系统包括一个中心局，中心局输出采用多帧组成的信令格式的通信信号，每一帧由多个信道抽样和一位成帧比特组成，每位成帧比特有一个相关的位置和状态，以便在连续帧的成帧比特中编码信令信息，该通信系统还包括一个前端和多个远程终端，由以下几个步骤组成：
(a)在前端处接收来自中心局的帧群；
(b)以多种信令结构的一种产生一串比特，该信令结构上编码了信令信息；
(c)监视帧群中接收到的成帧比特的位置和状态；
(d)根据成帧比特的位置和状态依次把该比特串中的至少一比特附加到每个信道抽样上以生成变换的信道抽样；
(e)从各帧中提取成帧比特；
(f)把每个变换过的信道抽样从前端送到各自的远程终端处；
(g)在远程终端处接收经过变换的信道抽样；
(h)在远程终端处监视信令结构搜索信令信息。
12.根据权利要求11的方法，进一步还包括以下步骤：
(i)把附加比特环回到前端；
(j)在前端处监视环回比特的信令结构来保证环回的数据通路与输出的数据通路是一致的，并搜索上行的复帧信息和定位信息。
13.根据权利要求11的方法，其中附加比特的信令结构的定位由输入帧上的成帧比特的定位来控制。
14.根据权利要求12的方法可进一步包含下面的步骤：
(k)根据附加比特上施加的信令结构的定位把输出信号定位在上行信号上。
15.根据权利要求14的方法，其中的定位步骤(k)包括以下几个步骤：
(k1)载入一个信道号；
(K2)搜索此信道号所用的上行信号中的信令结构的起始位；
(K3)把此信道号所用的上行信号中的信令结构的定位与一个具有相同信令结构施加于其上的本地产生的比特序列的定位相比较；
(K4)如果本地产生的比特序列的信令结构与上行信号间没有定位，那么将对本地产生的比特序列的信令结构重新定位，并且只要二者之间没有定位，就重复比较步骤(k3)和重新定位步骤(K4)；
(K5)如果本地产生的比特序列的信令结构与上行信号已经定位的话，就使定位输出信号有效；
(k6)载入下一个信道号；以及
(k7)重新步骤k2至k6直到所有的信道都定位为止。
16.根据权利要求11的方法，进一步说可包括利用附加比特中的某些比特作带外信令的步骤。
17.根据权利要求11的方法，进一步可包括利用附加比特来提供数据链路的步骤。
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