CN85107302A - 用于建立通信通路的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于建立许多通信通路的设备，包括许多与之相连的具有不同数据速率的端口，和用于根据来自与该端口相接的终端的指令信号在许多端口之中同时建立通信通路的装置，并且是按照被交换的信息来建立通信通路。

Description

一般地说，本发明涉及一个用于建立通信通路的设备，具体地说，是涉及这样一种设备，它具有许多数据端口，以及根据这些端口提供的指令来建立通信通路的装置。

随着诸如计算机终端、高速打印机和其他多种目前已有的数据通信设备的出现，使电信工业处于某种进退两难的境地。

众所周知，大多数现存的电信网络都是基于集中控制交换机转换的常规电路基础之上的。集中式交换机显露出来的一个困难是，当这种交换机发生非正常运转或故障时，与交换机相联结的整个网络会遭到严重的损坏。不管发生的故障是大还是小，即使不会使全部用户受到有害影响，也必然影响到相当大部分的用户。此外，由于受到集中交换机的转换电路所限制，任何两个用户之间的数据传输，必须经过该集中式交换机。进一步就接口而言，这种数据传输也很困难，并且通常需要一些调制-解调器，以使常规的电话设备适应于运行数据传送/接收设备所要求的信号。由于数据设备的种类和这些设备的数据传送率都正在不断地增加，因此这种调制-解调器也变得更加复杂和难以制作。当前理想的解决办法理应是简化装配全新的能够处理各种数据类型和数据传输率的转换系统或交换机。然而，在许多情况下，要装这样一套设备将是相当不经济的，因为现存的许多交换机仍然是可以使用的。

一个可代替集中式交换机的解决办法是一种具有分布式控制的转换网络，例如ITT系统的12型数字交换机。在这个具体的结构中，许多终端接口与一个数字转换网络相连接，该数字转换网络在不同的终端接口之间建立通信通路。当呼叫连接到另一个终端接口上的一个用户时每个终端接口可以自动地在连接到端口上的用户之间以及在所有用户之中通过该数字转换网络建立通信通路。分布式控制交换机的一个显著的优点是在机器中的任何一个单个部分损坏时，可以避免整个交换机发生严重损坏。也就是说，如果一个或者多个终端接口损坏了，那些其余的有效部分仍能利用数字转换网络，或者整个数字转换网络损坏了，这些终端接口仍能对接到这些终端接口上的用户提供完全的局部性服务。

一般来说，因为现有的交换机仅能适应有限数目的不同类型装置。很清楚，通过给出一种具有分布式控制其扩展部分的交换机，可适应整个现有和将来的数据业务，它可积木化，不需要对整个交换机进行昂贵的重新设计。

而这一点也是十分明显的，即随着数据装置的增加和变化，和它们预期的继续增长，这样一些装置，即在不淘汰现有交换机的情况下，能与当今的通信系统连接，并能提供相当多的数据通信服务的一些装置，仍然是需要的。此外，也需要这样一种设备，即除了现有的交换机的转换电路之外的一种彼此完全独立的数据通信系统。

所以，本发明的一个目的是提供一种用于建立通信通路的设备，该设备不仅适合受它的外部设备控制，而且适合处理任何现有的和预计将来要有的终端设备。

一种设备，它具有一个装置，该装置能够建立对任何信息传送类型和方式都适用的通路，通过这种设备，至少可以部分地完成这个目的。

对于该领域内的普通技术人员来讲，从下面结合权利要求书和附图的详细描述，将会更清楚地理解到本发明的其他目的和优点。

图1是体现本发明原理的一个设备的方框图;

图2是图1所示设备的一个实施方案的更为详细的方框图;

图3是使用图1和图2所示设备的一个通信系统的方框图;

图4是使用图1和图2所示的设备的一个分布控制通信系统的方框图;

图5是使用图1和图2所示的设备的另一个通信系统的方框图。

体现本发明原理的，在附图1中总的以10表示的设备包括：用于与多个外部终端（在图中未画出）接口的一个装置12;用于建立多个通信通路的装置14，装置14包括一个转换器16和一个转换控制器18;用于调节沿内部通信总线22的信息传输的装置20。该设备10还包括用于至少与一个微型计算机26接口的装置24。

在一个最佳实施方案中，用于与多个外部终端接口的装置12包括许多串行端口28，每个串行端口都包括串行-并行输入转换器、和并行串行输出转换器30，以及中间缓冲器32，以同步传送到该内部总线22上或者来自该内部总线22上的数据。

在一个如图2所示的具体实施方案中，有分别包括第一和第二全双工端口34和36的七个串行端口，与CCITT标准脉冲编码调制信号兼容，并且彼此是异步的。分别包括的第一和第二全双工端口34和36提供通信系统冗余码。另外，端口34和36中每一个都装有自己的同步时钟输入，表示为CLKA和CLKB。选择其中的一个时钟信号作为信息传输调节装置20的输入信号。此外，第一和第二全双工端口34和36分别包括许多双向通信信道。例如，每个端口可以有32个信道，每个信道具有大于4MHZ比特率的处理能力。

设备10还包括第三和第四全双工端口38和40，以及第五单工串行端口42。该第三和第四双工端口38和40以及该第五单工端口42直接与用户终端连接，如用户电话机、计算机终端、或类似的用户终端设备，并且可以包含有许多种比特率的处理能力。第三和第四双工端口38和40以及第五单工端口42还具有许多独立的信道，这些端口38、40和42可以适用于承担多种比特率。因此该设备10具备与绝大多数目前可用的，以及预期将要有的数据装置的兼容性。

除此以外，第六和第七双工端口44和46中，每个端口具有一个按数据中帧传送的信道，因此可以扩展连接许多商业装置，无须考虑字的限界是64K波特率还是128K波特率。于是，这些特殊的端口可以在它们之间传送数据，以有效的连续方式向连接到它们上面的比较低速的外部设备传送数据，亦即每125μs的帧中8比特或者是16比特的速率。

串行端口28与一个承担整个设备10的数据流通的时分多路复用（TOM）的内部总线22相连接。最好把该TOM总线22组织为：时隙等于输入钟（即CLKA或CLKB）的周期，每帧为512个时隙。每帧分为32个信道，每个信道具有16个时隙。把每个信道中的一定数目的时隙（例如，在一个实施方案中是5个）专门用于命令信号和控制信号。每个时隙能够承担16比特的信息。用于建立通信通路的一种命令和控制方案在申请号为_（与本专利申请同时提交的，名称为“转换控制器”，转让给了同一受让人）的美国专利申请中给予了描述和讨论。上述申请可以作为本专利申请说明书的参考文献。在这种方式中，对设备10提供用于建立多个通信通路的“内信道”信令，而无须用分开的，或者专用的控制连线到某些外部设备上。

另外，把一个并行接口24连到TDM总线22上，该接口24适合与八位或者十六位微型计算机相连。

在最佳实施方案中，用于将端口24与微型计算机26接口的装置包括：一个先进先出存储器装置48和/或一个直接存储器存取传送装置50。这样的一种接口24在申请口为_和_，题目分别为“用于直接数据传送的接口”，和“用于微型计算机的自适应接口”的美国专利申请中进行了详细的描述，而且这二份申请与本专利申请是同时申请的，并转让给了同一个受让人。刚刚提到的两份专利申请都可作为本专利申请说明书的参考文献。

在一个最佳实施方案中，该接口24包括了先进先出（或缓冲器）存储器装置48和直接存储器存取传送装置50两者，以及用于选择操作方式的装置51。提供这种48和50接口装置的一个优点是为了用户的方便。特别应当指出的是，在许多情况下是要考虑成本的，因此可以选取一台经济的微型计算机。通常，对这种经济的微型计算机可能没有设置必要的总线控制、中断、以及信道通知信号，但这些对于利用直接存储器存取传送装置50而言都是必要的。在这种情况下，该先进先出存储器装置48应按照预先确定的控制信号被启动。无论如何，微型计算机26应包括一个具有局部总线59的微处理机57。以及连接到该总线上的一个随机存取存储器（RAM）61和一个只读存储器（ROM）63。

在该最佳实施方案中，用于建立多个通信通路的装置14包括一个超高速暂存存储器52，和用于控制该超高速暂存存储器52的装置54。

在一个实施方案中，该超高速暂存存储器52包括一个目的内容寻址存储器（CAM）56，一个存储要传送的实际数据的随机存储器（RAM）58，和一个源内容寻址存储器（CAM）60。用于控制CAM/RAM/CAM存储器52的装置54包括响应于命令信号的许多命令寄存器，这些命令信号作为通过端口28或24的多个端口的所有信息的开始。因此，提供正确命令请求信号的任何端口的任何信道都可变成一个命令源，此后，可以向该CAM/RAM/CAM超高速暂存存储器以及与其相连的各个寄存器输入数据，或者从它们当中提取出数据。通信通路建立装置14的转换部分16的一个详细的实现过程在申请号为_，题目分别为“用于动态分配转换通路的设备和方法”｛“Apparatus    and    Meehod    for    Provicuicy    Assiq    qnccl    Snilch    Paths”｝和“转换控制器”｛“Switch    Controller”｝的美国专利申请中作了详细的讨论，该申请与本专利申请同时申请而且转让给了同一受让上。以上给出的几份专利申请都可作为本专利申请的参考文献。

在一个具体的操作方式中，当接收到一个变为命令源的命令或请求时，则提供那个请求的特定端口的特定信道便成为一个命令源。根据由此而来的指令，通过CAM/RAM/CAM中的RAM部分实现数据传送。这种传送是在其地址位于源CAM的端口到其地址位于目的CAM端口之间进行的。应该注意到，任何信道一旦变成了一个命令源，就可以建立起一个通路，这个通路并不需要包括其本身。此外，某一个信道一旦变成了命令源，该特定的信道就可能会发生故障，或者反之控制转换器16两端数据的传送。当在一个端口或一个信道观察到工作不正常，而不是根据外部设备或终端检测发生的故障时，这样的一种机构是特别有用的，这时可以假设命令状态，并且绕行通信，直到工作不正常的信道或端口重新建立起通路来。

用于调节沿着TOM总线22的信息传送的装置20包括用于沿着TOM总线22逐位传送帧的主时钟，并同步转换控制器18与转换器16之间的传送。

在一个如图3所示的特定的实现分式中，一个通信系统62，正如在其上连接的那样，有一些线路64连接到它上面去，而线路64又连接一些设备10。此外，每个设备10支持许多外部设备66。例如许多电话电路66A，专用自动支线交换机66B或者许多数据终端设备66C。在所示的这样结构中，第一和第二端口34和36每个都分别连接到线路64的一条线上，并且其余的串行端口（图3中未示出）与用户外部设备相连接。在一种电路中，为了避免抵触差错，每个设备10只分配到某些与每个线路64相连接的预先确定的信道。并且，该线路64中的一个线路可以专门用于传送信息，例如只与第一端口34相连接，而线路64的其它的专门用于接收信息，并且只与第二端口36相连接。此外，这种结构还可以进一步包括一个微型计算机26，以及其它一些数据装置。另外，作为另一种方案，可以包括有一个总线争用逻辑或者判优算法逻辑，用以避免抵触差错。

现在参看图4，在这个实施方案中，示出的通信系统68是一个具有数字交换网络70和连接在它上面的许多终端控制部件72的分布式控制的数字交换机。每个终端控制部件72包括诸如一个全32个信道的P·C·M线路74。此外，在这个例子中，其中数字交换网络70是一个ITT系统12型数字交换机。该终端控制部件72对每个设备10提供出时钟信号和帧同步信号，因此数据的传送是由终端控制部件72控制的。该终端控制部件72根据其本身的命令和控制结构建立其网络通路。

从通信系统68的设备10获得的主要好处是终端控制部件72可以具备有附加的保证，从而克服用户的不便。即每个与该系统12相接口的用户，经过设备10都能够有效地与两个终端控制部件72相接。如图4所示，每个设备10都有接到其各自的终端控制部件72的第一端口34，以及与另外的终端控制部件72相连的第二端口36。因此如果任何一个终端控制部件72脱离运行，例如由于软件更新，则它上面的用户可以经过其他的终端控制部件72与其转换网络70进行通信。所以，在此将全终端控制部件冗余码提供给每个用户。

如图5所示的另外一种通信系统76包括一个连接到通信线路80的第一主设备78。正如所示，一个典型的通信线路80包括线路驱动器81和各种通信干线83、第一端口82（亦即一个多信道的P·CM端口）具有许多经过相应的连到它上面的全双工多信道第一端口86连接在上面的从属设备84。另外，一个第二主设备88也能够连到通信线路80上。其连到上面的第一端口90（亦即一个全双工多信道P、C、M线路）具有许多经过相应的连到它上面的第一端口94连接在上面的第二从属设备92。为了避免提供抵触检测，或者总线争用件裁的需要，每个第一端口86或94分别分配给各自主设备的第一端口82或者92的一个信道。因此，由上面的设计方案可以看出，分别与给定的主设备78或88相连接的从属设备84或92的数目不能超过连到它上面的第一端口82或者90的信道的数目。此外，为了提供全冗余码，该从属设备84和92的全双工多信道第二端口96和98最好分别连接到其他主设备88和78的第一端口90和82。每个主设备78和88各自的第二端口100和102可以分别与其他从属设备或交换机等相连接。

通信线路80还可以分别包括有第三和第四主设备104和106，图中表示了分别与之相连接的局部交换机108和110，每个交换机为许多用户服务。

虽然在这里是根据一些特定的实施方案来描述本发明的，但是无须脱离本发明的精神和范畴可以得出其他的设计结构来。因此，本发明的保护范围只受其权利要求以及对其合理的解释所限定。

Claims (28)

1、一种用于建立通信通路的设备，其特征在于包括：

许多端口(端口12、24)；

一个转换器16，所说的转换器16具有一个与其相连的转换控制器18；

装置20和22，用于在所述端口(12、24)和转换器之间传输信息和指令，所说的指令是通过任何所述端口(12、24)提供的。

2、根据权利要求1的设备，其中所说的传输装置适合于接收来自所说端口的信息和指令。

3、根据权利要求1的设备，其中每个所说的端口都具有许多与其相连接的信道，并且所说的传输装置适合从任何所说的信道接收信息和指令。

4、根据权利要求3的设备，其中与此相联系的上述信息和指令是经过上述信道传送的。

5、根据权利要求1的设备，其中所说的端口之一是并行端口。

6、根据权利要求5的设备，其中所说的并行端口包括：一个先进先出数据传输装置。

7、根据权利要求6的设备还包括：一个直接数据传输装置。

8、根据权利要求5的设备，其中所说的并行端口包括：一个直接数据转移传输装置。

9、根据权利要求8的设备，其中所说的设备还包括：一个微型计算机，该微型计算机经过上述并行端口与所说的传送装置进行接口。

10、根据权利要求1的设备，其中所说的许多端口是串行端口，每个所说的串行端口包括一个串行-并行输入转换器、一个并行-串行输出转换器以及一个中间缓冲器。

11、根据权利要求10的设备，其中所说的端口包括第一和第二全双工端口，每个端口具有许多双向脉冲编码调制信道。

12、根据权利要求11的设备，其中所说的第一和第二双工端口以一个大于4MHZ的比特率进行操作。

13、根据权利要求11的设备，其中所说的端口还包括一个第三和一个第四全双工端口，每个端口具有许多双向信道。

14、根据权利要求13的设备，其中所说的第三和第四端口或者以4MHZ或者以2MHZ的比特速率进行操作。

15、根据权利要求13的设备，其中所说的端口还包括一个第五单工端口。

16、根据权利要求15的设备，其中所说的端口还包括第六和第七双工端口，该第六和第七双工端口适合于或者以64KHZ或者以128KHZ的比特率进行操作。

17、根据权利要求1的设备，其中所说的转换器包括：一个超高速存储器;和用于在该存储器中分配地址的装置。

18、根据权利要求17的设备，其中所说的超高速存储器包括：一个源内容寻址存储器;一个随机存取存储器;和一个目的内容寻址存储器。

19、根据权利要求17的设备，其中所说的地址分配装置包括：许多响应于上述指令的命令寄存器。

20、根据权利要求1的设备，其中所说的传输装置是一个时间分割多路复用总线。

21、根据权利要求1的设备，还包括：用于在上述传送装置和上述转换器之间调节信息传送的装置。

22、一种通信网络，其特征在于包括：

一个通信系统;和至少一个用于建立许多通信通路的设备;该设备具有一个转换器，一个转换控制器，许多端口，和根据经由上述信息传送装置传送来的指令来传送信息的装置。

23、根据权利要求22的网络，其中所说的通信系统包括：一个数字转换器;和许多连接在其上面的终端部件;该终端部件联接在上述数字转换器和上述设备之间。

24、根据权利要求23的系统，其中所说的终端部件根据一个终端部件命令和控制指令系统，适合在上述数字转换器之间建立通信通路。

25、一种通信网络，其特征在于包括：

一个第一主设备，该主设备包括许多端口，一个转换器，一个转换控制器和在它们之间传送信息的装置;

至少一个从属设备，该从属设备基本上与上述主设备一样;上述从属设备与上述主设备之间的通信是由上述主设备控制的。

26、根据权利要求25的网络，其中所说的主设备包括至少一个全双工多信道端口，该端口具有多个连接在其上面的第一从属设备。

27、根据权利要求26的网络，其中所说的主设备还包括具有多个连接在其上面的第二从属设备的一个第二全双工多信道端口，因此可以在上述第一和第二多个设备之间建立通信。

28、根据权利要求26的网络，其中每个所说的从属设备仅与上述主设备的多信道端口中的一个信道相连接。

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