CN1509531A

CN1509531A - 环境稳定的atm网络

Info

Publication number: CN1509531A
Application number: CNA028072405A
Authority: CN
Inventors: 马修·大卫·阿尔斯波; ��ɯ��޹�˾; 弗兰克·威廉·玛莎; »; 约翰·爱德华·威斯
Original assignee: Interwave Communications International Ltd
Current assignee: Alvarion Mobile Inc
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2004-06-30
Also published as: TW588523B; WO2002060094A1; US20040213189A1

Abstract

一种用于将宽带服务提供给用户的通信系统，该系统利用配置在网络边缘附近，即，靠近用户或在用户处的区域中的设备。该通信系统利用连接到用户端(4－CP)和接入服务提供点(100－P)的多个ATM节点(30－N)在接入服务提供点(100－P)和用户端(4－CP)之间通信。多个传输装置连接ATM网络(20)中的ATM节点(30－N)。ATM网络(20)被控制在ATM节点(30－N)之间路由数据。ATM网络(20)最好具有增加回程冗余和带宽的网状体系结构。远端数字用户线路接入多路复用器(R－DSLAMs)连接到已经为用户端(4－CP)建立的接入点同时连接到已经建立的回程传输，和/或R－DSLAMs连接到不同的远端局或通信网络中的其它位置。

Description

环境稳定的ATM网络

技术领域

本发明涉及将宽带数字服务连接到用户，尤其是那些通过已经建立的本地环路接受服务的电话用户的通信系统、方法和装置的领域。

背景技术

在美国，在世界各地的其他国家也类似，服务提供商将通信服务提供给用户，具体而言是提供给他们的电话、计算机、和其他用户端设备(CPE)。包括语音和数据的服务通常是通过运行在电话公司的中心局(CO)和用户端(CP)之间至少一部分距离上的线对提供的。线对将电话POTS(简单的旧式电话服务)提供给用户。这些线对具有接入点(子环路接入点)，在这些接入点处可以进行到用户线的连接。在一些电话系统中，子环路接入点包括数字环路运营商(DLCs)、服务区域接口(SAIs)、数字接入(DA)点、以及其它允许连接至电话POTS(简单的旧式电话服务)连接的点。例如DLCs这样的本地集中器被安装在远离中心局(Cos)的地点，以便在这些远端地点合并用户线路。在本地集中器，用户线路被集中并连接至回程传输装置。回程传输器连接在子环路接入处和CO之间。过去，DLCs通过集中线路降低了为用户提供服务的费用。目前，通过集中器为用户提供服务的区域包括比由服务提供商提供服务的其它区域发展更快的郊区和商务联合企业。

远端办公、分支机构连通性以及用户互联网接入的出现使用户产生了对高速数字接入的极大需求，这些用户包括通过本地接入点、本地集中器和POTS线路接受服务的用户。一般而言，包括本地集中器的传统设备不具备满足新的高速数字接入的需求的容量。

电话公司正提供数字用户线路(DSL)服务以满足对高速数字接入的需求。DSL服务提供高速数据接入，利用现有的有线的基础设施的许多部分来运行，支持传统的POTS通信并通过从传统的公共交换电话网络(PSTN)去除数据业务而减少阻塞。

传统的DLC集中器设计用于提供令人满意的语音服务。由于相对于仅仅用于语音的数据而言大量的数据必须被传输用于非语音的数字需求，DSL服务至今还不能被传统的语音系统完全支持。许多已经安装的集中器不支持DSL，据估计，只有一小部分已经安装的非DSL兼容的本地集中器被升级到DSL兼容。尽管更新的本地集中器提供更大的带宽，它们仍不是很好的设计用于数据服务的。此外，配置现有的设备用于DSL服务通常会限制用于POTS服务的容量并且在子环路接入点引入其它问题。

据估计，目前有全部电话用户的大约百分之二十通过本地集中器接收服务。将来，很可能是通过本地集中器到达用户的DSL服务占远远多于新的DSL推广应用的百分之二十。随着对数字服务的需求的增长，产生了对可提供DSL和其它宽带服务到那些连接在电话系统的子环路接入地点处的用户的改进的系统的需求。

通常通过在电话公司中心局(CO)安装数字用户线路接入多路复用器(DSLAM)扩展DSL服务。DSLAM促进DSL数据通信在广域网(WAN)和位于用户端(CP)的DSL调制解调器之间传输。尽管当没有本地集中器时这种连接也是令人满意的，但由于现有设备的容量不够，或者由来自CO的长距离所导致的差的POTS线路或其他情况，位于CO的DSLAM通常不能直接发送通信给通过DLC本地集中器获得服务的用户的用户调制解调器。

为了给电话系统的用户提供DSL服务，提出了远端DSLAM(R-DSLAMs)，但由于预计的高安装成本和不足的回程带宽，它们没有被广泛的采用。

远端DSLAMS的方案试图将位于CO的DSLAMs移到安装在野外的远端的基于地面的远端机柜中。R-DSLAM的位置通常靠近一个现有的DLC本地集中器。R-DSLAMs操作用于控制DSL用户端和WAN或CO之间的DSL数据通信。用于R-DSLAMs的方案通常要求在与DLC共有的或靠近DLC的混凝土平台上的受控环境拱顶(CEVs)中进行架式安装。

不幸的是，R-DSLAM方案费用很高，这是因为在其它方面，它们还需要坚固的和笨重的新的位于现有的DLC机柜之外的基于地面的机柜，而且还需要增加相当大的回程带宽。这种新的机柜需要通行权、用于平台的混凝土、机柜的安装、电源连接以及到和从现有的DLC的交叉连接接线的配置。估价者得出的结论是R-DSLAMs在成本方面永远也不会适当。

随着用于DSL的市场和技术的成熟，业界正在采用异步传输模式(ATM)网络作为用于集中高速数据和语音接入和传输的可供选择的技术。在一些特定的实施例中，对于“只用于数据”的方案，ATM会比EP效率稍低。在服务质量(QOS)和与现有的ATM网络基础设施的网间互通是主要需求的网络中，ATM是合乎需要的。DSL接入提供商正转移到需要更节省成本的和坚固的ATM交换机和多路复用器用于网络边缘附近的区域中的网络体系结构。网络的这部分包括装置外的电话公司(Telco)并且在一些情况下延伸到用户端(CP)。交换机智能的这种到网络边缘附近的这个区域的转移打开了对改善网络体系结构的需要。

IP和ATM网络时常是竞争性的。一些业界的开发商正将高QoS带到IP网络中。然而，目前对用于对Ethernet/IP型式的ATM网络具有长期需求的户外ATM交换的ATM网络的存在需求。还存在对坚固的环境稳定的ATM设备的需求，该设备可用于固定宽带无线配置、有线的基础设施(DSL和电缆)、以及MTU/MDU配置设备中。通常，ATM网络设备需要与基于符合ATM论坛规格的COTS集成方案的ATM 25、DS3和E3接口。

考虑到以上的背景，需要可获得具有可量测性、互操作性以及低安装成本目的的改进的通信系统。

发明内容

本发明是一种利用在网络边缘附近的区域中配置的设备来将DSL接入服务提供给用户的改进的通信系统，其中的网络边缘附近即在服务提供商设备之外、靠近用户端、以及在一些实施例中就是在用户端。该通信系统在利用多个ATM节点在接入服务提供点和用户端之间通信。ATM节点连接到用户端和接入服务提供点。多个传输装置连接ATM网络中的ATM节点，该ATM网络被控制用于在ATM节点之间路由数据，以使信息在接入服务提供点和用户端之间进行传输。ATM网络最好具有将冗余和带宽加到回程网络的网状体系结构。

通常，用户部分地由已经建立的回程连接提供服务，但他们需要备用的和改进的用于宽带服务的连接。在已经建立的系统中，用户利用已经建立的回程传输通过接入点连接到一个已经建立的中心局。改进的备用连接包括一个连接到远端数字用户线路接入多路复用器(R-DSLAMs)的ATM网络，该多路复用器又顺次连接到通信系统中已经建立的接入点。另外，ATM网络在连接到已经建立的回程传输的同时连接到已经建立的局，和/或ATM网络连接到不同的远端局或通信网络中的其他位置。

在特定的实施例中，ATM节点和R-DSLAMs是环境稳定的。例如，它们对于户外安装而言都是全天候稳定的并且在不需要基于地面的电源连接的情况下安装在电力线路杆上。

在典型的实施例中，ATM节点和R-DSLAMs包括处理器单元、ATM汇编器和ATM反汇编器单元，ATM交换机结构，R-DSLAMs每个都包括一个主单元以及一个或多个中继线接口单元。通常，主单元在主机壳中处于全天候的稳定状态，并且中继线接口单元是全天候稳定的并且每一个中继线接口单元都处于一个中继线接口机壳中。

在备用的回程传输中的ATM网络包括具有网状体系结构或其它配置的无线传输装置的互连网络。在一个实施例中该互连网络是提供回程传输中冗余和增加的容量的ATM交换机的无线网络。因此，该互连网络很适合于为用户提供扩展的宽带服务。

本发明的前述目的和其它目的、特征以及优点将在以下结合附图的详细描述中变得更明显。

附图说明

图1表示包括将用户端连接到接入服务提供点和其它网络的ATM网络的通信系统。

图2表示在一个网状网络实施例中的图1中的ATM网络。

图3表示安装在杆上、环境稳定的ATM网络的一个实施例。

图4表示图1和图2中的包括远端DSLAMS的ATM网络的更详细的描述。

图5表示具有在中心局(CO)和用户端(CP)之间的子环路接入点处的连接并具有包括远端DSLAM和备用回程传输的备用回程连接的通信系统。

图6表示具有连接在SAI和子环路接入点的联网的远端DSLAMs的图5的通信系统的更详细的描述。

图7表示图5和图6的系统中采用的远端DSLAMs的细节。

图8表示图7中的远端DSLAM中采用的中继线接口的细节。

图9表示杆上安装的环境稳定的远端DSLAM和备用回程连接的实施例。

具体实施方式

图1表示通信系统100，包括一个将用户端4连接到接入服务提供点100和其它网络14的集成的系统102，该用户端包括用户端4-1，...，4-CP，该接入服务提供点包括接入服务提供点100-1，...，100-P。集成的系统102包括传统的电话公司(Telco)或其它服务提供商系统104以及ATM网络20。ATM网络20提供通信系统100中的高速数据和语音接入以及传输。

通信系统100对那些利用配置在网络边缘附近的区域中的设备的DSL接入提供商而言尤其有用，靠近网络边缘的区域即服务提供商设备以外、靠近用户端以及在一些实施例中就是在用户端。图1中的ATM网络利用改进的ATM网络体系结构在网络边缘附近的区域中提供ATM智能。

在图2中，ATM网络20具有包括节点30-1，...，30-N的ATM节点30，由点到点链路27连接在网状体系结构中，该点到点链路包括链路27-1，...，27-N。通常，链路27是无线电链路，但也可以是任何无线电、光纤的组合或其它提供用于ATM网络的高容量、高效率、高可靠性的传输的传输链路。ATM网络20在元件管理器23的监控下实施路由或交换的功能，以确保数据单元(信元或帧)被可靠的传输并且失败的或拥挤的链路被避免。通常，交换或路由功能基于已知的标准交换或路由算法在网络20的节点30中被分配。

除了标准的交换或路由算法，还制定了用于点到点无线电传输的特殊质量的规定。例如，采用了ATM专用网络网络接口(PNNI)协议。PNNI协议提供用于估计链路的可用性以及当链路丢失时产生重新路由的机制(呼叫协议)。这些机制提供用于确定链路的状态和确定对包括例如峰值信元速率、可用信元速率和信元丢失率这样的其它参数中的参数的ATM资源可用性信息组(RAIG)的改变。

在无线网状体系结构中，由于气候条件、无线干扰、以及路径障碍而导致的无线链路性能的改变影响资源可用性参数，并最终影响链路上或下的状态。图2的点对点无线电系统利用无线电特有的参数提供链路性能的指示，例如接收信号强度指示(RSSI)和未修正位错误率(BER)。利用适用于无线电设备本身的确定性装置将这些无线电参数映射到RAIG信息中。例如，在一个实施例中，未修正的BER值被映射到RAIG的信元丢失率(CLR)部分中。该映射具有迫使对于其而言CLR是非常重要的通信从网络20的弱链路转移到较强的链路的效果。尽管CLR并不总是用于倾向于错误的信元的理想度量，实际上它是一个很好的代理度量，允许网络有效的路由经过各信元。另外，在一些实施例中，磁滞(hysterisis)被包含在映射算法中以解决无线电性能中的时间变量，从而避免过多数量的RAIG更新(PNNI布局状态元件被交换)。

在一个实施例中，将无线电专用成分映射到ATM RAIG元件是利用与无线电和交换机相关的简单网络消息协议(SNMP)管理信息基础(MIBs)完成的。这种信息存储在例如图4中的数据库230-2这样的ATM数据库中。在操作中，交换机控制软件周期性地检查无线电MIB，获取例如RSSI和BER这样的链路质量指示，并将这些映射到PNNI MIB中的RAIG参数中，然后其促使对网络布局的更新。这样，通信系统的控制装置操作来确定无线传输装置上的通信质量，并基于该质量建立路由。

当利用未经许可的无线电信道时，图2的网状体系结构尤其有效，在这些未经许可的无线信道中可以预测来自其它未经许可的装置的干扰。信道分配的协调和改变可被用来减轻这种干扰。例如，无线电设备被设计用于检测干扰的出现(通常通过检测没有伴随RSSI下降的BER的增加来间接进行)，并基于这样的检测来转换到另一个信道。检测和转换的过程被一个无线电设备独立的重复进行，直到该无线电设备发现无干扰的信道。在一些无线电设备设计中，无线电设备可监控其它信道以检测具有最低干扰水平的信道。

在一个网状体系结构的典型的实施例中，这种独立的无线电信道转换被省略，有利于整体信道规划被操作来最小化在所有网状的无线电设备之间的干扰。一组专用于每个网状配置的规则被采用来基于网状网络20中的链路位置和其它网络参数控制向新的无线电链路分配信道。通常，这种规则保留在单元管理器23监督的网络管理系统(NMS)内。当一个无线电设备确定它正接收干扰时，单元管理器23控制操作来为一组无线电设备选择一套新的信道分配。

用于改变信道分配的一个典型的过程如下。第一无线电设备确定其正接收在一个设定的干扰临界值之上的干扰。该第一无线电设备由通过SNMP消息与NMS通信而安排被暂时从服务中去掉。当不在服务中时，通信被在网状网络中的另一个路径上重新路由。当不在服务中之前或其间，该第一无线电设备评估其它信道并向NMS报告最佳信道的优先列表。NMS评估信道改变对其它附近的无线电设备的影响，并确定它们是否也需要改变信道以便不受对第一无线电设备的改变的影响。NMS控制受影响的无线电设备。可选择的是，NMS控制一组无线电设备每次停止使用一个并检查备用信道。NMS利用分析程序，例如线形编程或其它运算方法，来将信道重新分配给一组无线电设备，以便对每一个的干扰被最小化。NMS通过SNMP消息将重新分配通知给受影响的一组无线电设备。NMS还生成报告或其它指示给它的操作者，以使干扰源可以被识别和减轻。

图3表示环境稳定的安装在杆上的图2中的ATM节点30的实施例。在图3中，节点30_x和节点30_y是图2的节点30-1，...，30-N的代表。ATM节点30_x和30_y是环境稳定的并在不需要基于地面的电源连接的情况下被安装在电力线路杆161_x和161_y上的机壳内。来自ATM节点30_x的连接39_x-1和39_x-B连接到杆上安装的、全天候的、环境稳定的收发器单元62_x-1和62_x-B，该收发器单元形成回程传输7的一部分，在一个实例中，该回程传输通过卫星52连接到网络14。来自ATM节点30_y的连接39_y-1和39_Y-B连接到杆上安装的、全天候的、环境稳定的收发器单元62_Y-1和62_Y-B，该收发器单元形成回程传输7的一部分，在一个实例中，该回程传输通过塔65-2连接到网络14。

在图3中，来自ATM节点30_x的连接151_x-1、151_x-2、和151_x-3连接到杆上安装的、全天候的、环境稳定的收发器单元162_x-1、162_x-2、和162_x-3，该收发器单元形成图2的传输链路27的一部分并包含传输链路27-X/Y。

在图3中，来自ATM节点30_Y的连接151_Y-1、151_Y-2、和151_Y-3连接到杆上安装的、全天候的、环境稳定的收发器单元162_y-1、162_Y-2、和162_Y-3，该收发器单元形成图2的传输链路27的一部分并包含传输链路27-X/Y。传输链路27-X/Y连接在收发器单元162_x-2和162_Y-1之间。通过实例可知，如果图3中的ATM节点30_x是图2中的ATM节点30-1，并且如果图3中的ATM节点30_Y是图2中的ATM节点30-2，那么图3中的传输链路27-X/Y就是图2中的传输链路27-1/2。

图4表示图1和图2中扩展到包括远端DSLAMs 8的ATM网络20的一部分的进一步的细节。在图4中，R-DSLAM 8₁-1和8₁-2分别通过传输装置135₁-1和135₁-2连接到ATM交换机30-1，R-DSLAM 8₂-1和8₂-2分别通过传输装置135₂-1和135₂-2连接到ATM交换机30-2，R-DSLAM 8₃-1和8₃-2分别通过传输装置135₃-1和135₃-2连接到ATM交换机30-3，R-DSLAM 8₄-1和8₄-2分别通过传输装置135₄-1和135₄-2连接到ATM交换机30-4。

包括R-DSLAMs 8₁-1和8₁-2、8₂-1和8₂-2、8₃-1和8₃-2、以及8₄-1和8₄-2的R-DSLAMs 8连接到用户端4。用户端4-1，...，4-CP连接到R-DSLAMs 8₅-1，用户端4’-1，...，4’-CP连接到被作为典型显示的R-DSLAMs 8₄-1。图4中的R-DSLAMs 8中的每一个，例如R-DSLAMs 8₄-1和85-1，同样连接到用户端4。

在图4中，每个ATM交换机30都包括ATM控制器(CTRL)130，其中用于ATM交换机30-2的ATM控制器130-2和ATM数据库230-2被作为典型显示。ATM网络20的每个ATM控制器(CTRL)130在元件管理器23的监督下实施一种交换功能，以确保数据单元(信元或帧)被可靠地传输，并且失败或拥挤的链路被避免。交换功能在图4中的网络20中的交换节点30-1、30-2、30-4、和30-5之间基于已知的、标准的交换算法被分配。

图5描绘了在接入点55处具有连接的通信系统1，该接入点包括靠近或位于用户端4的接入点55-1，55-2，...，55-CP。用户端4通过包括远端DSLAM(R-DSLAM)8和备用回程传输7的备用回程连接6接收宽带服务。R-DSLAM 8连接到接入点55，此后再连接到包括本地线路62-1，62-2，...，62-CP的本地线路62。

在图5的通信系统1中，中心局2利用已经建立的回程传输连接66-1，...，66-S连接到子环路接入单元3-1，...，3-S。子环路接入单元3通常是传统的电话系统的子环路接入点55。子环路接入点3连接到包括用户端4-1，4-2，...，4-CP以及41-1，...，4₁-CP的用户端4。用户端4-1是代表性的，例如，包括计算机10-1，电话11以及计算机10-2。用户端4可包括任何数量的电话、计算机或其它类似的通信装置。在用户端4-1的实例中，来自子环路接入单元3-1的本地线路62-1作为数据线路直接连接到计算机10-2，或者也可以作为语音和数据线路通过分离语音和数据的分离器9连接到电话11和计算机10-1。利用标准的元件，任何语音和/或数据线路的组合可在用户端4处被连接，以便隔离在用户端4、子环路接入3或通信系统中的其它位置隔离语音和数据。

在图5中，用户端4-1，4-2，...，4-CP在本地线路62-1，62-2，...，62-CP上分别连接到子环路接入单元3-1。当需要时，分离器可位于用户端，例如分离器9位于用户端4-1，位于子环路接入点，例如分离器56位于子环路接入3-1或通信系统中的其它位置。分离器还可以位于子环路接入单元3-1。同样，用户端4-1，...，4-CP连接到子环路接入单元3-S。包括子环路接入单元3-1，...，3-S的子环路接入单元3代表用户端附近的本地区(本地环路)的图5的通信系统中的接入点。接入点可位于DLCs、SAIs，尤其可位于任何连接到用户线路的点，包括位于用户端。

图5的实施例中的子环路接入单元3-1，...，3-S中的每一个都分别通过已经建立的回程线路66-1，...，66-S连接到中心局2。中心局2是为本地用户集中通信任务和连接的局，并且通常是一个已知的传统本地交换运营商(ILEC)中心局。

在图5中，中心局2连接到网络14。例如，网络14包括PSTN网络17和一个远端ATM网络18。ATM网络18通过网关15顺次连接到互联网16。网络14可包括任何公共或专用的网络的组合。

在图5中，子环路接入单元3-1除了具有到中心局2的已经建立的回程连接66-1之外，还具有备用回程连接6。备用回程连接6包括R-DSLAM 8和回程传输7。R-DSLAM 8通过包括线路48-1，48-2，...，48-CP的线路48连接到交叉连接(X-CONNECT)单元5，在子环路接入单元3-1中该交叉连接具有接入点55。当需要和可用时，通过接入点55的连接可被传统的分离器56分离。

R-DSLAM 8的功能是通过备用回程传输7将宽带服务提供给图5中的用户端4处的用户。图中的R-DSLAM 8的功能类似位于电话公司的传统的ILEC中心局2的DSLAM 8’。图5中的R-DSLAM8使位于用户端4的宽带调制解调器和中心局2之间、和/或到网络14的宽带通信传输更便利。

R-DSLAM 8连接到本地环路接入点(例如存在于子环路接入单元3-1中的交叉连接(X-CONNECT)单元5中的接入点55)的方式取决于已经建立的通信系统中的可用接入点的特性。可用的接入点可能存在于由ILEC或其它接入提供商提供的交叉连接盒中，如果是这样，则这些交叉连接盒的大小和配置决定了R-DSLAM通过接入点连接到用户端4的方式。通常，接入提供商将一个或多个交叉连接盒置于靠近DLC机柜的位置，所有用户触点-响铃(tip-ring)线对被交叉连接到去往远端终端机柜的触点-响铃(tip-ring)线对。因为DSL服务可在与POTS服务相同的铜线对上进行，可能需要重新路由至少一些本地服务线对。具体地，传输DSL/POTS通信的线对必须被路由到POTS和DSL信号被分离(见图5中的分离器56)之处。然后POTS通信被路由回到交叉连接处用于连接到DLC机柜。

由于可用的交叉连接盒通常被设计以有限的备用品用于支持DLC支持的线对数量，所以交叉连接配置经常会出现限制。因此，由于可能需要支持R-DSLAM 8的额外的交叉连接，可能需要增加交叉连接或重新调整已经存在的交叉连接的大小。在远端终端已经结合使用了多交叉连接盒的情况下，状况就进一步复杂了，这是因为可能没有办法准确预测哪些用户想增加DSL服务。

在图5中，例如，接入点55包括交叉连接单元5中的接入点55-1，55-2，...，55-CP。在一个典型的实例中，本地线路62-1，62-2，...，62-CP是在接入点55-1，55-2，...，55-CP处连接到来自R-DSLAM 8相应的线对48-1，48-2，...，48-CP的POTS线对。

虽然图5中的接入点55通常位于远离用户端的现有设备，但是对靠近用户以及有时是在用户端的接入的需求正在增长。例如，在用户端是具有同一个建筑物、联合公司或校园中的许多用户连接的多单元(Multi-Us)的情况下，接入点和/或R-DSLAMs位于或靠近该Multi-Us。

图6表示图5中的通信系统1的细节，其中R-DSLAM 8连接到SAIs 24处的接入点55(包括接入点55-1，55-2，和55-3分别连接到SAIs 24-1，24-2，和24-3)以及其它远离SAIs 24并靠近用户4的子环路接入点55(包括分别靠近子环路19-1，19-2中的用户的点55-4，55-5)。在一些例子中，接入点和/或R-DSLAMs如所示的那样位于用户端4，例如，接入点55-6位于多单元(MultiU)CPs 4’。R-DSLAMs 8由无线传输装置26互连以形成一个本地网络28。另外，R-DSLAMs 8通过回程网络20连接，该网络由包括被无线传输装置27互连的交换机30-1，30-2，...，30-5的交换机30形成。回程网络20连接到中心局2、远端中心局2’以及网络8。

在图6中，中心局2连接到一个光纤环路21和网络14，该光纤环路连接到多个子环路单元，包括DLCs 22，即，DLCs 22-1，22-2，...，22-7。光纤环路21是图5中的已经建立的回程传输连接66的一部分。图6中的DLCs中的每一个都是图5中的子环路接入单元3的一个实例。在图6中，DLC 22-7是典型的并显示了普通的已经建立的通过包括子环路19-1，19-2以及19-3的本地环路19到用户端4的连接。本地环路19通过位于服务区接口(SAIs)24的子环路接入点55服务，该SAIs包括分别对应于子环路19-1，19-2，和19-3的SAIs 24-1，24-2，和24-3。SAIs 24通过本地连接29将本地子环路19连接到通过光纤回程环路21连接到中心局2的DLC22-7。

由子环路19、DLC 22-7、以及回程链路21服务的用户4可能远离中心局2或者不能够充分的利用CO 2直接提供的DSL服务。为了描述的需要，假设连接到DLC 22-7的回程链路21，就像在普通的已经建立的电话系统中的那样，没有足够的容量来提供从CO 2到被包括子环路19-1，19-2以及19-3的本地环路19连接的用户4的DSL服务。连接在包括子环路19-1，19-2以及19-3的本地环路19处的用户4通常是那些距离CO 2太远而不能获得DSL服务的用户、由不能提供DSL服务的数字环路运营商(DLC)22提供服务的用户、或者是那些还需要增加宽带能力的用户。

为了提供DSL或其它宽带服务，图5中的备用连接6向用户4提供额外的所需容量和宽带能力。在图6中，图5中的备用连接6是用通过包括图6中的回程网络20的备用回程传输7连接的R-DSLAM 8实施的。在图6中，包括R-DSLAMS 8-1，8-2，...，8-6的R-DSLAM 8通过包括分别带有接入点55-1，55-2，和55-3的SAIs 24-1，24-2，和24-3的SAIs 24、并且还通过其它接入点55-4，55-5以及55-6连接到用户4。

为了给本地区域19提供宽带服务，图6中的R-DSLAM 8位于DLC点22-7，或进一步到网络中的子环路19-1，19-2，和19-3，位于包括SAIs 24-1，24-2，和24-3的服务区接口(SAIs)24处的交叉连接盒。这些R-DSLAM 8提供宽带服务并应用备用回程传输以将通信传输到例如中心局2、远端局2’或网络14这样的接入服务提供点。在一个典型的实施例中，中心局2是一个传统的ILEC中心局，远端局2’是CLEC局。对于ILEC和CLEC局的这种配置，远端局2’的CLEC在不需要ILEC中心局中的CLEC设备的情况下就能向用户4提供宽带服务。

在图6中的实施例中，回程网络20具有采用传输装置27来互连ATM交换机30的无线网状配置。在一个实施例中，回程传输装置27使用与ATM交换机25结合的未经许可的无线电频带来提供用于宽带回程的可靠网络。在一个实施例中，第一ATM无线电网络20由互连具有无线电能力的ATM交换机30的多个第一无线传输装置27形成。在另一实施例中，第二ATM无线电网络28由互连具有无线电能力的R-DSLAM 8的多个第二无线传输装置26形成。作为一个实例，无线电网络20利用90Mbps总数据速率的具有无线电能力的ATMs，R-DSLAM无线电网络28利用具有16Mbps总数据速率的具有无线电能力的ATMs。该ATMs通常支持ATM-25和DS3接口。无线传输装置26和27通常利用未经许可的无线电频带。尽管为了便于网络20和28的安装优选无线传输装置26和27，但在需要之处也可采用有线的光纤或任何其它传输装置。

网络20和28提供回程传输装置中的冗余连接。例如，位于连接到子环路19-1中的接入点55-4的CP 4的用户通过线路48-4连接到R-DSLAM 8-4。从R-DSLAM 8-4，网络28中的回程连接可通过R-DSLAM 8-1或R-DSLAM 8-5被路由。从R-DSLAM 8-1，该连接可通过网络20中的ATM交换机30-3或通过网络28中的R-DSLAM 8-2被路由，并从那直接到ATM交换机30-4或者首先通过R-DSLAM 8-3到ATM交换机30-4。从网络20中的ATM交换机30-3，该连接可被路由到ATM交换机30-2或ATM交换机30-4。类似的冗余路由连接通过网络20到中心局2、远端中心局2’、或网络14可用。该冗余增加了向用户提供的宽带服务的可靠性和可用性。

图5和图6中的备用连接6，包括R-DSLAMs 8和备用回程连接7，由图6中的元件管理器23管理。元件管理器23保持有关于包括无线网络20和无线网络28的回程连接7的监督和控制信息。尤其是，元件管理器23保存交换机30、传输设备27以及其它可用的装置和设备及其运行状态的数据库。

ATM交换机30的网络20利用一个或多个第三传输装置35与R-DSLAM 8的本地网络28互连。在图6的实施例中，R-DSLAM 8-1由传输装置35-1连接到ATM交换机30-3，R-DSLAM 8-2由传输装置35-2连接到ATM交换机30-4，R-DSLAM 8-3由传输装置35-3连接到ATM交换机30-4。

在图7中，显示了图5和图6中表示的一个典型的R-DSLAM 8的进一步的细节。该R-DSLAM 8包括一个主单元51以及一个或多个中继线接口单元34，包括中继线接口单元34-1，...，34-T。

主单元51包括处理用于操作R-DSLAM的算法的处理器31。处理器31连接到用于将信息汇编和反汇编成ATM格式的SAR 32。SAR 32与用于将包交换给用户的ATM交换结构(fabric)33互连，通过中继线接口34和通过ATM接口37连接的回程连接而连接。对主单元51的本地管理由通过端口单元52(RS-232格式)连接的本地管理器30实现。本地管理器54还通过端口单元36(ETHERNET格式)互连到处理器31、SAR 32以及ATM交换结构33。

在图7中，ATM交换结构33连接到包括ATM接口37-1和ATM接口37-2的ATM接口37，而该接口又提供分别包括备用回程连接39-1以及备用回程连接39-2的备用回程连接39，其又连接至备用回程传输7(见图5和图9)。

在图7中，ATM交换结构33通过包括总线38-1，...，38-T的总线38连接到中继线接口34。任何数量的中继线接口34都是可能的，例如包括中继线接口34-1，...，34-T。每个中继线接口34具有输出连接用于连接到电话网络中的连接点。具体的是，中继线接口34-1具有输出连接48₁-1，...，48₁-C。类似的，中继线接口34-T具有输出连接48_T-1，...，48_T-C。

在图8中，显示了一个典型的R-DSLAM 8的中继线接口的进一步的细节。图8中的中继线接口34-1是图7中的中继线接口34的典型形式。图8中的中继线接口34-1包括处理器41(类似于图7中的处理器31)，SAR 42(类似于图7中的SAR 32)以及总线扩展器43。总线扩展器43接收来自图7中的ATM交换结构33的总线38-1。总线扩展器43向包括连接接口44-1，...，44-T的连接接口44提供输出。连接接口44-1，...，44-T中的每一个提供相应的连接输出48₁-1，...，48₁-C。

图9表示环境稳定的、杆上安装的R-DSLAM 8和备用回程传输装置7的一个实施例。R-DSLAM 8具有一个环境稳定的主单元51和一个包括接口34-1，...，34-T的中继线接口34，全部安装在电力线路杆61上的机壳内，不需要基于地面的电源连接。来自R-DSLAM 8的备用回程连接39连接到杆上安装的、全天候的、环境稳定的构成备用回程传输装置7的一部分的收发器单元62-1和62-B。

术语“环境稳定的”用于表示一种特性，即允许装置被置于对于电子设备而言一般是不利的环境中。例如，当装置被置于室外时，环境稳定是用于包括雨、雪、风、灰尘、日晒以及极端的温度变化的室外条件的。当装置要被安装在杆上时，环境稳定包括轻的重量和低功耗。当装置要被安装在腐蚀性的环境中时，则提供抗腐蚀保护。当必须适应电磁辐射时，提供RFI屏蔽或其它适当的特性。图7和图8中的R-DSLAM元件的实现是利用现有技术来选择的，以帮助获得所需的环境稳定的等级。

在图9的实施例中，收发器单元62-1和62-B与备用回程网络20无线通信。可选择的是，在其它实施例中R-DSLAM 8的MU 51利用有线连接39-A连接到备用回程网络20。备用回程网络20使用例如包括塔65-1和65-2的装备，或者选择使用有线连接53。一种利用塔65-1的备用回程连接到远端局，该远端局是中心局2，另一利用塔65-2的连接连接到网络14。在另一实施例中，备用回程7利用卫星52和/或有线连接53来连接到网络14。关于图5中描述的网络14包括任何专有或公共网络的组合。

在ATM网络18中通过网关15连接到互联网16。在图9中，在本地端，R-DSLAM 8通过传输接口(TI)34-1，...，34-T内的输出线对48-1，...，48-T连接到交叉连接5。SAI 24中的交叉连接5已经建立了连接到本地环路19中的用户端的接入点。SAI24还建立了至中心局2的回程传输66。备用回程传输装置7通常实现为图6中的交换网络20和本地网络28。图6中的每一个R-DSLAM 8可具有像图9中那样的配置或在其中有改变。

图9的实施例中的无线电设备、交换机、以及R-DSLAM被设计用于全天候的、户外的、杆上安装的或其它非地面接触的安装，以便简化调配过程并使得用于宽带服务的本地环路中的备用连接6是环境稳定的和实用的。

R-DSLAM的优选包括能使运营商所需的免接触供应(provisioning)特性的ATM技术。免接触的供应由元件管理器23支持。

传统本地交换运营商(ILECs)可以利用图5和图6的R-DSLAM备用连接6在不便提供DSL服务的地点提供DSL服务。

竞争的本地交换运营商(CLECs)可以利用图5和图6的R-DSLAM备用连接6在不便提供DSL服务的地点提供DSL服务，尤其是在那些难以获得与ILEC设备共处一地以在例如图6中的光纤环路21这样的的ILEC环路上提供DSL的地点。图6的系统将共处一地最小化至仅多于在SATs 24内的子环路接入点处的交叉连接处的连接。

电力公司和其它公司可以利用图5和图6的R-DSLAM备用连接6提供所需电话服务，因为电力公司已经拥有备用连接DSL服务的杆上安装实施所需的重要的事物或通行权。

包括多个租用单元(MTUs)和多个居住单元(MDUs)的多单元(Multi-U)用户端可以利用图5和图6的R-DSLAM备用连接6提供到达他们的建筑物的电话服务。

已经参照优选实施例对本发明进行了具体的展示和描述，本领域的技术人员可以理解可在不偏离本发明范围的情况下进行各种形式上和细节上的改变。

Claims

1.一种用于在接入服务提供点和用户端之间通信的通信系统，包括：

多个ATM节点，

第一连接装置，用于将所述ATM节点连接到所述用户端，

第二连接装置，用于将所述ATM节点连接到所述接入服务提供点，

多个传输装置，连接具有网状体系结构的ATM网络中的所述ATM节点，

控制装置，用于控制所述ATM节点之间的数据的路由以实现所述接入服务提供点和所述用户端之间的信息传输。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM节点是环境稳定的。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其中所述ATM节点对于户外安装而言是全天候稳定的。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中所述ATM节点位于可安装到电力线路杆上的机壳内。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述传输装置是无线的。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述第一连接装置是无线的。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM节点是多路复用器。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM节点是交换机。

9.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述控制装置操作确定所述传输装置上的通信质量并基于所述质量建立路由。

10.据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM节点被元件管理器监督。

11.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM网络连接到ILEC中心局。

12.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM网络连接到CLEC局。

13.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述ATM网络连接到其它网络。

14.根据权利要求13所述的通信系统，其中所述其它网络包括互联网。

15.根据权利要求1所述的通信系统，所述通信系统操作用于为所述用户端提供服务，所述用户端连接到接入点并利用已经建立的至一个局的回程传输，其中，

所述第一连接装置包括，

一个或多个远端数字用户线路接入多路复用器，

接入连接装置，用于将所述接入多路复用器连接到所

述接入点，

并且其中，

所述ATM网络形成用于连接所述接入多路复用器以便为

所述用户端提供宽带服务的备用回程传输。

16.根据权利要求15所述的通信系统，其中所述接入多路复用器是全天候环境稳定的、在可安装到杆上的机壳内的。

17.根据权利要求15所述的通信系统，其中所述局是ILEC中心局，所述备用回程传输连接到所述ILEC中心局、CLEC局以及其它网络。

18.在一种用于接入服务提供点和用户端之间通信的通信系统中，一种方法包括：

使多个传输装置连接到ATM网络中的多个ATM节点，

连接所述ATM节点和所述用户端之间的所述通信，

连接所述ATM节点和所述接入服务提供点之间的所述通信，

控制所述ATM节点之间的通信的路由以实现所述接入服务提供点和所述用户端之间的所述通信的传输。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点是环境稳定的。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述ATM节点对于户外安装而言是全天候稳定的。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点位于可安装到电力线路杆上的机壳内。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述传输装置是无线的。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点和所述用户端之间的所述通信的所述连接使用无线传输装置。

24.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点是多路复用器。

25.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点是交换机。

26.根据权利要求18所述的方法，其中所述控制装置操作以确定所述传输装置上的通信质量并基于所述质量建立ATM网络路由。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述通信质量是基于位错误率测定的。

28.根据权利要求26所述的方法，其中所述通信质量基于接收的信号强度指示。

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述控制装置以所述通信质量周期性地更新无线电管理信息数据库。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述数据库存储ATM资源可用性信息组。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述ATM资源可用性信息组包括峰值信元速率、可用信元速率以及信元丢失率参数中的一个或多个。

32.根据权利要求29所述的方法，其中所述控制装置周期性地检查所述数据库并相应的调整ATM网络路由布局。

33.根据权利要求18所述的方法，其中所述ATM节点由元件管理器监督。

34.一种为连接到接入点并通过已经建立的回程传输连接到局的用户端提供服务的通信系统，包括：

接入网络，由一个或多个在可安装到杆上的机壳中的环境稳定的远端数字用户线路接入多路复用器和多个连接所述接入多路复用器的接入无线传输装置构成，

接入连接装置，用于将所述接入多路复用器连接到所述接入点，

形成回程传输的网状网络，用于连接所述接入多路复用器以向所述网状网络提供宽带服务，所述网状网络包括由利用网状体系结构并具有冗余连接的多个节点无线传输装置连接的多个ATM节点，

将所述接入网络连接到所述网状网络的多个网间无线传输装置。

35.根据权利要求34所述的通信系统，其中所述局是ILEC中心局，所述备用回程传输连接到所述ILEC中心局中的一个或多个、连接到CLEC局以及连接到其它网络。

36.根据权利要求34所述的通信系统，其中所述接入多路复用器对于户外安装而言是全天候稳定的，并由无线传输装置互连。

37.根据权利要求36所述的通信系统，其中所述接入多路复用器位于不需要基于地面的电源连接的可安装到杆上的、全天候的机壳内。

38.根据权利要求34所述的通信系统，其中所述接入多路复用器包括处理器单元、ATM汇编器和反汇编器单元，以及ATM交换结构。

39.根据权利要求34所述的通信系统，其中每个所述接入多路复用器包括一个主单元和一个或多个中继线接口单元。

40.根据权利要求39所述的通信系统，其中所述主单元位于一个全天候稳定的机壳内，所述中继线接口单元中的每一个分别位于独立的全天候的、可安装到杆上的中继线接口机壳内。

41.一种为连接到接入点的用户提供服务并利用已经建立的至一个局的回程传输的通信系统，包括：

一个或多个位于可安装到杆上的机壳内的全天候、环境稳定的远端数字用户线路接入多路复用器，

用于连接所述接入多路复用器以便为所述用户提供宽带服务的备用回程传输，其中所述备用回程传输包括，

位于可安装到杆上的机壳内的多个ATM交换机，由

多个交换机无线传输装置连接以形成一个具有冗余连接

的ATM网络，

控制装置，用于确定所述交换机无线传输装置上的通

信质量并基于所述质量在所述ATM网络中建立路由，

多个第二无线传输装置，连接所述接入多路复用器以

形成具有冗余连接的接入网络，

多个互连网络无线传输装置，将所述接入网络连接到

所述网状网络。