CN85109289A

CN85109289A - 通信分系统

Info

Publication number: CN85109289A
Application number: CN198585109289A
Authority: CN
Inventors: 吉坦德·库马·维; 约翰·安东尼·亚诺亚; 埃吉尼·彼得·格里蒂
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1985-02-25
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-09-10
Also published as: AU5344686A; ES8707061A1; US4653047A; EP0193100A2; DK84486D0; DK84486A; EP0193100A3; JPS61195041A; ES552381A0

Abstract

一个通信分系统，包括许多外围接口设备，一个或几个网络接口设备，以及可以选择的，一个或几个入口接口设备。每一个接口设备包含一个统一的数据传输控制器，它自动控制跨越有关设备的数据信息容量，并执行所有必要的通信规程转换。

Description

一般说来，本发明涉及一种通信分系统，特别是涉及一种具有分布或无主计算机的多微型计算机结构的通信分系统。

通信分系统的开发成为中心电话交换的一种可供选择的方案，去避免由于中心交换局部故障所造成的整个系统的阻塞和突然中断问题。当无声系统或数据系统变得更盛行时，这种问题就更加恶化，因为这样一个数字系统总是说来也是基于众所周知的计算机中心处理装置（CpU）。事实上由于数字通信的固有特性使这些问题变复杂了。例如，要求通信规程转变，要求迅速地建立和拆卸通道以及要求适合于新的和/或不同的外围设备和/或业务等等，变成一种经常性的需要。进一步来说，由于集中化的结果，与用户和/或业务的增加相适应的网络的增长将变得困难，这是由于它常常要求，即使不是整个系统，至少也是其基本部分的昂贵的重新设计。

上述的绝大部分问题将被完全分布式的ITT12数字交换系统所解决。在这一设计中，通道的建立和拆卸命令以及控制功能均被分散。这种结构本质上是包括一种具有许多接出去和接进来的终端控制单元（TCE）的数字程控交换网络。每一个终端控制单元（TCE）都含有一些用户到不同的终端控制单元的用户之间通道控制所需要的装置。因此，尽管数字程控交换设备出故障时，每一个终端控制单元（TCE）仍可以为用户提供完全的服务，当任何一个终端控制单元（TCE）出故障时，其余的终端控制单元（TCE）和整个数字交换网络DSN会对该用户提供完全的服务。另外，可以立即提供装置的更换或备用通道和业务，这就进一步减少了任何故障对用户到一具终端控制单元的影响。

来自诸如ITT12数字交换系统这样一种完全分布的网络的另一显著的优点在于，由于应用印刷电路板组件，每一个终端控制单元TCE可以发展成积木型式。另外，几个终端控制单元相互连接成数字程控交换网络可以按积木式地增加。

尽管如此，许多集中式电路的程控交换机，大的和小的，仍在业务中使用，都相当不适合于提供目前和未来数字通信的需要。结果是，最常见的用于保证数字通信业务的结构都是局部网络（LAN）。最常用的局部网络（LAN）是一种用于私人住房网络的数字网，附带安装在现已存在的线路程控小交换机（pABX）上。

由于现在可用的数据外围设备和以前的数据外围设备有许多的不同，使集中化的问题进一步复杂。其中的主要问题是现有的数据外围设备和未来的数据外围设备有各种通信规程和数据传输速率。另外，系统的增长，或者是由于已有用户增加使用，或者是由于用户的增加或准备提供的业务的增加，通常需要或者是硬件和软件二者的基本结构的变化或者是一个新的系统装置。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够克服上面提及的各种困难的通信分系统。

用一种具有分布式的无主计算机的多微型计算机结构的通信分系统至少可以部分地达到这一目的。

从结合所附权利要求书以及附图的如下详细描述中，会使本技术领域里的专业人员更清楚地了解本发明的其他目的和优点。

图1是使本发明的原理具体化的通信分系统的方框图。

图2是用于图1所示通信分系统的外围接口设备的方框图。

图3是用于图2所示的外围接口设备的环路接口设备的方框图。

图4是用于图1所示的通信分系统的网络接口设备方框图。

图5是图1所示的通信分系统的外围设备。

使本发明原理具体化的概括示于图1中10的通信分系统，包括用于同许多的外围设备14接口的装置12;用于同网络媒介18接口的装置16;用于在外围接口装置12和网络媒介接口装置16之间，以及在它们各自之中建立起数据通信的装置20。另外，分系统10最好包括用于对辅助业务提供通路的装置22，装置22还与数据通信建立装置20相互交连。因此，将装置22用于同外围接口12和/或网络媒介接口装置16进行数据通信。

进一步来说，通信分系统10包括一个用于将网络媒介接口装置16与网络媒介18相互交连起来的第一通信媒介24。另外，在一个具体实施方案中，分系统10包括一个使外围接口装置12与网络媒介18相互交连起来的第二通信媒介26。作为更完全地说明，外围接口装置12和网络媒介接口装置16在其硬件的实现方面基本上是一样的。而且辅助业务的提供设备22同装置12和16基本上一样。

在一个最佳的实施方案中，用于和许多的外围设备14接口的装置12包括许多基本上一样的外围接口设备，把其中之一概括地表示在图2中的28上，这当中的每一个适用于经过一组双绞线30与话音和/或数据外围设备接口。自然，其他的外围设备可以通过同轴电缆、光纤线路或同适宜于此的外围接口装置的有关的类似线路相互交连。如所描绘的，一个外围接口28包含一个数据传输控制器32，在多个通用同步/异步、接收/发送设备（USART）34同装置20（以后称为内部分系统总线）之间进行有效地交连。在这一具体实施方案中，每一个外围接口装置28包含一个与每一对绞线30连系在一起的用户环路接口36。每一个用户环路接口36，除了别的功能而外，用于同通用同步/异步接收/发送设备34中的一个交换数字信息，并与本地话音总线38交换话音信息，其中话音总线38与脉冲编码调制（pCM）总线接口设备40相互交连。

在该最佳实施方案中，数据传输控制器32包括一个设备接口控制器42、一个存储媒介44，一个带有与之相连的总线接口47的总线接口控制器46和一个微型计算机48，如图所示，微型计算机48最好包括一个微处理机部分50、一个随机存取存储器（RAM）52，一个只读存储器（ROM）54和一个杂项程序的存储装置56。微处理机部分50，随机存取存储器52，只读存储器54和装置56经由局部微型计算机总线58相互交连。另外，在最佳实现中，设备接口控制器42和总线接口控制器46每一个只经一组中断/通道监视线路60和62分别与微型计算机48直接通信。另外，设备接口控制器42分别经由各自的地址/数据总线64和66与存储媒介44有效地独立地相互交连。微型计算机48经由支援控制、地址同数据之间交换的总线68与存储媒介相互交连。

特别适用于这里的一种数据传输控制器32在美国专利申请序号为NO-，题为“数据传输控制设备”的专利申请中进行了说明和讨论，该专利申请与本专利申请同日一道递交并转让给本专利的同一受让人。进一步说，设备接口控制器42最好是美国专利申请序号为NO-，题目为“设备接口控制器”的专利申请所描写和讨论的那种型式，该专利与本专利申请同日一道递交并转让给本专利的同一受让人。另外，内部分系统总线20和相关联的接口47以及总线接口控制器46的一个例子已在美国专利申请序号为NOS.670682和670701中进行了说明和讨论，这两个专利申请在1984年11月13日递交并转让给本专利的同一受让人。上述专利申请援引在这里，以供参考。

内部分系统总线最好是带有争用检测的、无主计算机的多路存取的总线。事实上，正如在援引的美国专利申请序号为NOS.670682和670701中所描述和讨论的那样，内部分系统20包括一个数据传输媒介，一个争用检测媒介和一个时钟信号媒介;数据传输媒介是与争用检测媒介分开的和有区别的。

如同在援引的美国专利申请序号为NO-题目为“设备接口控制器”中所讨论的那样，设备接口控制器42适用于支援一个由通用同步/异步接收/发送设备USART34与许多的数据外围设备进行接口的高速总线70。在分系统10只是用于数据场合的这一例子中，每一个同步/异步接收/发送设备USART34将有效地被直接连接到许多双绞线30中各自的一对。最好，每一个通用同步/异步接收/发送设备是用由加州Santa CLara国际通信公司所制造和销售的8274HDLC控制器的一半来实现。

然而，在最佳实施方案中，外围接口设备28既适用于话音通信也适用于数据通信。在这样一种实现方案中，环路接口设备36，除了别的功能而外，用于将话音信息和数字信息进行多路复用/去多路复用，以便用话音总线38经由pCM总线接口40建立起话音通道。图3示出一最佳环路接口36的方框图，它包括一个短数字环路72、一个编码/译码器74、一个模式控制器76、一个通信线路的适配电路78和为了使线路适配过程同步的线路同步设备80。在一个具体的实施方案中，短数字环路是美国专利申请序号为NO.596328中所描述和讨论过的那种型式，该专利申请于1984年4月3日递交并转让给本专利的同一受让人。线路同步设备80最好是美国专利申请序号为NO-，题目为“用作同步装置的设备与方法”中所描述和讨论过的型式，该专利和本专利申请同日递交并转让给本专利的同一受让人。编码/译码器74和模式制限器76是采用美国专利申请序号为NO-，题目为“用来为线路程控交换提供数据业务的系统”中所讨论过的传统技术来实现，这一专利与本专利申请同日递交并转让给本专利的同一受让人。如同在已援引过的美国专利申请序号为NO-，题目为“用于同步设备的设备与方法”中所讨论的那样，适配电路78可以选择该专业领域所公知的这种电路。援引上述专利申请作为参考。

如同上面已援引过的专利申请序号为NO-，题目为“用以为电路程控交换提供数据业务的系统”中所讨论的那样，一种特殊的pCM总线接口40，在美国专利申请序号为NO.682228，于1984年12月14日递交的，题目为“用于建立通信通道的设备”中进行了描述和讨论。就现存的pCM总线接口装置的功能方面而言，美国专利申请682，228中已进行了讨论和描述，这份专利申请引用于此，以供参考。正如其中所论述的，该设备有许多每个端接到一个时分多路总线上的串行端口，并且包含一个由转换控制器控制的一个转换开关，用于动态地分配转换通道。一种特殊的，能提供动态分配转换通道的转换开关，在1984年10月14日递交的并转让给同一受让人的美国专利申请682，033中予以了描述和讨论。一种同上面援引的用于提供动态地分配转换通道的转换开关一起使用的转换开关控制器，在1984年10月14日递交的并转让给同一受让人的美国专利申请号为682，030的美国专利申请中进行了讨论和描述。这些专利申请也引用在这里以供参考。

如同最后三个援引的专利申请中所讨论的那样，pCM总线接口设备40适用于接收话频信息和为这些话频信息建立起到pCM总线38的通道，其中总线38可以提供高达30路全双工电路。

在最佳实施方案中，用来与网络媒介18接口的装置16至少包括一个网络接口装置82。一个典型的网络接口装置82示于图4的方框图中，在这里，前已赋予的标识号码仍用来标识前已描述过的部件。如图所示，网络接口装置82包括一个使内部分系统总线20与pCM总线接口40之间相互连接起来的数据传输控制器32。pCM总线接口40用来同与网络媒介18连接的数据pCM总线24接口。

在硬件的实现上，数据传输控制器32基本上与使用在每一个外围接口装置28上的数据传输控制器32完全一样。这就是说，同一数据传输控制器32，作为一个模块，通用于每一个外围接口装置28和分系统10中每一个网络接口装置82。如同下面更详细地讨论的那样，外围接口装置28的数据控制器32与网络接口装置82之间唯一的区别在于，由装入的软件程序所规定的任务。

最好，用于提供辅助业务（诸如任何已知通信容量的业务加上包括通信规程改变所扩展的业务）的装置22，包括一个具有基本上一样的数据传输控制器32的入口接口设备84。这种入口接口装置84的具体设计基本上取决于辅助业务或将要提供的其他网络，并用程序去执行在总线20的规程和业务提供者的规程之间所必须的通信规程变换。

在一个具体的实现中，通信分系统10包括一个主印刷电路板组件86，该组件有一个内部分系统总线20装在上面，并有许多印刷电路板连接器88固定在那里。在这种结构中，第一个中继线90用来与外围设备14连接，以及一个用来与网络媒介18相互连接的未示于图上的第二中继线。而且，尽管不是必须这样做，每一个外围接口设备28是在专用的印刷电路板组件92上实现的，每一个网络接口设备82是装在一个专用的印刷电路板94上，而每一个入口接口设备84是装在一单独的印刷电路板组件96上。因此，分系统10可以用最小的初始投资以积木式地扩展出去。

在操作过程中，每一个外围接口设备28与许多外围设备14相互连接，所有外围设备14都按同一通信规程工作。而且由于部分地普遍包含一个公用的数据传输控制器32，或者每一个设备28、82和84、分系统10，最好都是合并网络，这种分系统10包含一个统一的通信规程。因此，通过把每一个外围接口设备28指定到具有通用的通信规程的外围设备14，使得通信规程的改变次数和所造成的信息容量负荷有所减小。执行通信规程转换的这样一种技术以及由此所得到的好处在美国专利申请序号为NO-，题目为“执行通信规程转换的设备和方法”中进行了叙述和讨论，该专利与本专利申请同日递交，并转让给本专利申请的受让人。这件专利申请援引至此，以供参考。

另外，上述分系统10基本上是一个完全分布式的多微型计算机结构。这就是说，每一个数据传输控制器32，除了别的功能之外，是一个微型计算机，而且最适合于自动控制所有的通信跨接。一个具体的为整个分系统提供分布的独立控制的实现方案在美国专利申请序号为NO-，题目为“数据分系统通信控制设备和方法”中进行了叙述和讨论。该专利申请与本专利申请同日递交并已转让给本专利申请的受让人。把这件专利申请援引至此作为参考。因此，从避免由于任何一个元件的故障而导致突然失效来看，分系统10具有最大的优越性。事实上在多个元件失效情况下，分系统10还有提供连续业务的能力，虽然这种能力有所减小。

分系统10，除了其积木式的多微型计算机分布控制结构而外，主要是由于它应用了通用的数据传输控制器，使得它具有特别的通用性。例如，在数据通信网中，分系统10可以用作公共的或通用的数据分系统。在这种例子的实现方案中，ITT12系统数据交换机可以用作本专利申请中的网络媒介18，而每一个分系统10的数据pCM总线24则可以直接被相互连接到那儿去。美国专利申请序号NO-，题目为“数据通信网”中描述和讨论了一种具体的数据通信网，该专利申请与本专利申请同日递交，并转让给本专利申请的受让人。把这件专利申请援引至此，以供参考。

通信分系统10的通用性和增长势头是这样，即具有临时包含许多电路程控交换接口设备的分系统10，最初可以被实现的皆属于专用自动小交换机的数据业务，最后积木式地扩展或提供完全业务的话音/数据系统。这种数据业务附属的应用例子在美国专利申请序号NO-，题目为“为线路程控交换提供业务的系统”中予以了叙述和讨论，用作完全业务的话音/数据系统在美国专利申请序号NO-，题目为“完全业务的话音/数据系统”中进行了叙述和讨论。上述两个援引的专利申请与本专利申请同日递交，并转让给本专利申请的受让人。

虽然本发明是按一个具体实施方案来描述的，然而应该知道，这并不能成为对发明的一个限制，尽管可以把其安排和结构发展，但这些发展仍然属于本发明的范围和精神。因此，本发明只受到所附的权利要求以及对其合理的解释的限制。

Claims

1、一种通信分系统，该分系统的特征在于：

用来与许多的外围设备(14)接口的装置(12)；

用来与网络媒介(18)接口的装置(16)；

用来在所说的外围接口装置(12)与所说的网络媒介接口装置(16)之间和之中建立起通信通道的装置(20)。

在所说的外围接口装置(12)和所说的网络媒介接口装置(16)之中基本上均匀分布的，用于控制所说分系统之中和跨越分系统的通信信息量的装置(32)。

2、根据权利要求1所要求的分系统，其中所说的通信通道建立设备包括：

一个具有争用检测功能的无主计算机多路存取争用总线。

3、根据权利要求2所要求的分系统，其中所说的无主计算机总线包括：

一个数据传输媒介;

一个争用检测媒介，所说的争用检测媒介与所说的数据传输媒介有所区别。

4、根据权利要求1所要求的分系统进一步包括：用于为备用业务提供进出口的装置。

5、根据权利要求4所要求的分系统，其中进一步把所说的通信信息量控制设备分配给所说的备用业务进出口装置。

6、根据权利要求1中所要求的分系统进一步包括：与所说的外围接口装置有关的，用于对第一个通信总线提供进出口的装置，所说的第一个通信总线适合于同所说的网络媒介相互连接。

7、根据权利要求6中所要求的分系统进一步包括：与所说的外围接口设备有关的，仅仅用来与第一通信总线进出口装置交换话频信息的装置。

8、根据权利要求1中所要求的分系统，其中所说的通信信息容量控制设备，包括许多数据传输控制器。

9、根据权利要求8中所要求的分系统，其中每一个所说的数据传输控制器包含：

一个设备接口控制器;

一个总线控制器;

一个微型计算机，所说的微型计算机与设备接口控制器和总线控制器有直接连接，并只用来交换与此有关的中断和信道注意信号;

一个存储媒介，所说的存储媒介经由各自专用的地址/数据总线同设备接口控制器和所说的总线控制器相互交连。

10、根据权利要求9所要求的分系统，其中所说的设备接口控制器包含：

一个独立程序存储媒介装置;

一个专门程序存贮媒介装置;

一个专用的微处理机。

11、根据权利要求1所要求分系统，其中：

所说的用来与许多的外围设备接口的装置包括许多外围接口设备;

所说的通信信息容量控制装置包括许多数据传输控制器;且每一个所说的外围接口设备包括一个数据传输控制器。

12、根据权利要求11所要求的分系统，其中所说的与每一个外围接口设备有关的每一个数据传输控制器包括：用于自动控制与之有关的外围接口设备的所有通信信息容量的装置。

13、根据权利要求12所要求的分系统，其中所说的与每一个外围接口设备有关的每一个数据传输控制器包括：用于执行一个单一的通信规程转换的装置。

14、根据权利要求11中所要求的分系统，其中所说的与每一个外围接口设备有关的每一个数据传输控制器包括：用于执行一个单一的通信规程转换的装置。

15、根据权利要求11中所要求的分系统，其中每一个所说的外围接口设备包括：用来与一组外围设备接口的装置，所说组的每一个外围设备都按照同一通信规程进行工作。

16、根据权利要求11中所要求的分系统进一步包含：与每一个所说的外围接口设备有关的用来与许多用户线路接口的装置。

17、根据权利要求16所要求的分系统，其中每一个所说的用户线路接口装置包括：用来多路复用/去多路复用话音信息和数据信息的装置。

18、根据权利要求1所要求的分系统中，所说的用来与网络媒介接口的装置至少包含一个网络接口设备;所说的通信信息容量控制装置包括许多数据传输控制器;每一个所说的网络接口设备包括一个数据传输控制器。

19、根据权利要求18中所要求的分系统，其中所说的与每一个网络接口设备有关的每一个数据传输控制器包括：

用来自动控制所说的有关网络接口设备的所有通信信息容量的装置。

20、根据权利要求18中所要求的分系统中：

所说的通信信息容量控制装置包括许多数据传输控制器;

每一个所说的外围接口设备包含一个所说的数据传输控制器;

所说的与网络媒介接口的设备至少包含一个网络接口设备;

每一个所说的网络接口设备包括一个数据传输控制器。

21、根据权利要求20所要求的分系统，其中所说的每一个数据传输控制器包括：用于自动控制与之有关的接口设备的所有通信通道容量的设备。

22、根据权利要求18所要求的分系统，其中所说的通信通道设立设备包括：

一个具有争用检测的无主计算机的多路存取争用总线。

23、根据权利要求22所要求的分系统，其中所说的无主计算机总线包括：

一个数据传输媒介;

一个争用检测媒介，所说的争用检测媒介同所说的数据传输媒介是有区别的。