CN1180969A - 混合交换机,交换机,及交换机中s tm 数据的重组方法(其中stm为本领域公知术语 - Google Patents

Abstract

提供的混合交换机,可交换周期性传输的STM数据,以实现在每个STM数据的单元中交换,及在非周期性传输的ATM数据的单元中交换。混合交换机含有:与STM终端接的同步传输终端接口,与ATM终端接的异步传输终端接口,与ATM交换机接的ATM交换机接口,用于传输STM和ATM时隙的传输部分,以及控制部分。同步口把STM数据指定给STM时隙,异步口把ATM数据指定给ATM时隙。STM时隙和ATM时隙用STM/ATM标识符来识别。并且,通过复用多个STM数据来存储STM时隙。

Description

混合交换机，交换机，及交换机中STM数据的重组方法

本发明涉及交换窄带STM(同步传输模式)数据如语音数据及宽带ATM(异步传输模式)数据的混合交换机，尤其是利用STM时隙周期性传输STM数据以实现对STM数据进行交换的混合交换机，利用STM时隙周期性传输STM数据单元以实现对其中含有的多个STM数据进行交换的交换机，以及在交换机中的多个定长分组间重组STM数据的重组方法。

图1是有关进行STM数据(如语音数据)交换的STM交换机的图表。在STM交换机中，根据预设信息在每一个时隙内，对周期性地分配给帧中预定时隙内的STM数据进行交换。例如，在图1中，对于输入线1，A被周期性地分配给时隙，TS1，B给TS2，C给TS3。而a，b，c以类似的方式分配给输入线2。根据预设信息，例如，输入线1上时隙TS1内的STM数据A被交换到输出线2上的时隙TS2中。如上所述，STM交换系统适合于进行周期性发送数据(如语音数据)的通信。

然而，对于突发性数据通信而言，STM交换中必然要周期性地插入空白时隙，这样就降低了传输效率。

因此，对数据终端等产生的突发数据，人们建议采用变长分组并加分组头指明目的地址的分组交换系统。然而，分组交换需要一定的时间来交换一个分组，因为需要分析分组头的地址信息。因而，分组交换不适于交换宽带数据。

综合考虑以上的背景知识，又提出了ATM交换系统，在ATM系统中，分割成定长的数据单元加上头信息构成ATM信元，ATM信元是异步传输的，在交换时，ATM交换机硬件根据头信息进行交换。根据ATM交换系统，可以传输类似于动态图象通信终端等生成的突发宽带信号。

图2中，ATM交换机和STM交换机在网络中同时存在。其中，ATM网络10由若干通过定长53字节分组的信元进行传输的ATM交换机构成。ATM网络10一方面直接接纳ATM终端X、Y产生的数据，同时还通过ATM接口40，50也接纳STM交换机20，30，从而接纳STM终端a，b发送的STM数据。

ATM终端X产生的ATM数据经ATM网络10以信元的形式传输，信元中的头信息指明目标ATM终端Y。ATM网络10根据信元头信息H来确定向终端Y传输的路径。

同时，STM终端a产生的STM数据周期性地加载到时隙上被传输至STM交换机20。例如，当STM终端a被设计成64kbps的语音终端时，STM数据就通过在125μS的周期中分配的8位时隙进行传输。STM数据首先在STM交换机中进行处理，而后传输到ATM接口40。ATM接口是在时隙和ATM信元之间传输数据。为了传送到ATM网10，ATM接口40将具有ATM的净负荷的1个字节头加载到这个数据中，并在头信息中指明是要发向容纳有STM终端b的STM交换机30。ATM网络10根据ATM信元的头H信息所提供的路径信息，不加区别地传输这个包含STM数据的ATM信元。ATM接口50收到这个ATM信元后，从预定的净负荷位置取出STM数据，然后利用周期性地分配的时隙将此ATM信元发往STM交换机30。STM交换机30执行时隙交换处理，然后将STM数据发往目的地STM终端b。

在目前情况下，绝大部分的终端几乎是由如电话机这样STM终端形成，ATM终端只是通过动态图象通信终端而逐渐被引入。因此，当逐渐引入的ATM终端也可配合STM交换机及STM终端时，将是非常方便的。

然而，STM交换机在周期性地给每个STM终端分配时隙中，内在地向系统中引入了同步转移模式。例如，64kbps的电话的交换和处理是基于每隔125μS一个8位单元时隙的软硬件安排构造的，因而，STM交换机不能以其他的交换单元来交换53位的ATM信元。

同时，ATM交换机是根据异步转移模式53字节长的ATM信元的软硬件设计的。因此，在制造ATM和STM交换机时不可能采用相同的软、硬件，因而不会降低生产成本。

在本发明的第一目的是在开发ATM交换机和STM交换机时，对于基本配置，可以通过使用共用相同的软硬件模块来降低成本。

本发明的第二目标是提供混合交换机，在ATM数据单元中能够交换周期性传输的STM数据和异步传输的ATM数据。

本发明的第三目标是提供通过降低传输时延允许STM数据(如语音数据)传送的混合交换机。

在本发明的第四目标是提供可与ATM交换机相连的混合交换机，它可以以ATM信元的方式传输和交换STM时隙中的STM数据，即与ATM交换机一致。

在本发明的第五目标是提供一种交换机，它能够通过在含有ATM交换机的ATM网中为STM数据的通信建立STM数据的接收序列。

本发明的第六目标是提供一种交换机，它能够在净负荷组合的ATM信元的形式中充分利用净负荷来传输多个STM数据。

图3表示本发明的混合交换机的信号传输格式。本发明的传输系统为周期性的STM数据传输提供了STM时隙，也为异步传输的ATM数据提供了ATM时隙，同时传输格式也把非STM时隙作为ATM时隙分配的时隙。每一个周期的STM时隙数是可变的。

由于STM数据在每个周期被插入到相应的时隙，所以在保证现存STM数据质量的同时，它们也可以被接纳。

在图3(a)中，由于STM时隙和ATM时隙被固定地分派给了每个STM时隙区域和ATM时隙区域，所以交换被简化了。

进一步地，如图3(b)所示，STM时隙和ATM时隙也可被动态地设置。在此情况下，每个时隙加载的定长数据分组由容纳数据的净负荷段和指明目标地址的头段构成。并且，时隙上加载的定长分组还有一个标识是STM时隙或ATM时隙的标识，这个标识占用分组头的一部分。额外地，要在STM时隙上加载的定长分组还有编号信息来标识STM时隙的序列。

为保证STM数据的传输质量，每个STM时隙都可以同时包含多个STM加载数据的定长分组。在此情形下，一个STM时隙可看作是由多个虚拟时隙组成。由此，如图3(a)所示，在定长加载分组把包含两个STM数据引入到1个STM时隙的情况下，那么4个STM时隙可被看作是8个虚时隙。交换机的控制部分通过控制STM时隙的编号信息和保存STM时隙中净负荷的位置来实现对虚拟时隙的交换。

图4是本发明的混合交换机的功能模块图。图中，混合交换机100连接到处理在固定周期进行STM数据传输的STM终端上，也连到进行异步传输的ATM终端上，并被连到处理ATM信元的ATM交换机200。

混合交换机100包含以下部分：与STM终端接口的同步传输终端接口120，与ATM终端接口的异步传输终端接口130，与ATM交换机接口的ATM交换接口140，传送STM时隙和ATM时隙的传输部件110，以及控制上述部件的控制部件150。

同步传输终端接口120包括：把STM数据转化成加载到STM时隙中的格式的STM数据转换部分121；将转换后的数据插入流向传输部件110的时隙内的插入部分122；从传输部件110的时隙内提取数据的分离部分123；以及由提取的数据生成STM数据的STM数据生成部分124。STM数据转换部件121可以根据CC150中标示的信息将多个STM终端的STM数据序列装入到一个STM时隙内。并且，当STM时隙由定长的分组形成时，STM数据就被放入数据分组的净负荷段内。更进一步，分组头结构中还可以提供指示STM时隙的标识以及标识每个周期中时隙序号的编号信息。定长分组可以采用与ATM信元相同的尺寸的格式，即分组头由5个8位字节构成而净负荷段包含48位字节。在传输通路的STM时隙区域内，插入部分122根据CC150的控制将STM数据插入到STM时隙内。而提取部分123则在CC150的控制下从STM时隙区域内的STM时隙中提取STM数据。STM数据生成部分124将从STM时隙内提取的数据转化成STM数据。当多个STM数据装入到一个STM时隙内时，必要的STM数据在CC的控制下可被提取出来。

同时，异步传输终端接口130包括：将存有ATM数据的ATM信元转化为可装入ATM时隙内格式的ATM信元转换部分131；把流向传输部分110的时隙内插入转换后的数据的插入部分132；从传输部件110的时隙中提取ATM数据的提取部分133；以及把提取后的数据转化为ATM信元的ATM信元生成部分134。当ATM信元转换部分131引入将含有信头和净负荷段的定长分组装入ATM时隙内的结构时，数据被装入分组的净负荷段而分组头含有标识指明的这个ATM时隙。插入部分132把定长分组插入到ATM时隙区域中的空闲时隙。提取部分133在CC150的控制下从ATM时隙区域中提取定长分组。

ATM交换接口140包括以下部分：从流向传输部分110的STM或ATM是隙内提取数据的提取部分141；把提取的数据组装成由ATM交换机200交换的ATM信元的ATM信元生成部分142；ATM信元转换部分143将由ATM交换机200接收的ATM信元中提取出的数据分解成可装入STM或ATM时隙的格式；插入部分144将转换后的数据插入到流向传输部分的STM或ATM时隙中去。提取部分141在CC150的控制下从必要的STM和ATM时隙内提取数据。ATM信元生成部分142与标准ATM通信中的UNI(用户网络接口)相对应。当一个STM时隙内装载多个STM数据时，ATM信元生成部分142把具有相同目标地址的STM数据收集到一起形成ATM信元。插入部分144在CC150的控制下，将STM数据插入到STM时隙区域中的STM时隙内，它也将ATM数据插入到ATM时隙区内的空闲ATM时隙内。

传输部分110以图3(a)和3(b)所示的格式传输STM时隙和ATM时隙。

在混合交换机110内的CC150是用来控制同步传输终端接口120，异步传输终端接口130以及ATM交换接口140的。并且，混合交换机100中的CC150也可以象ATM交换机200中的CC250一样使用，并且混合交换机100可由ATM交换机200以及其他部件构成。

由以上所述的体系结构，可以实现每个STM和ATM时隙的交换。并且，即使多个STM数据存于一个STM时隙内，也可以实现这些STM数据的交换。

图5阐述了在通过ATM交换机进行STM数据通信的情况下，进行设置STM数据接收序列交换的原理。类似图4的参考数字标明类似的部分。

图5中，接纳STM终端和ATM终端的混合交换机100-1以及接纳STM终端的混合交换机100-2，100-3，都与ATM交换机200相连。在此我们考虑STM终端a来的数据被传输到STM终端b，而STM终端C来的STM数据被传输到STM终端d的情况。在ATM交换机200中，由于具有相同输出路径的ATM信元处于在缓存中等待的状态，其中包含有从混合交换机100-1传出的STM数据的ATM信元或其中包含有从混合交换机100-2中传出的STM数据的ATM信元并不能在同一周期被混合交换机100-3接收。因此，混合交换机100-1，100-2的ATM交换机接口140带有管理信息设置部分145，用来向ATM信元头中设置含有标明属主混合交换机标志的管理信息。更进一步地，混合交换机100-3的ATM交换机接口140带有序列设置部分146，它根据ATM信元头的管理信息标明数据是从混合交换机100-1和100-2之中哪一个传输出来的，据此来设置ATM信元的序列。因此，从不同混合交换机100-1或100-2收到的ATM信元的序列可一直设置为常量以保证STM数据的周期性。

进一步地，管理信息设置部件145所设置的管理信息除标志信息外，还包括在预定周期内传送给ATM交换机的ATM信元的序列信息，而序列设置部分146则依据含有标志信息和序列信息的管理信息来设置ATM信元的序列。这样，由于来自相同混合交换机的ATM信元可根据管理信息中的序列信息依次设置，STM数据的周期性得以保持。

图6表示在含有多个STM数据设置组成的净负荷的ATM信元中，STM数据进行重新安置的情况。

图6(a)是第一种再安置方法。检测步骤(t1)检测每个定长分组的净负荷中具有的空闲区域是否超过预定值。判定步骤(t2)判定由检测步骤检测出的多个定长分组的净负荷中的空闲区域是否比预设的值要大。当多个定长分组中净负荷的空闲区域比预设值要大时，再组装步骤t3对多个定长分组的每个净负荷中的STM数据进行再安置，以保证在分组的净负荷区内没有空闲区域。

图6(b)是第二种再安置方法。检测步骤t4观察每个定长分组的净负荷中是否有空闲区域，以便检测出有空闲区的定长分组。标识步骤t5根据多个定长分组的分组头的组成标识出具有相同目的地址的定长分组。当在标识步骤中检测出有多个具有相同目的地址的定长分组时，再组装步骤(t6)对STM数据进行再组装，这样，定长分组中净负荷的空闲区的数目可以减小到1或更少。

图的简要描述

图1表示正在执行STM数据交换处理的STM交换机。

图2表示允许STM交换机同ATM交换机并存的网络。

图3表示本发明的混合交换机中的信号传输格式。

图4是本发明的混合交换机的功能框图。

图5阐述经ATM交换机进行STM数据通信时设置STM接收序列的原理。

图6表明在多个STM数据装入一个ATM信元净负荷内时所进行的再组装过程。

图7是表示本发明采用的一个系统结构。

图8是表示一个小单元的系统结构。

图9是表明流向环形传输路线的时隙。

图10是表明在小单元的环形传输路线上传输的ATM时隙以及装载到STM时隙上的定长分组的格式。

图11表明时隙与虚拟时隙的关系。

图12表明容纳24架的数据传输。

图13表明STM SH公共区的细节。

图14表明SLC的细节构造。

图15表明ATM SH的细节构造。

图16表明小交换控制器的小公共区的细节构造。

图17是表示一个中型单元的第一实施例。

图18是实现集中缓冲系统的中型单元的功能框图。

图19阐述选择器175的操作过程。

图20表示向语音数据存贮器713中存贮数据的

图21是表示映射表717的一个实际例子。

图22是用于解释信元号映射表720所起的作用的图(NO1)。

图23是用于解释信元号映射表720所起的作用的图(NO2)。

图24是用于解释空分交换系统的说明图。

图25是表示映射表的一个实例。

图26是表示中型单元2000的第三实施例。

图27表示大单元的结构。

图28是用于解释在本发明中STM数据传输的图(NO1)。

图29是用于解释在本发明中STM数据传输的图(NO2)。

图30表示第一实施例(采用双面结构的映射表的再组装系统)的装置结构示例。

图31是表示中型单元的映射表。

图32是判定信元再组装条件的流程。

图33是表示信元再组装被判定为无效的示例图。

图34表示用于判定信元再组装有效性的条件示例图。

图35是表示第一个实施例的信号序列图。

图36表示第一个实施例中的处理过程流图。

图37表示第二个实施例(采用交换定时差的再组装系统)的装置结构示例。

图38表示ATM信元空闲/忙管理、传输地址标志数据1610的内容。

图39表示ATM信元净负荷忙/空闲管理数据1620。

图40表示在第二实施例中CC1200再组装功能的控制流程。

图41表示对STM数据呼叫的再组装。

图42表示在第二实施例中CC1200再组装功能的控制流程。

图43是解释在本发明中的ATM数据传输和用户X、Y之间的通信。

图44是解释在本发明中的ATM数据传输和用户X、Z之间的通信。

优选实施例的描述

(内容)[1]整体结构。[2]对小单元的阐述：

a)在STM数据的情况下，

b)在ATM数据的情况下。[3]对中型单元的描述：

1)第一个实施例(存贮交换处理)，

2)第二个实施例：

a)集中缓冲系统(时间交换系统)，

b)空间交换系统，

3)第三个实施例(环形传输路线交换处理)。[4]对大单元的描述。[5]STM数据交换处理：

1)与相同中型单元的通信，

2)与不同中型单元的通信：

a)采用双面结构映射表的再组装系统，

b)采用交换定时差的再组装系统；

b-1)第一个实施例，

b-2)第二个实施例。[6]ATM数据交换机处理：

1)同一中型单元内的小单元之间的通信，

2)不同中型单元内的小单元间的通信。[1]整体结构

图7表明应用本发明的交换系统的结构。此图中，大单元1000与多个中型单元2000相连，每个中型单元又与多个小单元3000相连。图2所示的混合交换机100相当于如下构造的交换机，相当于ATM交换机200的大单元1000与大单元相连的多个中型单元2000以及与每个中型单元相连的多个小单元3000。

大单元1000的信元交换器1100假定有20Gbps的交换速率，并由AIFSH(ATM接口架)1200容纳多条传输通路。AIFSH交替地传输线路来的53字节的ATM信元的信元头在输出端加到VPI/VCI上或在输入端从VPI/VCI上去掉，并在输出端给交换到AIFSH1200的信元加TAG。信元交换器1100，例如，由多级的自寻径模块构成，它根据为交换目的而加在信元上的TAG信息进行交换处理。AIFSH1200容纳156Mbps和622Mbps等的传输线。

中型单元2000的信元交换器2100假定有，例如，2Gbps的交换速率，并且经以后要提到的小单元接口2300来容纳多条传输线路。由小单元3000传出的加载到STM和ATM时隙上的53字节定长数据由以后将阐述的交换系统进行交换。并且，中型单元2000经以后将要提到的ATM交换机接口2300(相当于图2中的140)连到大单元1000上。

小单元3000的信元交换器3100有，例如，156Mbps的交换速率，并有容纳STM数据用户线的STM终端接口2300(相当于图2中的120)，容纳ATM数据用户线的ATM终端接口3300(相当于图2中的130)，以及中型单元接口3400。STM终端接口3200容纳发送64Kbps ISDN数据的电话机，由2B+D基本接口连接的ISDN数据终端，PBX等。它们由23B+D的一次群接口相连。

图7中，同一小单元3000容纳的用户之间的通信数据在小单元3000内进行交换。而且，同一中型单元2000内的不同小单元3000容纳的用户之间的通信，数据先由小单元3000传输到中型单元2000，并在那里进行交换。另外，在同一中型单元2000内的不同小单元3000容纳的用户之间的通信，数据在小单元3000、容纳此小单元中型单元2000、以及容纳此中型单元的大单元1000之间传输。

由于小单元3000和中型单元2000采用稍后将阐述的传输格式和交换系统，STM数据可以以STM数据单元的方式进行交换，ATM数据可以以ATM数据单元的方式进行交换。[2]对小单元的阐述

图8是表示小单元的系统结构。小交换器3000与小交换控制器3400连接作为与中型单元的接口；SLCSH(用户线电路架)3210作为与STM终端的接口容纳类似于电话机的用户；DTSH(数字终端架)3220经一次群接口容纳PBX或到其他电话局去的中继线；ATMSH(ATM架)3300容纳ATM终端用户，如移动图像通信终端；以及156Mbps的环型传输线。

小交换控制器3400由以下部分组成：向流入环型传输线3100的STM时隙，或ATM时隙中插入或从其中提取定长数据分的小公用部分3410；与中型单元2000接口的中型接口3440；与CC1500接口的CC接口3450；STM信令装置3420和ATM信令装置3430。

SLCSH 3210由SLCSH公用部分3211和多个容纳STM用户的SLC(用户线电路)3212构成。DTSH3220由DTSH公用部分3221和多个容纳STM用户，如其他电话局的PBX用户的DT(数字终端)3222构成。ATMSH3300由容纳ATM用户如移动图象通信终端用户的ATM单元3302以及把STM用户传输的STM数据改装成ATM数据的改装单元3303构成。

在本发明中，由于在小单元3000中采用环形传输线进行交换操作，这样比在架之间提供网状路径的传输效率有所改善。

图9是一个时分交换系统，或者说，是利用时隙来交换STM和ATM数据。环形传输线3100含有多个时隙(STM时隙，ATM时隙)，每个时隙可传送53个8位的字节分组，图9中，SLCSH3210-1容纳模拟终端a，SLCSH3210-2容纳模拟终端b，ATMSH3300-1容纳ATM终端X，ATMSH3300-2容纳ATM终端Y，模拟终端a与b之间以及ATM终端X与Y之间的通信在同一个小单元3000之内进行。由模拟终端a到b的STM数据如语音由黑长方形表示，而由模拟终端b到模拟终端a的STM数据由对角线的长方形表示。另一方面，ATM终端X将带有头S1的ATM信元以及带有头H的定长分组加载到ATM时隙上发往ATM终端Y，而由ATM终端Y加载到ATM时隙上发往ATM终端X的ATM信元带有头信息S2和定长分组头H3。SLCSH或ATMSH的分接电路依据CC所设置的表从每个时隙内提取STM或ATM数据，而SLCSH或ATMSH的插入电路则依据预置表向每个时隙内插入STM或ATM数据。

图10示意在小单元的环形传输线上的STM和ATM时隙内所加载的定长分组的格式。ATM时隙用来加载定长数据分组以发送ATM数据，STM时隙用来加载定长数据分组以发送STM数据。图10(a)是加载到ATM时隙上的定长数据分组的格式。图10(b)是加载到STM时隙上的定长分组的格式而图10(c)是定长分组头的格式。本发明中，加载到ATM和STM时隙上的定长分组含有ATM/STM标志信息从指明是ATM或STM时隙。如图10(a)、10(b)所示，在定长分组的分组头中提供ATM/STM标志信息。另外，如图10(b)所示，可在STM时隙中定长分组的分组头或净负荷内提供STM时隙编号TSID(#1到#n)。如图9所示，STM时隙编号TSID指示构成应时隙VTS1到VTS48n的STM时隙#1到#n的序列。加载到STM时隙内的定长分组的48个8位字节净负荷的每一个8位分别分配给一个用户，则一个数据分组最多可传输48个用户数据。例如，在图9中，STM时隙TSID#1的第一个8位分配给虚拟时隙VTS1，STM时隙TSID#2的第一个8位分配给虚拟时隙VTS49。由此，n个STM时隙可生成48n个虚时隙。并且，分配给每个用户的字节数可自由地依据数据传输的质量要求加以确定。

一条用户线的上行传输线或下行传输线的虚拟时隙可采用相同或不同的时隙VTS。例如，当用户在听拨号音时不喜欢PB音调，这是由于上行传输线和下行传输线的虚时隙同时使用，这时必须用不同的时隙。

以后要提到，在环型线上传输数据所需的时间可设为125μS。因而，125μS(8KH2)的时分复用的虚时隙可看作是STM时隙中的一个8位。

在图10(c)中，ATM时隙或STM时隙上加载的定长数据分组可采用标准ATM信元格式作为基本结构。ATM/STM标志可以设置到普通的4位控制流(GFC)中，用来传输协议以防止多个终端传出的ATM信元在接口处发生碰撞。例如，在定长分组被加载到ATM时隙的情况下，设置为全0，而在定长已被加载到STM时隙上时，设置为全1。另外，当STM时隙头带有编号TSID(从#0到#n)时，与加载到ATM时隙的定长分组的GFC值(全0)不同，STM时隙上的定长分组的GFC采用另外的值，例如，采用值“0001”，“0010”，“0011”，……。

将参照图8和图9来说明小单元3000内部的交换。a)对于STM数据的情况：

检测出模拟用户a摘机时，SLCSH3210-1利用控制信号线向小交换控制器3400发出信息。此后，小交换控制器3400经信令装置收到模拟用户b的电话号码，并经CC接口3450把模拟用户b的电话号码传输给CC1500。CC1500识别模拟用户b的容纳位置，确定一个虚时隙VTS以供a、b进行通信。虚时隙VTS可由中型单元2100唯一确定，或者一次唯一确定。CC1500把确定的虚时隙VTS经控制信号线通知给容纳模拟用户a的SLCSH3210-1和容纳模拟用户b的SLCSH3210-2。SLCSH-1和SLCSH-2存贮这个时隙VTS并在以后访问这个虚时隙。SLCSH3210-1把要传输的STM数据插入到拥有预设虚时隙的定长数据分组的净负荷区内，虚时隙VTS被分配给来自模拟用户a的语音数据，SLCSH3210-1也从拥有虚时隙VTS的定长分组的净负荷区内提取传给用户a的STM数据。同样地，SLCSH3210-2把要传输的STM数据插入到拥有预设虚时隙的定长分组的净负荷区内，虚时隙VTS被分配给来自模拟用户b的语音数据，SLCSH3210-2也从拥有虚时隙VTS的定长分组的净负荷区内提取传给用户b的STM数据。b)对于ATM数据的情况：

在SVC(交换虚连接)服务中，当ATMSH3300-1收到ATM用户X发出的控制信元后，它把ATM/STM标识设置到环型传输线的空闲ATM时隙内，并把它传输给小交换控制器3400。小交换控制器3400由ATM信令装置3430接收控制信元并经CC接口3450把它传输至CC1500。

CC1500识别出ATM用户Y的容纳位置，并确定ATM用户X和Y间通信所用的VPI/VCI，CC1500利用控制信元通知所确定的VPI/VCI，并把头转换信息通知给ATMSH3300-1和ATMSH3300-2。由此，在通信开始时，VPI/VCI就被确定下来。ATMSH3300-1从ATM用户X处接收ATM信元(VPI/VCI＝S1)依据头转换信息去更新(VPI/VCI＝H4)VPI/VCI，并把要传输的ATM/STM标识插入到空闲的ATM时隙。依据所得信息，VPI/VCI＝H3的ATM信元从环形传输线上被提取出来，以便把它传输给ATM用户X。同样地，当ATMSH3300-2收到来自ATM用户Y的ATM信元后，依据头转换信息更新VPI/VCI(VPI/VCI＝H3)，并把要传输的ATM/STM标识插入到空闲的ATM时隙。依照所通知的信息，VPI/VCI＝H4的ATM信元被从环型传输线上分离出来，并被传给ATM用户Y。

另一方面，在PVC(永久虚连接)服务中，由于头转换信息在通信开始前就预置在ATMSH3300中，VPI/VCI的值依据头转换信息序列进行通信。

允许STMSH和ATMSH共存的小单元3300的操作已在上面进行了阐述。例如，当只有容纳STM数据的机架SLCSH3210，DTSH3220被容纳时，仅在此时能访问STM时隙。

接下来阐述数据传输中的时延问题。在本发明中的156Mbps环型传输线上，每125μS有44个时隙，实际上，共有45·99个时隙(156Mbps÷8KHZ÷53bytes÷8bits)，但只有44个时隙上有数据。若把每个架在一个时隙内处理的定长分组所需的时间设为一个时隙的传输率，则最大可连接44个架。

图12表示容纳24个架时的数据传输从小交换控制器3400传输的定长分组到达架1，处理过后，又传输到架2。定长分组在经过每个架的预定处理之后，到达最终段架。如所述的，小交换控制器控制定长分组的循环。在此情形下，传输线所需的时间是68·16μS(＝125μS÷44个时隙×24个架)，并且分组处于等待态。利用这个等待时间可将这个时隙传送给作为高层单元的中型单元和大单元。

另一方面，ITU-TQ551调节所需的环路延迟(它是架1和架2通信时从架1到架2的时间t12以及从架2到架1的时间t21之和，即图12中的125μS(＝t12+t21))规定拨号音之间最严格的延迟时间为1500μS。当把DT中500μS的延迟考虑在内，则只允许1000μS的延迟。当每帧125μS时，这相当于8帧。本发明中，由于甚至在小单元中，总延迟只是一帧，如果数据由中型单元和大单元传输出去，在8帧时间内返回数据即可满足ITU-T的要求。

在图11和图12的例子中，一个用户的虚拟时隙设置为一个8位，在125μS(8KHZ)的时间内，数据沿环型传输线流通一周，这样可以以64kbps(＝8KHZ×8bits)的传输率传输数据。不过，还可以在STM时隙内把一个虚时隙设为多个8位来实现各种传输率(例如，0.5KHZ×8bits＝4kbps，1KHZ×16bits＝16kbps，以及8KHZ×8bits＝64kbps)以改变STM时隙的流通周期。

接下来介绍设置STM和ATM时隙编号。

当小单元3000在156Mbps的环型传输线上仅传输STM时隙时，如果上行线和下行线用同一信道，可设置2112(＝44个时隙×48个8位)条通路，而上行线和下行线使用不同信道时，只能设1056条通路。另一方面，如果小单元3000同时传输STM和ATM时隙时，由于所需的STM时隙可根据STM终端数由拥塞率和平均保持时间来决定，剩下的时隙可用作ATM时隙。

STM时隙数可固定地或可变地设置。例如，在STM时隙可以可变设置的情况下，将采用下述控制。即，当第一个用户发起呼叫时，就分配一个将要加载到第一个STM时隙上的定长分组的虚时隙，当第49个用户发起呼叫时，就分配一个要加载到第二个STM时隙上的定长分组的虚时隙。并且，在此情况下，每一个用户可随意结束一次呼叫，这样便产生了来来回回的空闲定长分组。因此，许多定长分组包含的空闲区域要超过作为一个定长分组规定的累加数量。

图13表示在象SCLSH3210、DTSGSH3220这样的STMSH中SLCSH公用部分3211和DTSH公用部分3221的详细结构。图中，存储器400带有语音信道存储器，在用户与分配给它的虚时隙VTS之间的通讯从CC1500登记到这个语音信道存储器内。内置缓冲401把流入环型传输线3100的定长分组插入到时隙内或从时隙内提取出来，信元标识电路402依据定长分组的分组头是否有STM时隙编号ID来断定这个分组是否拥有在语音信道存储器中设置的分配给用户的虚拟时隙VTS。当分组头中含有STM时隙编号ID时，信元标识电路402累加净负荷总数，并且在要读写的净负荷数恰好控制读电路404和写电路405的使能信号时，信元标识电路402接收读指令/写指令。如果是ATM时隙，由于读电路404和写电路405并没有供给使能信号，所以加载到ATM时隙上的定长分组直接传输出去。

读电路404由一个提取位于指定净负荷编号的STM数据的选择器构成。取得的STM数据根据来自存储器400的下行线的不同信号，写入预定下行线中的语音数据存储器406。当一个时隙中含有多个虚时隙VTS时，每个虚时隙要重复写操作。写电路405由48个选择器构成，每个选择器对应于净负荷中的一个8位。选择器依据来自存储器400的净负荷编号被选中，写入上行线上的语音数据存储器407内的语音数据可被插入到预定的虚时隙VTS。输出缓冲器408再次存储经过一系列处理的定长分组并依照预设的定时把分组经STM时隙传给下一个架。

如上所述，根据STMSH的这个实施例方案，ATM时隙不经任何处理就传给下一个架，而无关的STM时隙直接传给下一个架，如果检测出相关的时隙，依据存储器400所指示的对净负荷(虚时隙)的读/写使能信号，执行读，写，或跳过(既不读也不写)。由此可以实现对虚时隙上的STM数据单元的交换。在以上的说明中，读电路404只由一个选择器构成，但它也可以象写电路405中那样由48个并行的选择器组成。

SDM存储器410用来暂存来自小控制器3400的SD存储器的SD信号，稍后要讨论到这个问题，这个SD数据也被设置到用户电路SLC和中继板等设备中。另一方面，提供了扫描存储器409用来暂存来自用户电路SLC和中继板的扫描信号。稍后要说明，扫描存储器409进一步地把扫描信号传递给小交换控制器3400。

图14是S1C3212的详细构造图。图中，S2C由下述部件构成：作为与SLCSH公共部件3211接口的架接口部件420；给用户终端供电的供电部件421；把来自用户的模拟声音信号转换为数字声音信号的PCM编译码器422。架接口部件420容纳语音数据的上行和下行线、SD信号线、扫描信号线，CLK(时钟)、FCK(帧时钟)。MFCK(多帧时钟)线，这些线形成架内高速通路。

图15是ATMSH3300的详细结构图。ATMSH3300由ATM公用部件3301、多个ATM单元3302、以及一个组装单元3303构成。ATMSH公用部件3301用以在环型传输线以及每个ATM单元3302之间进行ATM时隙交换。ATM单元3302延伸出的上行线上的复用单元501所复用的定长分组由内置缓冲器500依次存贮下来。同时，输出缓冲器503接收并暂存从环型传输线上的ATM时隙内提取的定长分组并经分离器把分组传给ATM单元3302的下行线。流入环型传输线的时隙，被存入到内置缓冲器505。而后，STM时隙定长分组经STM/ATM标识电路504分路到输出缓冲器507，然后传给多路分离电路506。多路分离电路506把含有路径设置表503所登记的VPI/VCI的定长分组传给输出缓冲器503，我们稍后要解释路径设置表503。另一方面，插入电路508把从输入缓冲器500中读出的定长分组插入到空闲的ATM时隙中去。例如，插入电路508利用预设逻辑插入信元。换句话说，根据质量和带宽的要求，预先给每个架分配令牌，当出现空闲时隙时，掌握令牌的架就传输存于缓冲器中的定长分组。每次插入定长分组后，令牌逐个减少，当令牌数减为0时，即使有空闲时隙出现，也不能再作插入。在此，也可以采用时隙分隔环系统，当所有架的令牌数都为0时，便启动重置，重新设置令牌。微处理器511经接口电路510把来自小交换控制器3400的路径设置数据设置到路径设置表509。

扫描存储器514和SD存储器513连接到ATM单元3302和组装单元3303上，以暂存扫描信号和SC信号。

STM单元3302由以下部件构成：用以终止从ATM用户来的信号的物理层处理部件515；ATM层处理部件516；作为与ATM公用部件3301接口的架接口517；控制以上部件的微处理器518；以及存储器519。ATM层处理部件516执行用法参数控制(UPC)、OAM处理以及性能监视(PM)等。存储器519带有路径设置表以保存来自小交换控制器3400来的路径设置数据。容纳于自身单元的ATM用户所发的ATM信元可依据路径设置表把信元头加以转变，以便从ATM数据生成定长分组。同时，容纳STM专用线的ATM单元3303与ATM单元3302的不同之处是：它含有把STM用户的STM数据转化为ATM数据的组装处理部件520。

图16是小交换控制器3400的小公用部件3410的详细构造图。图中，STM/ATM标识电路600标识在环型传输线上的时隙是STM时隙还是ATM时隙，并如图15所示，把STM时隙的定长分组发送给对应于STMSH公用部件的STM处理部件601，把ATM时隙的定长分组发送给对应于ATM公用部件3301的ATM处理部件602。STM处理部件601与STM信令装置3430相连，以便把从虚时隙内提取的PB等信号发给STM信令装置3420。ATM处理部件602与ATM信令装置3430相连，以便把从ATM时隙内提取的ATM控制信元发给ATM信令装置3430。对分配的虚时隙VTS或UPI/VCI，STM信令装置3420和ATM信令装置3430把收到的PB信号和控制信元通知给CC1500。

定长分组经过STM处理部件601和ATM处理部件602的处理之后，定长分组通过以下三种方法之一伟送给作为宿主装置的中型单元2000。

第一种方法，如图16所示，在小单元3000内的环型传输线上的时隙被直接传给作为宿主装置的中型单元2000。从其它小单元3000来的虚时隙VTR和ATM时隙分别在作为宿主装置的中型单元2000内交换，并分别返回相应的小单元3000中。在这种情形下，在小单元3000和中型单元2000之间的传输线有156Mbps的传输率，刚好与环型传输线的传输率相同，因而简化了小公用部件的构造。

第二种方法，在流入环型传输线的时隙的定长分组之中，只有装载有需要在作为宿主装置的中型单元2000内被交换的数据的定长分组才被分离出来，并被传给作为宿主装置的中型单元。在此情形下，小单元3000和中型单元2000之间的传输线的传输率可以与小单元3000的环型传输线的传输率无关。

对于STM数据，将要由环型传输线上的中型单元2000交换的虚时隙VTS，以及从宿主装置接收虚时隙的环型传输线上的虚时隙VTS(重映射数据)，在通信开始的被设置表(未画出)中，并且可依据该表提取时隙。对于ATM数据而言，在通信开始之时或之前，要传输给作为宿主装置的中型单元2000的VPI/VCI被填入表(来画出)中，而后可依据此表提取出来。

在第三种方法中，稍后要描述的帧缓冲604执行方法二中的重映射。

图16表明第一种方法。STM/ATM标识电路603识别来自宿主装置中型单元2000的所有时隙是STM还是ATM时隙，并把STM时隙的定长分组存入帧缓冲器604，也把ATM时隙的定长分组存入ATM缓冲器。

如上所述，帧缓冲器604用作125μS的时间调整以保持定长分组直到预定帧的STM时隙在下一个周期的帧中出现时为止。ATM缓冲器605通过寻找空闲时隙而把存储的定长分组插入空闲的ATM时隙中去。

通过CC接口607，语音信道设置控制器611从CC1500中接收设置于SLCSH，DTSH，ATMSH中的表内容(虚时隙，头转换信息)和通知给ATM用户的VPI/VCI，并经信号线将其作为路径设置信息传送。

线信号处理器608监视存储从各个架收集来的扫描信号(如SLCSH收集的拨号脉冲)的扫描存贮器610，并按所要求的经CC接口607与CC进行通信。然后，线信号处理器608从CC接收控制信号，把CC发送给终端的SD(信号分配器)信号存储于SD存储器中。在此，SD信号是所谓的被叫位图信号，它表明一位的含义，用作，例如，驱动延迟。[3]对中型单元的阐述

紧接下来，介绍中型单元2000。图17或图26表示本发明的中型单元。

1)第一个实施例(存储交换处理)

图17是中型单元2000的第一个实施例。第一个实施例的中型单元2000是采用在存储器中进行时隙交换的集中式结构。更实际一点，中型单元2000暂存从小单元3000或大单元1000来的定长分组，并为每个目标单元收集定长分组。在此情况下，STM数据以虚时隙VTS单元的形式被处理。

此后要参照图17说明有关操作。当从大单元处收到的ATM信元的净负荷中含有STM数据时，定长分组转换部件700，设置ATM/STM标识以指示STM数据。同时，如果净负荷中还有ATM数据，标识ATM数据的ATM/STM标识被设置。STM/ATM标识部件701识别由小单元3000或定长分组转换部件700发来的定长分组，并根据ATM/STM标识指示的是STM还是ATM数据，把定长分组分别存入STM缓冲703或ATM缓冲702中去。ATM缓冲区702对序列器(未示出)发出的指令作出响应，把存储的定长分组发送到总线上。经每一条传输线的匹配部件704，把在总线上获取的定长分组存入ATM缓冲器705中。匹配部件704把VPI/VCI与CC1500所设置的匹配表706相一致的定长分组取出来。同时，依据序列器(未示出)的指令，每个STM缓冲703把所存的定长分组发送STM总线上去。每条传输线上所提供的语音数据存贮器707通过净负荷组装部件708把总线上的STM数据取出，以便更新定长分组的新的净负荷，并把包头传向新的目的地。例如，把来自小单元3000-1用户的语音数据交换给小单元3000-8时，含有装载相关用户语音数据的STM虚时隙的定长分组先被暂存到STM缓存703中，而后被存入语音存储器707。并且，在净负荷中，只有来自语音存贮器707并去往小单元3000-8的STM数据才被提取出来，并被映射到目标单元的传输线上去。语音存储器707与净负荷组装部件708依据净负荷组装数据进行操作，净负荷组装数据依靠映射表709(即，接收侧的STM时隙编号TSID和净负荷编号以及发送侧的STM时隙编号TSID和净负荷编号)指示哪个虚时隙的数据应装入哪个虚时隙。

选择器710使传输线上ATM时隙和STM时隙的流动与小单元传输线上的一致。

另一方面，大单元的发送方与上述的基本相同，所不同的是提供了头转换电路711，并且把加载STM数据的定长分组被组织成ATM信元。依据头转换表712的内容，头转换电路711把每个定长分组的头转化成大单元1000输入侧的VPI/VCI。

2)第二个实施例

图18和24分别是中型单元2000的第一实施例(a：集中缓存系统(时间交换系统)；b：空间交换系统)的修正例子。为简单起见，由于ATM数据的交换与图17中的类似，就不再做阐述，只说明与STM数据交换相关的部分。

这两个修正的例子证明以下效果：与图17中的每条传输线上的小单元(或大单元)有一个语音数据存储器相比，语音数据存贮器的数量减少了。

a)集中缓存系统(时分交换系统)。

图18是实现集中缓存系统的中型单元的功能方框图。图18和图17之间的区别是：(1)为传输线一侧的小单元1到8以及大单元共同提供了一个语音数据存贮器713，并且根据计数器714的计数值由选择器715从小单元1到8以及大单元选出的STM数据被写入语音存贮器713中，(2)提供了信元编号映射表720，以便根据来自大单元的ATM信元的头信息来获取信元的自然数的序列，还有写地址生成部件716用以生成写地址，以便用自然数的序列把选择器715选出的STM数据写入语音数据存贮器713，(3)为传输线侧的小单元1到8以及大单元共同提供了一个映射表717；依据计数器714的计数值，把读地址供给语音数据存贮器713，并向小单元1到8以及大单元的净负荷组装部件发出获取STM数据的指令。

图19是说明选择器715操作的图。

图中选择器的输入“S1-1”(或S8-1“)指示来自小单元1(或小单元8)的特定信元的一个8位。同样地，”L-1“表示来自大单元的特定信元的一个8位。小单元的输入速率是156Mbps，大单元的是1.2Gbps。因此，小单元输入一个8位时，大单元输入8个8位。选择器715复用这些数据，复用后提供2.4Gbps的处理速率。复用处理由图18所示的计数器714的输出来控制。

图18中，由选择器715输出的STM数据存于语音数据存贮器713，并由它和映射表717一起执行时间交换。

图20是表示向语音数据存储器713存入数据的图。选择器715输出的数据被按地址由小到大存起来。图中Sx-y-z的意思是来自小单元x的STM时隙TSID#Y的定长分组的净负荷的第z个8位。同样的方法，L-a-b的意思是大单元中，信元编号插入第a个时隙(一帧由352个来自大单元的时隙组成)的ATM信元的净负荷中的第b个8位。如图中所示，来自小单元的定长包TSID#1的净负荷中的第1个8位写入语音数据存贮器713的地址0处，此后，数据便如图中所示的那样存储下来，写地址由写地址生成部件716根据计数器714的输出生成。信元编号映射表720的输入也提供给写地址生成部件716，这将在稍后详细描述。

在这个修正例子中，只有存STM储数据的定长分组的净负荷的48个8位才被存储在语音数据存储器713中。因此，在定时上，选择器715输出的信头分数据输入到语音数据存储器713时，并没有供给语音数据存储器713写使能信号。图18中，省略了写使能信号以及产生这个信号的模块，但是，生成(对净负荷)/不生成(对信头分)是由计数器714的输出控制的。

并且，例如，当存有ATM数据的ATM信元或定长分组由大单元或小单元发出时，并不要求把净负荷存入声音数据存储器。因而，在这种定时下，也不给出写使能信号。指示定长分组的STM或ATM数据的信号由STM/ATM标识部件701供给信号生成模块(未示出)，并据此生成写使能信号。

接下来，图21是映射表717的一个实例。图中，Sx-y-Hz表示要存于流向小单元x的STM时隙TSID#y的信头的第z个8位的数据自身在此存储起来。同样地，Sx-y-pz表示语音数据存储器713的地址储存着存于流向小单元xSTM时隙TSID#y的净负荷的第z个8位的数据的地址被存储起来。Lx-y-Hz和Lx-y-Pz也是同样的意思。L表示大单元，在此x省略了因为x＝1。

例如，从映射表717的地址1读出的数据L-1-H1被输入到每一个净负荷组装部件708和语音数据存储器713，只有与相应大单元对应净负荷组装部件708才获取数据。在大单元的净负荷组装部件798中，相关数据被设置在第一个ATM信元的信头，以便插入到大单元的第一个时隙中去。

映射表717的地址由计数器714给出。714的输出也送至净负荷组装部件708和语音数据存储器713，这都没在图中表示出。由于“映射表717的地址1”是计数器的输出这一事实是基于数据被提供给大单元的，只有与大单元相对应的净负荷组装部件可以获取映射表717的输出数据。

接下来，当Sx-y-Hz，Lx-y-Hz也以同样的方式被读出时，只有相关的净负荷组装部件根据计数器的输出读取映射表的输出数据。

随后，例如，从映射表的地址11读取的数据L-1-P1仅由语音数据存储器713读取，并且从该数据指示的地址处读取数据。语音数据存储器713输出的STM数据被输入到净负荷组装部件708。然而，这些数据仅由与大单元对应的净负荷组装部件708读取。读取控制是基于计数器的输出来执行的。有关数据被设置到第1ATM信元的净负荷的第1个8位，这个ATM信元将被插入大单元的第一个时隙。

以下将介绍实际的交换操作。

例如，把来自小单元1的TSID#1定长分组的净负荷的第二个8位交换到去大单元的第352个ATM信元的净负荷的第42个8位去的操作如下所述。

首先，来自小单元1的TSID#1定长分组的净负荷的第二个8位在图20中的语音数据存储器的地址16处存储起来。从语音数据存储器的哪一个单元中读取要存入大单元的第352号ATM信元的净负荷的第42个8位，是由图21中存入映射表717中的地址37299处的数据决定的。因此，在上面的例子中，指示语音数据存储器713的地址16的数据被存入映射表的地址37299处。

同时，要传送到大单元或小单元的定长分组或ATM信元中有时除STM数据外还存有ATM数据。图18中的选择器710是控制要发送存有STM数据的ATM信元还是存有ATM数据的ATM信元。

图18中所示的映射表717的输出也供给图17中的选择器71和ATM缓冲器705中。当映射到映射表717的信头的输出数据中与“ATM/STM标识”相对应的部分指示“ATM”时，选择器710选择ATM缓冲器705的输出。在此操作的执行过程中，从语音数据存储器713的读操作以及净负荷组装部件708的组装操作都停止下来，只有从ATM缓冲中读数据的操作才得以继续。同时，当与ATM/STM标识相对应的部分指示“STM”时，选择器710选择净负荷组装部件的输出。在此期间，对语音数据存贮器的读操作以及净负荷组装部件的组装操作得以执行，而对ATM缓冲器705的读操作被终止。因而，带ATM数据的定长分组或ATM信元与带STM数据的定长分组或ATM信元或在53个8位的单元内复用。

由以上所述，到小单元的传输线上STM时隙与ATM时隙之比以及44个时隙中STM时隙与ATM时隙的出现序列，可由要设置到ATM映射表77中的数据(数据区被用作信头的ATM/STM标识)来控制。两种时隙的比率以及序列也可以自由地设定。并且，在到大单元的传输线上的ATM信元中，含STM数据的ATM信元与含ATM数据的ATM信元的比率，以及在352个信元中它们的出现序列也可由设置在映射表717中的数据决定。

接下来，参考图22和23，说明信元号映射表720的作用。如图22(a)中所示，信元号映射表720在一个信元经大单元由中型单元传到目的地的中型单元时，它更保证帧中的信元序列。

图22(a)表示从中型单元a、b经大单元延伸到中型单元c、d的路径。大单元带有一个选择器，用于选择存有从中型单元a传送中型单元c的信元的缓冲器ac，以及存有从中型单元b到中型单元c的信元的缓冲器bc。同时，大单元还有一个选择器，用于选择缓冲器ad和bd，它们分别存有从中型单元a发往d的信元以及从中型单元b发往d的信元。

图22(b)是表示这些信元的定时图。A、B定时图是a，b中型单元作为始发单元时的传输定时，C是中型单元C作为终止单元的输入定时图。A与B的相位是同步的。然而，从微小的细节(在此忽略)来看，这些相位之间还有一些小的差别。同时，在大单元中c有延迟，并且C必须从A、B的右端正确地筛选，但为便于理解起见，它还是排列到A和B的一行上。在中型单元a和b中，带有STM数据以及ATM数据的ATM信元位置是由传输定时确定的，并且每一帧都处于相同的位置。然而，在中型单元a中的STM数据存贮信元的位置并不总是与中型单元b中的位置相同。

从中型单元a传输的1号信元是带有STM数据的ATM信元。若ATM信元带有STM数据时，每一帧中的拥有共同目的地址的ATM信元都传输到同一位置。在图22(b)中，表示在每一帧中到中型单元C去的存有STM数据的ATM信元示意图。同样地，第2号信元是带有ATM数据的ATM信元。在此情形下，每个帧具有ATM数据的ATM信元的位置是不固定的。即，某一帧中相关位置的信息被发给中型单元C，但在下一帧中却发给中型单元b。在这个图中，在帧号n中，某一位置的信息发给中型单元C，而在下一个n+1帧中被发送给中型单元d。

比较定时图A，B，C可发现，在帧n的信元1中，中型单元a输出指向中型单元C的信元，而中型单元b输出指向中型单元d的信元。因而，从中型单元a发出的信元以第1信元的形式到达中型单元C。同样地，在第2信元中，中型单元a，b输出指向中型单元c的信元。STM交换机不能实现这样的多路复用定时交换。但是，大单元是图中所示的带缓冲器的ATM交换机。因而，如果采用多路复用定时，任何信元都可能延迟于缓冲器内。图22中，中型单元b的输出信元被延迟了，从中型单元a发送的第2信元作为第二信元输入，而中型单元b发送的第二信元作为第三信元输入。

另一方面，在帧n+1中，在传输定时时由中型单元b发送的第二信元作为第二信元达到中型单元c，这是因为这个定时不是多路复用定时，即，中型单元a指向中型单元d，而中型单元b指向中型单元c。

如上所述，在C的输入处，信元到达序列在每一帧都是不同的。总的说来，如果在每一帧中，数据的到达序列是不同的，这样的数据是不能被时间交换的。而信元号映射表解决了这个问题。即，即使每帧中信元到达序列不同，还是可以进行时分交换。

图23(a)是信元号映射表720的功能方框图，图23(b)是定时表的功能方框图。当从每个中型单元向大单元发送带有STM数据的ATM信元时，发送中型单元定时时的信元号和指示中型单元为始发单元的信息在信头给出。另外，ATM/STM标识也被插入进来。

在每一个中型单元中，对大单元输入的信元估算出一个虚信元号。

虚信元1中的STM数据写入语音数据存储器中与大单元的信元1相对应的区域。

例如，图23(b)中，虚信元1是在传输时，来自中型单元a的信元1。虚信元2是在传输时，来自中型单元b的信元1……，中型单元a和信元1被设置在虚信元1信头类型寄存器，而中型单元b以及它的信元1被设置在虚信元2信头类型寄存器，……。

在实际的信元流中(图中的“实际信元流”)，假定来自中型单元b的第1信元存在于如图所不的信元1的位置。来自中型单元的传输定时处的信元号以及指示某中型单元为始发单元的信息作为信元的信头信息输入到每一个COMP(比较器)。在虚信元流中，来自中型单元b的1号信元是2号虚信元。即，中型单元b和1号信元设置在2号虚信元头类型寄存器且只有在与类型寄存器相对应的比较器COMP处，类型寄存器的内容才与信元流的头信息相匹配。如此，由于只有在与虚信元2信头类型寄存器相对应的COMP处才获得匹配，由信元号生成器提供信第二信元。这个信息传送给图18中的写地址生成器，并且信元中的STM数据被写入语音数据存储器713中的与来自大单元的2号信元相对应的区域。

如上所述可明显看出，对中型单元而言，如果在每一帧中，大单元发出的信元的到达序列都是不同的，由信元号映射表给每个信元指派一个虚信元号，并被写入来自大单元的虚信元的相应区域和语音数据存储器713中。b)空分交换系统

图24阐述空分交换系统图。类似图18，只指明与STM数据交换相关的部分，忽略对ATM数据的操作。

STM数据输入到空间交换机721中。经S/A SEI输出后，大单元的STM数据由帧缓冲器722输入到空间交换机721中。帧缓冲器722有可把大单元输入的一帧(125μS)中的所有信元(352个信元)存储的容量。帧缓冲器722以地址和虚信元号从小到大的序列存贮信元。在以前曾描述过的结构中，当信元穿过大单元到达目的地中型单元时，信元序列不是恒定不变的。因此，输入信元的虚信元号由信元号映射表以前述方法获得。而后数据就被存储到帧缓冲器722的与虚信元号相对应的地址中去。当依据计数器的输出以由地址从低到高的序列把信元读出时，信元可看作是按虚信元号的序列到达的。

根据此结构，交换STM数据所需的缓存器的容量是集中缓冲系统中语音数据存储器的一半，是图17中的1/18。

图25是映射表的实际示例。

图25(a)是与小单元对应的映射表。x-Hy表示应存贮STM时隙编号TSID#x的定长分组的信头第y个8位的信息应在此存储。同样地，x-Py表示应存于STM时隙编号TSID#x的定长分组的净负荷的第y个8位的信息是从哪个小单元或大单元接收的。图25(b)是与大单元对应的映射表的例子，它的x-Hy、x-Py与图25(a)中的含义相同。然而，小单元中的1个帧有44个定长分组传给它，映射表的地址可计到2332(533×44)(0到2331)，而大单元的映射表中，由于一帧传352个ATM信元，地址可计到18656(53×352)(0到18655)。

与大单元和小单元对应的映射表中，由于传输每帧需125μS，所以对映射表的存取速率，对小单元而言是156Mbps，而大单元是1.2Gbps。

并且，象集中缓冲系统描述那样，从映射表的地址x-Hy处读出的数据在净负荷组装部件中被设置在TSID # x或No.x定长分组的ATM信元信头的第y个8位。

以下介绍更实际的交换操作。

例如，把小单元1的TSID #1 STM时隙定长分组的净负荷部分的第2个8位交换到小单元2的TSID #1 STM时隙定长分组的净负荷中第2个8位的操作将在以下介绍。

如图24所示，小单元1的输出被输入到空间交换机721的所有SEL(选择器)处。由此，指示小单元1的数据被设置到映射表(图25(a))的地址6处，该地址与净负荷组装部件相对应，它的目的地是小单元2。在此指示下，小单元2的净负荷组装部件在定长分组TSID#1的净负荷的第2个8位的定时处，选择来自小单元1的输出。

接下来的操作一直到传输，都与集中缓冲系统中大单元或小单元的类似。

3)第三个实施例(环型传输线交换处理)

图26是中型单元2000的第三个实施例图。第三个实施例的中型单元2000通过环型传输线来实现交换处理(交换操作)。更实际地，多个小接口部件2000和大接口2300通过环型传输线2100连接起来。

在小接口部件2200中，流入环型传输线2100的定长分组时隙被存入内缓冲器801中。在ATM时隙中，具有要获取的VPI/VCI的定长分组由多分离部件802分离出来，并被存入ATM缓冲器803中。在STM时隙中，要提取的虚时隙经匹配和净负荷分离804分离出来，存入下载语音数据存储器805。由净负荷组装部件806将存在下载语音数据存储器805中的STM数据包含到新的净负荷中。通过给STM数据加头形成的定长分组以及ATM缓冲器803中存储的定长分组被复用部件807复用，而后传给小单元3000。另一方面，小接口部件2200的STM/ATM标识部件809标识由小单元3000接收的时隙。ATM时隙定长分组送往ATM缓冲器810，而STM时隙定长分组在净负荷拆卸部件811中拆成STM时隙，然后存入装载语音数据存储器812。插入部件813寻找环型传输线上空闲的ATM时间片，把ATM缓冲中的定长分组插入其中。匹配和净负荷插入部件814把存在升序语音数据存储器812中的语音数据插入到预定的虚时隙中，并根据STM时隙编号ID和净负荷编号处理这些语音数据。发送到环型传输线的定长分组被存入输出缓冲815中，然后传输到环型传输线2100上。

在大接口2300中，流往环型传输线2100去的定长分组曾存入内缓冲816中。匹配和分离部件817根据ATM时隙的设置信息把带有需要的VPI/VCI的定长分组分离出来，存入ATM缓冲器818。另一方面，匹配和净负荷分离部件819根据STM时隙的设置信息把含有所需虚时隙的定长分组提取出来，并把它存入升序语音数据存储器820。净负荷组装部件821处理以虚时隙为单位存入升序语音数据存储器的语音数据，把去往同一中型单元2000的语音数据放在一起以构成一个带有新净负荷的分组。每个定长分组在复用部件822中复用之后，在头转换部件823中，从大单元1000的输入端提供指向目的地中型单元2000的VPC/VCI，以生成要传输的ATM信元。另一方面，从大单元1000接收的ATM信元由分组生成部件824转化为一个分组。STM/ATM标识部件825把ATM时隙定长分组存入ATM缓冲器825，并由净负荷拆卸部件827把定长分组分成以虚时隙为单位的STM时隙。插入部件828从ATM缓冲器826中分提取出定长分组，并将其插入到空闲ATM时隙中。匹配和插入部件829根据设置信息把来自净负荷拆卸部件827的语音数据以传输线的形式插入到虚时隙中。定长分组在复用部件830中复用，然后存入内缓冲器841，而后传输出去。

[4]对大单元的阐述

下面说明大单元1000。图27是大单元的结构图，大单元可能由一个普通ATM交换机形成。大单元由信元交换器1100、多个宽带用户架1200以及中央控制单元1300构成。宽带用户架1200由STMI接口板1210和架公共部件1220构成。来自中型单元的ATM信元由STM接口板1210的物理接口部件1211接收，经ATM层处理部件1212的处理后，经架接口部件1213发往下一段的架公共部件1220。在另外的STMI接口板1210对ATM信元复用之后，架公共部件1220把它传送到下一段的信元交换器1100。由信元交换器1100输出的信元经分离部件1222被分配到每一个STMI接口板1210，然后由此传给中型单元2000。

如上所述，在大单元中，装载STM数据的信元也作为类似一个ATM信元处理。[5]STM数据交换处理

图28、29解释本发明中的STM数据传输。图28表示的交换机由大单元1000、连接到大单元上的中型单元2000-1、2000-2，以及小单元3000-1到3000-2构成。1)中型单元内部的通信

下面说明在连到小单元3000-1的用户a和连到小单元3000-2的用户b之间的通信。通信开始时，由CC1500分配的虚时隙VTS200，VTS586，并把虚时隙VTS200设置给小单元3000-1的SLCSH的用户a，而虚时隙VTS586设置给小单元3000-2的SLCSH的用户b。并且，虚时隙VTS200和VTS586的转换信息也设置给中型单元2000-1。首先，小单元3000-1的SLCSH根据上述的设置信息，把用户a的语音数据设置到STM时隙的定长分组中与虚时隙VTS200相对应的净负荷中，例如STM时隙编号(TSID5)的定长分组的净负荷的第8个8位(PL8)(48×8+8)处。这个STM时隙经环型传输线传至中型单元2000-1，以便虚时隙VTS的交换。中型单元2000-1依据上述的转换信息，把与虚时隙586相对应的STM时隙的语音数据写入STM时隙的净负荷中与虚时隙586对应的区域。例如，写入第13(TSID # 13)STM时隙定长分组的净负荷的第10个8位(PL10)(48×12+10)，以便把数据传送到小单元3000-2。小单元3000-2的SLCSH依据设置信息从环型传输线上获取虚时隙。VTS586的语音数据，然后发送给用户b。另一方面，如上所述，用户b的语音数据首先同虚时隙VTS586一起传送至中型单元2000-1，而后在中型单元2000-1中交换到虚时隙VTS200处，然后发送给用户a。2)不同中型单元间的通信。

以下介绍连到小单元3000-1的用户a和连到小单元3000-3的用户c之间的通信。在通信开始时，CC把虚时隙VTS200和VTS330分配给用户a和c之间的通信。并且，CC把虚时隙VTS200设置给小单元3000-1的SLCSH的用户a，把虚时隙VTS330设置给小单元3000-3的SLCSH的用户c。对于从用户a到用户c的通信，CC把转换信息设置到中型单元2000-1中，指明虚时隙VTS200的语音数据被存入有信头(输入侧VPI/VCI＝1100)指向中型单元200-2的ATM时隙的净负荷的第2个8位处。对中型单元2000-2，CC还设置转换信息，指示带有VPI/VCI＝01001的头的ATM时隙的净负荷的第三个8位中所存的数据被存入与虚时隙VTS330相对应的STM时隙的净负荷相应的位置上，例如，存入STM时隙编号7(TSID7)[48×6个分组+42]的时隙的净负荷的第42个8位(PL42)处。并且，CC对于从用户c到a的通信，也在中型单元2000-2中设置转换信息，指示虚时隙VTS330中的语音数据被存储到头(输入侧VPI/VCI＝0101)指向中型单元2000-2的ATM时隙的净负荷的第3个8位处。在中型单元2000-1中，CC设置转换信息，指示存于带有头VPI/VCI＝1100的ATM时隙的净负荷第3个8位处的数据，又被转存到与虚时隙VTS200相应的STM时隙的净负荷位置上，例如，存于STM时隙编号5(TSID5)时隙的净负荷的第8个8位处(PL8)。而且CC设置信息来把输入侧VPI/VCI＝1100转化为输出侧的VPI/VCI＝0101，并把标志信息设置到容纳中型单元2000-1的大单元100的宽带用户架中；CC还设置转换信息把输入侧VPI/VCI＝0101转化为输出侧的VPI/VCI＝1100，并把标志信息设置到容纳中型单元2000-2的大单元1000的宽带用户架中去。

首先，小单元3000-1的SLCSH依据设置信息，把用户a的语音数据存入STM时隙中与虚时隙VTS200相对应的净负荷的位置上，例如，存入STM时隙编号5(TS/D5)的时隙的净负荷的第8个8位(PL8)处。这个STM时隙经环型传输线传至中型单元2000-1处。中型单元2000-1依据设置信息，把虚时隙VTS200的语音数据存到指向中型单元2000-2的ATM信元(带有头，输入侧VPI/VCI＝1100)的净负荷第3个8位(PL3)处，以便把这个语音数据发送到大单元1000。大单元1000的宽带用户架根据预设的转换信息，把输入侧VPI/VCI＝1100的头转换到输出端VPI/VCI＝0101，并加上送往中型单元2000-1的标记。中型单元2000-2收到此ATM信元，根据设置信息，把净负荷的第3个8位的语音数据存入STM时隙的净负荷中与虚时隙VTS330相对应的位置上，如STM时隙编号7(TSID7)的净负荷的第42个8位(PL42)处，然后把这个语音数据发往小单元3000-3。小单元3000-3的SLCSH从环型传输线上获取虚时隙VTS330的语音数据，然后发往用户C。另一方面，用户C的语音数据按上述方式由虚时隙VTS330传送到中型单元2000-2，并在中型单元2000-2中存入到指向中型单元2000-1的ATM信元(以输入侧VPI/VCI＝0101为头)的净负荷的第3个8位(PL3)处，而后送往大单元1000。大单元1000的宽带用户架依据预设转换信息，把输入侧VPI/VCI＝0101转化为输出侧VPI/VCI＝1100，并加上指向中型单元2000-1的标记。中型单元2000-1从接收的ATM信元中提取语音数据，并用于交换到虚时隙VTS200的处理，然后把语音数据送往小单元3000-1。小单元依据设置信息从虚时隙VTS200)中提取语音数据并传送给用户a。

如上所述，在不同中型单元之间的通信中，从通信开始到结束，固定地使用信元编号的净负荷的预定位置。在此系统中，可以在大单元中削减对每一个STM数据的交换以减轻处理负荷，并且有效地减少语音数据的延迟，因为呼叫的数据并不是全挤在一个信元中。

然而，呼叫可随意终止，它曾用过的净负荷的某个8位变为空闲。当呼叫依次地结束时，净负荷的利用率降低了。并且，只有当净负荷中的所有呼叫都结束时被搜索的信元才被释放掉，所以，净负荷中有一个呼叫被保持很长一段时间，ATM信元就为这个呼叫保持很长时间。如所述的，由于呼叫终结产生的净负荷保持空闲态的话，净负荷的利用率降低，影响系统的GOS(服务级别)。同时，如果净负荷中对呼叫的容纳位置的常变化以反复循环使用空闲的净负荷，所需的处理增加了，对处理能力产生影响。a)采用双面映射表的再组装系统(SUZUKi系统)。

图30是第一个实施例中的装置构造示例。中型单元2000-1，2000-2的结构与图18类似。图30只表示了主装置。即，始发侧的中型单元2000-1至少包含一个语音数据存储器713，映射表723和净负荷组装部件724。终端侧的中型单元2000-2至少包括：S/A选择器701，信元编号映射表725，写地址生成部件716，语音数据存储器713和映射表723。

映射表723有双面(#0，#1)。例如，如图31中所示，中型单元2000-1的映射表723存有信元编号，PL编号，空闲/忙信息，语音数据存储器地址和VPI信息等，ATM信元就是基于这此信息产生的。当给净负荷的某个8位分配STM数据时，空闲/忙信息是1，当没有分配STM数据时是0。

在此，假定中型单元2000-1和2000-2之间数据传输和接收是利用映射表723#0进行的。由此，始发端的中型单元2000-1和终止端的2000-2并不参考映射表723#1。在始发侧的中型单元2000-1中，周期性地查看映射表723#0，以根据空闲/忙信息断定是否需要对信元重组。

图32是信元重组判定条件流程。(首先步S1)指定信元重组的范围。可在一周期内设置信元的重组范围为全部信元，或者以VP或多个信元为单位加以限制。在限制信元重组范围的情况下，每一周期重组范围都变化，所有范围都可通过检查是否是同一周期来搜索。

接下来，为了信元重组，发起端映射表中的空闲/忙信息被检查(步S2)以便把每一个信元(＝呼叫数/48个8位)净负荷的使用系数与阈值相比较(S3)。如果没有使用系数低于阈值的信元(NO于步S4)，信元重组条件判定流程至此结束(步S5)。同时，若有信元的使用系数低于阈值(即步S4中的Exist)，判定信元重组是否有效(步S6)。这个判定是有必要的，以防止信元重组后又发起新的呼叫，新信元要求重组，便导致重组重复多次的情况。

图33是表示判定信元重组无效的情况。即，如果作为目标信元的4个信元的净负荷使用系数小于阈值(例如，呼叫数为10)时执行重组，40个呼叫可容纳于一个信元中，而此后立即又生成了10个新的呼叫，一些信元需进一步重组。图4是表示用于判断信元重组的有效条件的示例。即，当重组目标信元中的呼叫总数为a，要求去重组的重组目标信元的信元数为b(＝a/48)，并且一个信元中呼叫产生的可能性为c(＝48×每条线的话务量)，只有在b-a＞c时才执行重组。据此条件，只有在信元重组后净负荷有空闲区域去容纳新的呼叫(一个信元中呼叫生成的可能性＝48个8位×每线的话务量)，才执行重组。当发起端中型单元A中的重组条件建立起来之后，由发起端通知给处理器(步S7)。

图35是第一个实施例中的信号序列，而图36是处理流图。

如图35所示，发起端在信元重组条件建立之后所通知这个处理器(f1)，执行这个新老信元的映射，以减少空闲的净负荷的数目。图31是新老映射的例子。在图31的示例中，老信元No.0和N0.1容纳的呼叫的STM数据，它们去往中型单元2000-2，被重组到新信元No.#0中去。作为重组的结果，新信元No.1的净负荷是空闲的，它被释放出来，可在新的呼叫产生时利用。

处理器(f2)在信元重组完成之后，把新信元的指派情况通知给发起端的中型单元2000-1，指示写入映射表#1中。同时，处理器向终止端的中型单元2000-2发出重组请求(f3)指示把对新信元的分配写入映射表#1中。在发起端和终止端向映射表#1中写入对新信元的分配完成之前，不再接收新的呼叫。

在终止端的中型单元2000-2在对映射表#1的写入完成之后，通过处理器(f4)向发起端的中型单元2000-1通知新信元重组完成。发起端的中型单元2000-1接到通知后，把表#1作为参考的映射表。同时，启动新分配信元的信元传输并接收新的呼叫。净负荷组装部件724给新信元的头加上指示新信元的标识后，把标识发送出去。

由此，旧信元仍参照终止端的中型单元2000-2的映射表#0进行交换，并且新发起的呼叫的有关信息写入映射表#1。当暂时停止对新发起的呼叫的接收时，在连接建立期间延迟发起呼叫。因而，推荐在呼叫总数小于净负荷数×0.9的时候进行重组，以便留出一定的净负荷来容纳对新生呼叫的接收开始之后出现了的被延迟的呼叫。由信息区组装部件724对信元头或净负荷的第一个8位给出标识以指明对新信元的指派以便传输。

终止端的中型单元2000-2在映射表#0中执行对老信元的交换直到信元号映射表725检测出指示新信元的头。当信元号映射表725检测出新信元时，映射表723由#0变为#1继续执行交换操作。终止端的中型单元2000-2经处理器(f5)把检测到新信元的消息通知给发起端的中型单元2000-1。按收到通知的中型单元2000-1开始监视映射表#1的空闲/忙信息。

b)利用交换定时差的再组装系统(Veki系统)

b-1)第一个实施例

图37是表示第2个实施例的图，图中，对ATM信元净负荷的再组装可由大单元的CC1500和MM1600来实现。

图38表明ATM信元空闲/忙管理·传输目标标识数据1610的内容。ATM信元空闲/忙管理·传输目的标识数据1610被提供给每一个中型单元。对每个信元号都存储1610。当有某一信元号的ATM信元净负荷至少有一个是忙的话，指示忙状态的“1”被设为空闲/忙信息，若所有净负荷都空闲时，指示空闲状态的“0”被设为空闲/忙信息。作为传输目标标识信息，标识每个中型单元的信息被设置。

图39表示ATM信元净负荷空闲/忙管理数据1620的内容。该数据提供给每个中型单元。对每个净负荷序号，都存贮空闲/忙信息和用户信息。对占用的净负荷，指示忙状态的“1”被设为空闲/忙信息，而对于空闲信息区，指示空闲状态的“0”被设为空闲/忙信息。利用相关的净负荷标识用户的信息作为用户信息。

图40是第二个实施例中CC1500的再组装功能控制流。图41表明STM数据呼叫的再组装。

关于图40，要参考图38到41说明再组装操作。

在检测出STM数据呼叫通信结束(步S10)时，CC1500访问净负荷空闲/忙管理数据1620(步S11)来判断在加载将被终止的呼叫的ATM信元中是否有空闲区(步S12)。

如果如图41(a)所示，ATM信元No.1和No.2的净负荷都忙而ATM信元No.3的净负荷空闲，并假定要终止的呼叫在ATM信元No.3的净负荷中，则执行以下处理：由于“1”被设置到信元No.1的从第6到第48的净负荷作为净负荷空闲/忙管理数据1620的空闲/忙信息，在步S12中判断出有空闲区(即S12中的Yes)，因而不执行重组处理。

同时，如果ATM信元No.1和No.2的净负荷全忙并且如图41(b)所示，ATM信元No.3有一个空闲净负荷，假定要终止的呼叫位于ATM信元No.2的净负荷中，将执行以下操作。由于信元No.2的所有净负荷中都被设置“1”来作为净负荷忙/空闲管理数据1620的空闲/忙信息，在步S12中判定没有空闲区(即步S12中No)，将跳至步S13。

步S13中，访问图39所示的ATM信元净负荷空闲/忙管理数据1620，来判断是否有一个空闲ATM信元具有相同目标地址(步S14)。

图38中，2号和3号ATM信元具有相同的传输目的地。因而，在图39中，搜索ATM信元No.3是否有空闲ATM信元的净负荷。由于ATM信元No.3有一个空闲区，执行步S15。如果ATM信元No.3没有空闲净负荷(即步14中否)，则不执行重组。

接下来，CC1500确定把另一个具有空闲净负荷的ATM信元的最大位置处的STM数据呼叫移到已终结的呼叫所占用的ATM净负荷中，并把要移动的STM数据的信息通知给始发端的中型单元a(步S15)。在始发端的中型单元中，作为移动目标的STM数据呼叫被设置到移动前和移动ATM信元中，直到S19的指令发出，然后被送往大单元。

图41(b)中，STM数据从ATM信元No.3的最大8位处被重组到ATM信元No.2的空闲净负荷。

此后，提供一个延迟时间，它足够使ATM信元从发起端的中型单元经大单元传输到目的地中型单元。(步S16)。

延迟时间过后，CC通知终止单元老信元和新信元号净负荷的位置(步S17)。此后，作为终止单元的中型单元从新信元No.的ATM信元中提取新的STM数据呼叫。

根据图39，位于信元No.3的ATM信元的第3个8位处的STM数据被从信元No.2的ATM信元的第10个8位处提取出来。

CC指示发起端中型单元删除已从老信元净负荷中移走的STM数据呼叫(步S18)，完成再组装处理。

b-2)第二实施例

在第一实施例中，每一次STM数据呼叫的通信完成后都进行净负荷重组，而在第二体现中，被分隔的多个ATM信元的指派在午夜周期性或非周期性地重组，因为此时交换负载比较低。

在第二实施例中，不象第一实施例那样，ATM净负荷在交换操作所要求的定时中设有充分利用不必要固定的净负荷。这是由于许多带有空闲净负荷的ATM信元一直到午夜交换负载比较低的时候，多个分离的ATM信元的指派周期性或非周期性重组时，依然存在。

在第一个实施例中，在每一个STM数据呼叫结束时都执行从一个ATM信元到另一个ATM信元的重组，而在第二个实施例中，存在多个具有空闲净负荷和目的地址相同的ATM信元。

图42是第二个实施例中CC1200重组功能的控制流图。考虑图42并参考图41(c)来阐述交换操作。

图41(c)表明存在多个具有空闲净负荷的ATM信元。CC以下列序列执行STM呼叫的净负荷重组。

重组开始时，选择空闲净负荷数最小和最大的ATM信元(步20)。具有最大空闲净负荷数的ATM信元中的一个STM数据呼叫被移入空闲净负荷数最小的ATM信元的任一个8位中(步S21)。在步S21中，由于重组按照第一个实施例中相同的方法执行，所以从一个ATM信元的净负荷交换到另一个ATM信元的净负荷，可以避免在交换时丢失STM数据。

在此，判断空闲净负荷数最大的ATM信元中加载的STM数据呼叫是否丢失(步S22)。如果没有STM数据呼叫，相关ATM信元从通信中释放出来(步S23)，但如果存在STM数据呼叫，执行步S24的操作。

判断是否已设有带空闲净负荷的ATM信元或只有一个带有一个空闲净负荷的ATM信元(步S24)。若没有空闲净负荷的ATM信元或只有一个ATM信元，重组处理已经完成，但如果存在两个或两个以上的带空闲净负荷的ATM信元存在，返回步S20的操作重复执行直到只有一个空闲净负荷ATM信元或更少。

由于采用上述的重组处理，如果存在多个带空闲净负荷的ATM信元，即使采用简化的控制也可以实现STM数据呼叫的净负荷的重组。[6]ATM数据交换处理

图43和图44解释本发明中的ATM数据传输。图20表示从用户x到用户y的传输，而图44表示从用户x到用户z的传输。图43和44所示的交换机分别由大单元1000，连到大单元上的中型单元21000-1到2000-2，以及小单元3000-1到3000-3构成。

1)同一中型单元所容纳的小单元之间的数据通信

将参考图43来说明连到小单元3000-1的ATM用户x和连到小单元3000-1上的ATM用户y之间的通信。在通信开始时，CC按前述过程把VPI/VCI指派到传输线上。即，CC把VPI/VCI＝1105通知到用户x作为从ATM用户x到ATM用户y的VPI/VCI，并在小单元3000-1的ATMSH中设置头转换表指示把VPI/VCI＝1105转换为VPI/VCI＝1334，在中型单元2000-1中设置转换表指示把VPI/VCI＝1334的定长分组传送给小单元3000-2，还在容纳ATM用户y的小单元3000-2的ATMSH中设置作为提取VPI/VCI＝1334的定长分组的登记表。并且，CC通知ATM用户y把VPI/VCI＝3354作为从用户y到ATM用户x的VPI/VCI，还向小单元3000-2的ATMSH中设置一个头转换表以指示把VPI/VCI＝3354转换为VPI/VCI＝2455，在中型单元2000-1中设置转换表以指示到小单元3000-1去的VPI/VCI＝2445的定长分组的传输，在容纳ATM用户x的小单元3000-1的ATMSH中设置作为提取VPI/VCI＝2445的定长分组的登记表。

小单元3000-1的ATMSH把ATM用户x的ATM信元的VPI/VCI从1105转化为1334，然后把这些VPI/VCI插入到传输线上空闲的时隙上去。小单元3000-1的小交换控制器把环型传输线上的数据直接送给中型单元2000-1。在中型单元2000-1的线上提供的容纳小单元3000-1的匹配电路接收与表一致的VPI/VCI＝1334的定长分组，然后把这个分组传给小单元3000-2。容纳ATM用户y的ATMSH从流入环型线的ATM时隙中获取与设置表相一致的VPI/VCI＝1334的定长分组，然后传给ATM用户y。

同时，从ATM有户y到ATM用户x去的ATM信元也要根据预置表采用相同的方法进行头转换，然后经中型单元2000-1传送出去。2)容纳于不同中型单元的小单元之间的通信。

接下来，参考图44来说明连接到小规模信元交换机3000-1的ATM用户x和连接到小规模信元交换机3000-3的ATM用户z之间的通信。通信开始时，CC设置每条线上的VPI/VCI。即CC通知ATM用户X把VPI/VCI＝1105作为从ATM用户x到ATM用户z的VPI/VCI，还在小单元3000-1的ATMSH中设置头转换表指示把VPI/VCI＝1105转换为VPI/VCI＝1134；在中型单元2000-1中设置转换表指示把VPI/VCI＝1334的定长分组转换为VPI/VCI＝3的ATM信元，设置把输入端VPI/VCI＝3转化为输出端VPI/VCI＝7的头转换表，并对大单元的AIFSH1200-2到AIFSH1200-1的交换设置标志信息，设置交换表指示把VPI/VCI＝7的ATM信元转化为VPI/VCI＝3899的定长分组，也指示到中型单元2000-2的小单元3000-3的传输，设置登记表以便把VPI/VCI＝3899的定长分组转化成容纳ATM用户z的小单元3000-3的ATMSH要获取的分组。

并且，CC通知ATM用户z把VPI/VCI＝4012作为从ATM用户z到ATM用户x的VPI/VCI，并对小单元3000-3的ATMSH设置把VPI/VCI＝4012转换为VPI/VCI＝5312的头转换表，在中型单元2000-2中设置转换表，把VPI/VCI＝5312的定长分组转换为VPI/VCI＝4的ATM信元，设置头转换表把输入端VPI/VCI＝4转换为输出端VPI/VCI＝9，并为大单元的AIFSH1200-1到AIFSH1200-2的交换在中型单元2000-1中设置标志信息，设置转换表把VPI/VCI＝6000定长分组转化为VPI/VCI＝9的ATM信元，并把他传给小单元3000-1，还有登记表，以便把VPI/VCI＝6000的定长包转换为容纳小单元3000-1的ATM用户x的ATMSH要获取的分组。

小单元3000-1的ATMSH把ATM用户x的ATM信元从VPI/VCI＝1105变为1134，并把VPI/VCI＝1134插入环型传输线的空闲的ATM时隙中。小单元3000-1的小交换控制器把环型传输线上的数据直接传给中型单元。中型单元2000-1的指向大单元的线上匹配电路依据表把VPI/VCI＝1134的信元转化为VPI/VCI＝3的ATM信元。大单元的AIFSH1200-1的ATM信元输入端VPI/VCI＝3转化为输出端VPI/VCI＝7。由此，ATM信元经大单元的AIFSH200-2交换到中型单元2000-2。中型单元2000-2把VPI/VCI＝7的ATM信元转化为VPI/VCI＝3899的定长分组并通过容纳小单元3000-3的线的匹配电路把这个分组插入小单元3000-3的空闲ATM时隙中去。容纳ATM用户z的ATMSH依据设置表把VPI/VCI＝3899的定长分组从流入环型传输线的ATM时隙中取出，并把它转化为ATM信元送往ATM用户z。

另一方面，采用类似以上所述的方法，从ATM用户z去往ATM用户X的ATM信元经中型单元2000-2，大单元1000和中型单元2000-1传送的。

如前所述，本发明带来的第一效果就是要消减制造费用，有效地发开STM和ATM交换机，这是由于STM交换机和ATM交换机的基本配置是采用共同的硬件和软件。

本发明提供的第二效果就是可以实现以ATM数据为单位的交换，这是由于ATM数据交换是以ATM时隙交换为基础实现的，同时STM数据可通过STM时隙来交换，并且是以定长分组净负荷的STM数据为单位交换的，这样可在一台交换机可交换两种不同的数据。

本发明提供的第三效果是保证STM数据质量，这是由于加载STM数据的STM时隙是由仿真虚时隙构成，并且STM数据以虚时隙时单位进行指派。

由于发明中ATM交换机接口与标准ATM交换机的接口是相似地结构，STM交换机可与ATM交换机共用相同的硬件和软件分组，这样可削减成本，这是第四效果。

由于管理信息中含有标识信息，从不同的混合交换机来的ATM信元的接收序列可保持恒定，从而可维持STM数据的周期性，更进一步地，利用含有标识信息的管理信息，同一混合交换机的ATM信元传输序列安排可以恒定，也可维持STM数据的周期性。这是本发明的第五效果。

第六效果是：由于对ATM信元的净负荷进行了重组，减少了ATM信元的分割损失和呼叫丢失，更有效地利用了系统资源。

Claims (12)

1.一种混合交换机，用于通过定长分组的时分复用时隙来交换周期性传输的第一数据和第二数据；

上述定长时隙包括第一和第二时隙；

上述混合交换机包括：

第一插入装置，用于周期性地把上述第一时隙分配给上述第一数据，并把上述第一数据同指示第一数据的标识符一起插入上述第一时隙；

第二插入装置，用于非周期性地把上述第二时隙分配给上述第二数据，并把第二数据连同指示第二数据的标识符一起插入上述第二时隙；

第一分离装置，用于通过指示上述第一数据的标识来识别第一时隙并从上述第一时隙中提取上述第一数据；

第二分离装置，用于通过指示上述第二数据的标识来识别第二时隙，并从上述第二时隙中提取第二数据。

2.根据权利要求1的混合交换机，其中，上述第一时隙被划分为多个时隙，第一插入装置周期性地把时隙分配给第一数据，第一分离装置从上述时隙中提取上述第一数据。

3.一种混合交换机，用于周期性交换第一和第二数据，包括：

用于传输上述第一和第二数据的传输部分；

用于同时转换来自同步传输终端的第一数据和第一定长分组的同步传输终端接口部分；

用于同时转换来自异步传输终端的第二数据和第二定长分组的异步传输终端接口部分；

用于与ATM交换机接口的ATM交换机接口部分，它依据ATM信元头的路由信息交换数据，在上述第一或第二定长分组与ATM信元间组装或拆卸数据。

4.一种混合交换机，通过时分复用时隙定长分组来交换周期性传输的STM和ATM数据；

上述时隙由STM和ATM时隙构成；

上述混合交换机包括：

第一插入装置，用于周期性地把上述STM时隙分配给STM数据，并把上述STM数据的STM/ATM标识一起插入到上述STM时隙中；

第二插入装置，用于非周期性地把ATM时隙分配给ATM数据，并把上述ATM数据连同指示ATM数据的STM/ATM标识一起插入到上述ATM时隙；

第一分离装置用于用STM/ATM标识符识别上述STM时隙，并从STM时隙中提取出上述STM数据；

第二分离装置，用于用STM/ATM标识符识别上述ATM时隙，并从ATM时隙中提取出上述ATM数据。

5.根据权利要求4的混合交换机，其中，上述第一插入装置把STM/ATM标识插入到定长分组中，并通过把多个STM数据复用到净负荷部分获得上述定长分组，第一分离装置从上述定长分组的净负荷中提取出STM数据。

6.一种混合交换机，用于把存有多个用户的STM数据分成的第一定长分组和把存有一个用户的STM数据的第二定长分组交换到净负荷，包括：

标识设置装置，用于把指示存在STM数据的标识设置到第一定长分组信头，把指示存在ATM数据的STM/ATM标识设置到第二定长分组信头；

序列信息设置装置，用于把有关周期性序列的序列信息设置到上述第一定长分组的信头；

存储装置，用于存储与每个STM数据对应的第一定长分组头中的序列信息和净负荷的位置信息；

识别装置，根据STM/ATM标识，识别第一和第二定长分组；

STM数据交换装置，根据上述存储装置中存储的序列信息和位置信息来交换第一定长分组；

ATM数据交换装置，用于在ATM数据的单元中交换第二定长分组。

7.根据权利要求3的混合交换机，其中，上述ATM交换机接口部分还包括：

用于设置在预定周期中传送到ATM交换机的ATM信元包括传输序列的管理信息的装置，该装置还向由定长分组组装的ATM信元中设置标识本混合交换机的标识信息，还有依据上述ATM信元的上述管理信息设置在预定时间内ATM信元接收的接收序列的装置。

8.一种交换机，用于在ATM交换机间发送和接收ATM信元，这些ATM信元是通过在净负荷中组装多个STM数据获得的，该交换机还交换这些在净负荷中组装的STM数据单元中的ATM信元，它包括：

管理信息设置装置，用于在ATM信元信头设置管理信息，它包括在预定时间内的传输序列信息和标识本交换机的标识信息；

序列设置装置，根据ATM信元头的管理信息，设置在预定时间内从上述ATM交换机接收的ATM信元的接收序列。

9.根据权利要求8的交换机，其中，上述管理信息设置装置除含有标识信息外，还有作为在预定期间内管理信息的传输序列信息，上述序列设置装置根据由ATM信元头中的管理信息和序列信息构成的上述管理信息，设置在从上述ATM接收的ATM信元的规定时间中的接收序列。

10.根据权利要求9的交换机，其中，上述序列设置装置包括：

存储装置，用于存储依据本交换机中接收序列所接收的ATM信元的信头中所含管理信息的装置；

用于设置基于上述存储装置所接收的ATM信元的接收序列的装置。

11.用于在发送和接收定长分组的交换机中重组STM数据的方法，根据分组头的目的地，把多个STM数据装入净负荷并在净负荷中组装的STM数据单元中交换这些STM数据，该方法包括以下步骤：

检测具有净负荷中空闲区域比预定值大的定长分组；

判断在上述检测步骤中检测出的多个定长分组中净负荷空闲区域总数是否大于预设值；

若判断步骤中多个定长分组净负荷中空闲区域总数大于预设值时，则重组多个定长分组的净负荷中的STM数据以便消除其中的空闲区域。

12.用于发送和接收定长分组的交换机中的STM数据的重组方法，根据分组头的目的地，把多个STM数据装入净负荷中STM数据的单元并交换这些STM数据，该方法包括步骤：

通过监视每个定长分组的净负荷中是否有一个空闲区域来检测具有空闲区域的定长分组；

根据由上述检测步骤中检测出的多个定长分组的信头，识别定长分组是否去往同一目的地；和

当在上识别步骤中检测出多个含有相同的目的地地址的定长分组时，则对多个分组的STM数据进行重组，以便把有空闲区的定长分组减少到1或更少。

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