CN1714524A - 在电信系统中传输不同种类数据的方法和电信系统 - Google Patents

在电信系统中传输不同种类数据的方法和电信系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在电信系统的模块之间、优选地在电信系统的中央控制器和接口组件之间传输不同种类的数据的方法，其中所述不同种类的数据可以包括电平信号、语音数据、控制数据、与系统有关的时间信号、和/或具有不同频率及脉冲形式的不同时钟信号。本发明另外还涉及硬件被设计能用于执行该新颖方法的电信系统。该方法和电信系统的特征在于：所述的不同种类的数据被组合和被串行化，该被串行化的数据利用一个时钟频率进行传输，该时钟频率是需要被组合的不同种类数据的时钟频率的整数公倍数。

Description

在电信系统中传输不同种类数据的方法和电信系统
本发明涉及在电信系统的模块之间、优选地在电信系统的中央控制器和接口组件之间传输不同种类的数据的方法，其中所述不同种类的数据可以包括电平信号、语音数据、控制数据、与系统有关的时间信号、和/或具有不同频率及脉冲形式的不同时钟信号。
本发明另外还涉及一种电信系统。
在已知的位于电信系统各模块之间的数据传输当中，例如在本申请人的HICOM 300系统中，诸如语音数据和控制数据等信号是借助于标准协议、例如HDLC协议(＝高级数据链路控制协议)而在语音信道(所谓的高速路HWY)、并行线路上进行传输的。
迄今为止，在这些模块之间大多已采用40极的LTU电缆(LTU＝线路终接单元电缆)，其中模块的间隔可以高达约10米。在这些LTU电缆中信号是并行地传输的。
技术上的进一步研究的目标是，降低已知电信系统的费用。为了达到该目的，尝试过降低研制工作的费用。于是，在电信系统中应该是更多地采用已有的硬件部件。电信系统的已有控制器例如应该用一个基于标准cPCI平台的控制器来代替。
另一个目标是，通过尽可能地在一个芯片上集成电信系统(“芯片上的系统”)的所有中央部件来达到费用节省，这些中央部件例如有MTS(存储器时间转换器)和CG(时钟发生器)。也即尝试更紧凑和更便宜地构造硬件。
电信系统的硬件部件的这种更紧凑构造使需要相当大地方的LTU电缆的使用变得困难，同时这些电缆也是相当耗费的。
本发明的任务在于发明一种在电信系统中传输不同种类数据的方法，它能有效地在电信系统的模块之间、例如在中央控制器和外围接口组件之间传输大量不同的数据。
相应地，本发明还有一个任务在于描述一种新颖的电信系统，其能够实现上述新颖的传输方法。
该任务通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权利要求10所述特征的电信系统来解决。本发明的有利改进方案由从属权利要求给出。
发明人意识到，迄今在并行线路上传输的数据也能以多路复用的形式被串行地传输。由此为了传输数据，只需要更少数量的线路。
据此，对于在电信系统的模块之间、优选地在电信系统的中央控制器和接口组件之间传输不同种类的数据的方法，其中所述不同种类的数据可以包括电平信号、语音数据、控制数据、与系统有关的时间信号、和/或具有不同频率及脉冲形式的不同时钟信号，发明人建议作如下进一步改进：所述的不同种类的数据被组合和被串行化，该被串行化的数据利用一个时钟频率进行传输，该时钟频率是需要被组合的不同种类数据的时钟频率的整数公倍数。
由此可以实现：迄今在并行线路-诸如40极的LTU电缆-上传输的数据可以利用更少的线路、例如利用以太网电缆来传输。通过这种“线路节省”既节省了地方又节省了硬件费用。
有利的是，采用一个线路或一个线路对来在一个方向上传输所述被串行化的数据。作为传输方法，在该线路方案中尤其适合采用已知的LVDS技术。该技术提供了一种方向性和对称性的传输方法。因此，对称传输方法对系统各部分之间的电压差是不灵敏的。另外，对称方法比采取一半芯线数量的非对称方法具有更低的干扰辐射。
可以规定串行的数据传输在两个方向上进行。如果为每个传输方向采用一个固有的线路或一个固有的线路对，则确保了更可靠和尤其更快的、所谓的高速连接(＝HSC)数据交换。
该新颖方法提供了不同的可能性来传输时钟信息或时钟信号，例如帧时钟或参考时钟。
因此可以在一个固有的线路上或一个固有的线路对上，每个传输方向传输一个时钟信号或一个时钟信息。这种单独的时钟传输是非常可靠的，因为其它需要传输的串行化数据是在单独的线路上传输的，并因此不影响时钟传输。当有足够空闲线路可供使用时，便采取这种单独的时钟传输。于是，例如可以在一个传输方向上单独地传输帧时钟，而在另一个方向上单独地传输一个表示异步时钟信号的参考时钟。
作为异步信号的参考时钟例如通过SO接口来自于公共局。为了能传输该信号，必须事先进行匹配。在此，要么放弃信息、也即以较低的分辨率进行处理，要么利用以更高费用实现的逻辑装置进行处理，例如长期以来在HICOM系统中被采用的相位测量装置。另一种可能性在于，在一个固有的线路上传输这种信号。通常，在参考时钟频率和帧时钟频率之间名义上存在一个整数比n。实际中，电信系统的时钟振荡器对于参考时钟具有几ppm的偏差。因此电信系统的时钟发生器需要通过该参考时钟进行控制。所以时钟信号的相位应尽可能没有讹误。
另一种传输时钟的可能性可以通过以下方式实现：将时钟集成到需要传输的不同种类数据中，然后将其串行化和传输，并在线路的末端在解码传输数据之后再生该时钟。该方法的优点在于，即便在可供使用的线路数量少的情况下也能实现可靠的时钟传输。但在该方法中提高了需要实现的逻辑装置的费用。
比特时钟可以从帧时钟中被相位正确地恢复。该比特时钟应该具有一个至少以整数倍系数n大于帧时钟频率的频率。在此，n为双芯线的数量。由此能可靠地扫描到信号的边沿切换，以便能进行比特同步。
另外，发明人还对该新颖方法作出了以下规定：把数据或数据流转换成曼切斯特码。由此能够组合和串行化所述的不同种类数据，然后借助光波导传输。
如果采用光波导，则必然提高了延迟时间，而且必须借助于所谓的帧标记比特FMBR_L来求出该延迟时间。语音信道和高速路(HWY)必须在其相位方面进行匹配。所述的曼切斯特码在每个比特中传输所述的时钟，而高电平和低电平平均地具有相等长度，其中所述的码是没有直流的。由此可以采用变压器来进行电位分离。如果应该跨越较大的距离，则电位分离是必要的。通常这可以利用光波导或变压器来实现。如果距离是未知的，则必须求出它。为此设立所述的FMBR_L信号。在电信系统HICOM中，帧时钟只允许488纳秒的延迟，这对应于约50米的线路段。利用FMBR_L，高达250000纳秒的延迟是可能的，这于是对应于约25公里的线路段。
另外，对于现有的电信系统，其具有多个模块，优选地具有一个中央控制器和多个外围接口组件，其中在所述的模块之间在数据线路上进行不同种类数据的数据交换，发明人建议以如下方式来改进该电信系统：现在设立传输工具用于将所述的不同种类的数据组合和串行化和用于用一个时钟频率传输该被串行化的数据，该时钟频率是需要被组合的不同种类数据的时钟频率的整数公倍数。
由此能够实现上述新颖方法的执行。
于是，在所述的电信系统内可以布置至少一个多路复用器用于将所述不同种类的数据馈入数据线路。此时，诸如语音数据、控制数据和时钟信号或时钟信息等不同数据可以只在一个线路中或一个线路对中被传输。也即通过降低线路数量而达到了所希望的、节省费用的目的。
另外在所述的电信系统内应该布置至少一个多路分解器用于解码被串行化和传输的数据。
有利的是，在所述的新电信系统中，在所述的模块之间、优选地在所述的中央控制器和外围接口组件之间设立以太网电缆作为数据线路。由此达到了所期望的、更紧凑地构造硬件的目的。相对于迄今所采用的LTU电缆，以太网电缆具有更小的接线规格。
本发明的其它特征和优点可以从下面通过参考附图对优选实施例的说明中得出。
下面借助附图来详细讲述本发明。
图1示出了数据传输的原理；
图2示出了控制组件的发射部分和接收部分的结构；
图3示出了数据在线路上分布的例子；
图4示出了同步的信号过程和方法。
在图1中描绘了在电信系统内利用以太网电缆在两个组件BG之间传输数据的原理，所述的以太网电缆在这里由四根双芯线构成。数据传输的方向通过箭头方向4给出。
在图1的左侧所示出的组件BG是实发射模块RTM(Real-Transmitting-Modul)。右侧示出的是另一个接线组件，即高级线路和中继单元控制LTUCA(Line-and-Trunk-Unit-Control-Advanced)。在上面的两个电路图中描绘了从组件RTM向组件LTUCA的数据传输。频率为2,048兆赫的系统时钟、这里是CKA，在以太网电缆固有的双芯线3上从RTM被传输到LTUCA。位于高速路HWYO 0至HWYO 7上的诸如语音数据等其它信号，以及诸如ACTIV(激活)信号、帧标记比特FMB、RESET(复位)信号、无绳信号CDLS等控制信号在所述以太网电缆的第二双芯线3上以多路复用的方式被传输。为此，在组件RTM上有一个将数据馈入线路中的多路复用器1。在组件LTUCA方设有一个多路分解器2，用于再次解码在双芯线3上传输的数据。
在附图1的下面两个电路图中示出了从组件LTUCA向组件RTM传输数据的原理。诸如电源设备-故障NGA、电源-故障-电源-供电PFPS等监视信号利用组件LTUCA上的多路复用器1被馈入到以太网电缆中，然后通过双芯线3传输，并在组件RTM上利用多路分解器2被多路分解地接收。参考时钟REFCLK在以太网电缆固有的双芯线3上从LTUCA被传输到RTM。
图2示出了在控制组件上的高速连接HSC的发射部分和接收部分的结构。为了发射，在线路La上使用频率为2,048兆赫的时钟。该时钟是目前交换系统的比特时钟。比特时钟也可以从线路Lb中恢复。在线路Lb和Lc上传输被多路复用后的数据。这些数据涉及诸如高速路HWY 0~HWY7的语音信号、HDLCO、FMB等信号，以及诸如RESET信号、ACTIV信号和电源故障信号等异步信号。
图3在一表格中示出了数据能如何在引向发射机方的线路La和Lb上分布，以及如何在来自接收机的线路La和Lb上分布。
图4的曲线示出了线路La至Ld中的信号曲线，并阐明了同步方法。在横轴上示出了时轴，在纵轴上示出了数据的0/1电平。
例如线路La至Lb可以通过包括四个双芯线的以太网电缆来实现。在各个双芯线上以多路复用的形式传输数据。
在最上边的曲线中描绘了比特时钟、也即CKE时钟，其在此具有32,768兆赫的时钟频率。该频率为线路La中所传输的时钟的时钟频率的16倍。该CKE时钟在图4中不通过线路La至Ld传输。
第二曲线示出了在线路La中的信号曲线，其利用帧时钟(也称CKA时钟)、也即电信系统的交换系统的2,048兆赫进行传输。线路La例如可以在电信系统内部从组件RTM引向组件LTUCA。
两个曲线Lb和Lc示出了分别在线路Lb和Lc内传输的数据的电平过程。
曲线Ld示出了线路Ld中的参考时钟的曲线，该时钟从电信系统的组件、例如LTUCA被传输到另一组件、例如RTM。参考时钟是一个非常重要的信号，因为必须通过它基本无误地传输信号的相位。因此为参考时钟定义了一个固有的线路。
最下面两个曲线示出了被恢复的比特时钟RCKE，在该实施例中该时钟是具有32,768兆赫频率和从EPLL再生的。最下面的曲线示出了从EPLL恢复的2,048兆赫的帧时钟CKA时钟。
接下来简略地讲述如何能从在线路La-Ld中传输的数据中恢复所述的比特时钟CKE和帧时钟CKA(下面两个曲线)。下面用RCKE和RCKA来称呼它们。
在线路中传输数据时，由于信号在来回方向上的传播时间，所以可能导致大于一个时钟周期的延迟。这种传播时间差必须被同步。
当在线路Lb和Lc中逐比特地传输数据时，并不是所有的比特都被占用了数据。未被使用的比特被占用了统计电平。这些未被使用的比特此时被用来再生所述的帧时钟CKA。为此，在这些未被使用的比特上占用所述的帧时钟。在图4中这是比特序列“0001”，其在曲线Lc中是用粗体绘出的。该比特序列既按规则的时间间隔、也按不规则的时间间隔在线路Lc上以帧时钟频率的整数倍进行传输。在一个时窗(其大小由信号的典型相位延迟得出)中监视这些被传输的比特序列。如果以某个频率出现比特序列“0001”，则可以将其与随机传输的0001数据比特序列区分开来。因为该“0001”是以帧时钟频率的整数倍传输的，所以由此能再生所述的帧时钟。
每帧时钟需要四个比特来传输同步信息。如果该信息被一次性正确地识别，则它仅还需要被用来进行控制。传输容量是微小的。另一方面，需要传输一些时钟，其中例如511个帧时钟具有低电平，于是一个时钟具有高电平。于是，该思想需要传输511次LLLH和一次LHLH。如果还需要其它传输容量，则可以利用CDLS信号。
应当理解，本发明的上述特征不仅可以以分别给出的组合、而且还可以以其它组合或单个地应用，而不会脱离本发明的范畴。
总之，通过本发明实现了在电信系统内的各模块之间传输不同的数据，其中该电信系统在硬件方面、例如在传输线路方面已被构造得较为紧凑。

Claims (13)

1.在电信系统的模块之间、优选地在电信系统的中央控制器和接口组件之间传输不同种类的数据的方法，其中所述不同种类的数据可以包括电平信号、语音数据、控制数据、与系统有关的时间信号、和/或具有不同频率及脉冲形式的不同时钟信号，其特征在于：
所述的不同种类的数据被组合和被串行化，该被串行化的数据利用一个时钟频率进行传输，该时钟频率是需要被组合的不同种类数据的时钟频率的整数公倍数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：采用一个线路或一个也称为双芯线的线路对来在一个方向上传输所述被串行化的数据。
3.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：串行的数据传输在两个方向上进行。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：在一个固有的线路上或一个固有的线路对上，每个传输方向传输一个时钟信息或一个时钟信号。
5.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：在两个传输方向上传输一个帧时钟信息或一个帧时钟信号。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：从先前已被组合和被串行化的传输数据中再生一个时钟信息或一个时钟信号。
7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：一个时钟信息或一个时钟信号作用为比特时钟，其时钟频率至少以整数倍系数n大于帧时钟频率，其中n为所采用的线路对的数量。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：所述被串行化的数据借助于光波导传输。
9.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：所述不同种类的数据被转换为曼切斯特码。
10.电信系统，其具有多个模块，优选地具有一个中央控制器和多个外围接口组件，其中在所述的模块之间在数据线路上进行不同种类数据的数据交换，其特征在于：具有传输工具，用于将所述的不同种类的数据组合和串行化，和用于用一个时钟频率传输该被串行化的数据，该时钟频率是需要被组合的不同种类数据的时钟频率的整数公倍数。
11.如权利要求10所述的电信系统，其特征在于：在所述的电信系统内布置至少一个多路复用器用于将所述不同种类的数据馈入数据线路。
12.如权利要求10或11所述的电信系统，其特征在于：在所述的电信系统内布置至少一个多路分解器用于解码被串行化和传输的数据。
13.如权利要求10-12之一所述的电信系统，其特征在于：在所述的模块之间、优选地在所述的中央控制器和外围接口组件之间设立以太网电缆作为数据线路。
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