DE60311991T2 - Kommunikationssystem zur sendung von ungleichartigen daten über ein synchrones netzwerk - Google Patents

Kommunikationssystem zur sendung von ungleichartigen daten über ein synchrones netzwerk Download PDF

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    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4904Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using self-synchronising codes, e.g. split-phase codes
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    • H04J3/0638Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0647Synchronisation among TDM nodes

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem wie z.B. ein Netzwerk von miteinander verbundenen Knoten zum Senden von strömenden und nicht strömenden Daten, in dem isochrone strömende Daten innerhalb eines Segments jedes Rahmens gesendet werden können, der durch ein vorangehendes Signalisierungsbit oder -byte und/oder durch Verwendung einer Codierungsverletzung gekennzeichnet wird.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Kommunikationssysteme sind im Allgemeinen gut bekannt dafür, dass sie mindestens zwei Knoten enthalten, die durch eine Übertragungsleitung miteinander verbunden sind. Ein Knoten kann als Datenquelle oder Ziel funktionieren. Wenn der Knoten Daten empfangen und senden soll, so ist der Knoten eine Kombination aus einer Quelle und einem Ziel, was manchmal als Transceiver bezeichnet wird. Die Datenquelle kann Daten in verschiedenen Formen senden. Zum Beispiel kann die Quelle entweder im analogen oder digitalen Bereich senden. Typischerweise wird jedoch ein analoges Signal in ein digitales Format umgewandelt, bevor es über die Übertragungsleitung zum Ziel gesendet wird.
  • Es ist im Allgemeinen wünschenswert, dass die Übertragungsleitung nicht nur digitale oder analoge Daten aufnimmt, sondern auch Daten, die in verschiedenen Formen, im Folgenden als „Datentypen" bezeichnet, eintreffen können. Technisch ausgefeilte Übertragungsprotokolle zum Beispiel können strömende Daten, paketierte Daten und Steuerdaten aufnehmen. Strömende Daten werden im Allgemeinen als Daten erkannt, die eine zeitliche Beziehung zwischen den Abtastungen aufweisen, die von einem Knoten erzeugt werden. Die Beziehung zwischen diesen Abtastungen muss über die Übertragungsleitung hinweg beibehalten werden, um wahrnehmbare Fehler wie z.B. Lücken oder veränderte Frequenzen zu vermeiden. Ein Verlust der zeitlichen Beziehung kann einen Empfänger dazu veranlassen, Schwankungen, Echo oder im schlimmsten Fall periodische Ausfälle in einem Sprach- oder Videostrom aufzuweisen. Im Gegensatz zu strömenden Daten sind paketierte Daten solche Daten, bei denen keine Aufrechterhaltung der Abtastrate oder zeitlichen Beziehung dieser Daten erforderlich ist und die statt dessen als getrennte Signalfolgen über eine Übertragungsleitung gesendet werden können. Die Datenpakete können mit nahezu jeder Rate über die Übertragungsleitung gesendet werden, mit der diese Übertragungsleitung Daten übermittelt, und sind in keiner Weise abhängig von einer Abtastfrequenz, da paketierte Daten im Allgemeinen als nicht abgetastete Daten erkannt werden.
  • Zusätzlich zu strömenden Daten und paketierten Daten kann es einen anderen Typ von Daten, nämlich Steuerdaten geben. Abhängig davon, wie die Steuerdaten verwendet werden (entweder in einer strömenden oder paketierten Umgebung), können Steuerdaten entweder zeitabhängig oder nicht zeitabhängig von den Daten oder dem Knoten sein, den sie steuern. Darüber hinaus können strömende Daten entweder als synchrone Daten oder isochrone Daten betrachtet werden. Synchrone Formen von strömenden Daten sind Daten, die synchron mit der Rate, mit der die strömenden Daten abgetastet werden, über die Übertragungsleitung gesendet werden. Es kann jedoch sein, dass die Übertragungsleitung Daten mit einer anderen Rate als jene Rate überträgt, mit der der Knoten Daten strömen lässt oder „abtastet". Um die zeitliche Beziehung zwischen Abtastungen der strömenden Daten aufrechtzuerhalten, werden isochrone Übertragungsprotokolle zur Bewältigung dieser Unterschiede benötigt, damit die isochronen Daten am Ziel ohne wahrnehmbare Lücken, Fehler, Schwankungen oder Echoerscheinungen gespielt werden können.
  • Eine optimale Übertragungsleitung kann verschiedene Datentypen übertragen. Mit der Übertragungsleitung, die entweder ein Kupferdraht, eine Lichtleitfaser oder drahtlos sein kann, sind mehrere Knoten verbunden. Jeder Knoten kann mindestens eine Multimediavorrichtung aufnehmen. Zum Beispiel kann eine Telefon-Multimediavorrichtung verwendet werden, um Sprachinformationen zu senden und zu empfangen, wobei die Sprachinformationen abhängig von Unterschieden in der Abtastrate (d.h. „fs") beim Telefon und der Rahmenübertragungsrate (d.h. „FSR") innerhalb der Übertragungsleitung entweder als isochrone Daten oder synchrone Daten gesendet werden können. Abhängig von der Beziehung zwischen der Rahmensynchronisationsrate (FSR) und der Abtastrate (fs) können strömende Daten der Übertragungsleitung entweder als synchrone Daten oder isochrone Daten präsentiert werden. In jedem Fall können Steuerinformationen an die Multimediavorrichtung gesendet werden, um die Übertragung aufzubauen oder den Empfang der strömenden (isochronen oder synchronen) Daten zu steuern. Zusätzlich zur Übertragung von strömenden Daten und Steuerdaten sollte die Übertragungsleitung auch in der Lage sein, Paketinformationen zwischen Computern zu übertragen. Paketierte Daten umfassen ausführbare Programme und/oder Dateien, die als digitale Signalfolgen über die Übertragungsleitung gesendet werden.
  • Als Quellen betriebene Multimediavorrichtungen können daher nicht nur verschiedene Typen von Daten in verschiedenen Formen produzieren, sondern auch Daten, die mit verschiedenen Raten in der Übertragungsleitung ankommen. Eine Stimme aus einem Telefonhörer ist zum Beispiel ein kontinuierlicher Strom von Daten mit einer im Wesentlichen konstanten durchschnittlichen Datenrate und einer zeitlichen Beziehung zwischen den erzeugten Abtastungen. Die isochronen oder synchronen Formen von strömenden Daten können daher Töne (beim Beispiel eines Telefons oder CD-Players) oder Bilder (beim Beispiel eines DVD-Players) darstellen. Während Telefone, CD-Player und DVD-Player isochrone oder synchrone strömende Daten über ein Netzwerk senden, sendet ein Computer Folgen von Paketen üblicherweise in TCP/IP-Form über das Netzwerk.
  • Es besteht ein Bedarf nach der Einführung eines Kommunikationssystems, das sowohl strömende als auch nicht strömende Datenübertragungen bewältigen kann. Noch dringender wird ein verbessertes Kommunikationssystem benötigt, das Daten senden kann, die mit einer anderen Rate als der Rate der Übertragung über das Übertragungsnetz abgetastet werden, und das die zeitliche Beziehung sowie die Taktbeziehung dieser strömenden Daten an einem Ziel aufrechterhalten kann, das die strömenden Daten in Echtzeit abliest. Das gewünschte Kommunikationssystem muss daher mit der Übertragung verschiedener Typen von Daten synchronisiert werden oder im Wesentlichen eine ähnliche Abtastrate wie eine oder mehrere Multimediavorrichtungen aufweisen, die mit dem Übertragungsmedium verbunden sind. Das verbesserte Kommunikationssystem muss nicht nur einfach sowohl strömende als auch nicht strömende Daten aufnehmen können, sondern es muss auch nahtlos isochrone und synchrone strömende Daten zwischen einer Vielzahl von Knoten bewältigen, die als Multimediavorrichtungen betrieben werden. Auf diese Weise kann das gewünschte Kommunikationssystem die verschiedenen Datentypen effizient auf synchrone Weise über das Netzwerk zwischen Vorrichtungen übertragen, die mit der gleichen Rate wie die Rahmenfrequenz oder mit einer anderen Rate als die Rahmenfrequenz abtasten, wodurch eine Verbesserung darin besteht, dass die Abtastrate nicht von der Rahmenfrequenz abhängt.
  • US 5,621,895 offenbart ein durch Rahmen strukturiertes Bussystem, insbesondere für ein Local Operation Network für Automobilanwendungen. Daten werden mittels Rahmen übertragen, die in Rahmensegmente unterteilt sind. Um die Rahmensegmente innerhalb eines Rahmens zu identifizieren und zu trennen, werden Module mit einer Define Bit-Struktur mit einer feststehenden Länge verwendet, die nicht in den zu übertragenden Daten vorkommt. Alternativ können diese Module als Codierungsverletzungen ausgeführt werden.
  • US 6,052,386 offenbart ein Übertragungssystem mit Mitteln zum Bilden von Rahmen zur Übertragung von Rahmen mit Portionen in synchronem Zustand, die mit Portionen in asynchronem Zustand durchsetzt sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die oben zusammengefassten Probleme werden zum Großteil durch ein verbessertes Kommunikationssystem gelöst. Das Kommunikationssystem umfasst nicht nur das Netzwerk, das sich zwischen den Knoten erstreckt, sondern auch einen Sendeport und einen Empfangsport. Die Sende- und Empfangsports befinden sich in einem oder mehreren dieser Knoten, vorzugsweise in allen Knoten. Eine Steuervorrichtung in einem Knoten ist insofern intelligent, als sie auf der Basis einer zeitmultiplexten Reihe von Kanälen, auf denen in diesem Netzwerk gesendet wird, weiß, welcher Kanal an welche Vorrichtung senden soll. Wenn mehrere Vorrichtung innerhalb eines einzigen Knotens vorhanden sind, richtet eine Netzwerkschnittstelle (mit einem Sende-/Empfangsport) den Kanal z.B. über einen lokalen Bus an die entsprechende Vorrichtung. Die Kanäle werden gebildet, indem eine Rahmenstruktur geschaffen wird, die sich mit der Audio-Abtastrate einer oder mehrerer Vorrichtungen wiederholt, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Diese Vorrichtungen senden daher synchrone strömende Daten über einen zeitmultiplexten Teil des Rahmens, wobei Vorrichtungen, die mit höheren oder niedrigeren Frequenzen abtasten, isochrone strömende Daten in einem anderen zeitmultiplexten Teil des Rahmens senden. Die Rahmen werden wiederholt, um die gesamte strömende und/oder nicht strömende Botschaft oder Transaktion zu bewältigen.
  • Die intelligente Steuervorrichtung (beim Empfangsport) enthält nicht nur einen Decoder, der bestimmt, wie die verschiedenen zeitmultiplexten Segmente aufzuteilen sind, sondern enthält vorzugsweise auch einen Komparator (beim Sendeport), der die Rahmensynchronisationsrate mit der Abtastrate vergleicht. Wenn ein Unterschied besteht, zeigt der Komparator an, dass möglicherweise periodisch ein leeres Byte oder leere Bytes zu einer isochronen Datenübertragung hinzugefügt werden muss bzw. müssen. Dabei wird der Vergleich der Raten verwendet, um festzustellen, wenn das leere Byte oder die leeren Bytes einzufügen ist bzw. sind, und der Komparator informiert den Codierer darüber, woraufhin der Codierer die leeren Bytes in einen oder mehrere Rahmen einfügt, die über das Netzwerk übertragen werden.
  • Routingtabellen, die möglicherweise während einer Aufschaltsequenz an jeden Knoten gesendet werden, weisen die Kanäle, sowie auch allfällige zusätzliche Bytefelder, die erforderlich sein können, um zum Beispiel isochrone Daten zu bewältigen, den eingeschalteten Vorrichtungen zu. Wenn sich die Rahmensynchronisationsrate von der Abtastrate unterscheidet, werden die strömenden Daten als isochrone strömende Daten bezeichnet. Um eine Strömungsrate, die die Rahmenfrequenz übersteigt, zu bewältigen, kann ein zusätzliches Byte in dem zeitmultiplexten Segment untergebracht werden, das den isochronen Daten zuwiesen ist. Am Empfangsport teilt ein zusätzlich zum Decoder vorhandener Schalter die decodierten Daten auf, und wenn die Daten isochron sind, kann der Decoder bestimmen, wo innerhalb eines für isochrone Daten reservierten Segments gültige isochrone Daten existieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind ein Sende- und ein Empfangsport vorgesehen. Der Sendeport umfasst eine Rahmenbildungsvorrichtung, die geeignet ist, einen im Wesentlichen kontinuierlichen Strom von Echtzeitdaten zu empfangen, die mit einer ersten Rate abgetastet werden, und einen Teil der abgetasteten Daten innerhalb eines Segments eines Datenrahmens in ein Netzwerk einzuspeisen, das in einer zweiten Rate getaktet ist, die sich von der ersten Rate unterscheidet. Der Datenrahmen umfasst mindestens ein Signalisierungsbit, das ein Ausmaß anzeigt, in dem der Teil des kontinuierlichen Datenstroms das Rahmensegment belegt. Das Signalisierungsbyte kann anzeigen, dass der Teil des kontinuierlichen Stroms das gesamte Rahmensegment, nur einen Teil des Rahmensegments oder nichts von dem Rahmensegment belegt. Das Signalisierungsbyte kann ein Byte von N Bits sein, wobei das höchstwertige Bit das gesamte Rahmensegment als unbelegt oder belegt anzeigen kann. Die folgenden niedrigstwertigen Bits können anzeigen, dass nur einen Teil des Rahmensegments belegt ist oder nichts von dem Rahmensegment belegt ist, wenn das höchstwertige Bit tatsächlich entsprechend gekennzeichnet ist. Das Kommunikationssystem umfasst wie die Sende- und Empfangsports ein Signalisierungsbit, das ein Ausmaß an isochronen Daten bezeichnet, die in einem entsprechenden Rahmensegment enthalten sind: Entweder es ist das gesamte Rahmensegment belegt, es sind keine Bytes in dem Rahmensegment belegt, oder möglicherweise sind nur die ersten paar Bytes in einem Rahmensegment belegt. Im letzten Fall kann das Signalisierungsbit ein Byte mit N Bits enthalten, das verwendet wird, um anzuzeigen, wie viele Bytestellen, beginnend bei der niedrigstwertigen Bytestelle, in einem Rahmensegment nicht belegt sind, und zwar abhängig davon, wie viele Bits an den niedrigstwertigen Bitstellen des Signalisierungsbytes vorhanden sind. Das Verfahren umfasst das Abtasten isochroner strömender Daten mit einer Abtastrate und das anschließende Übertragen eines Teils der strömenden Daten in einem Segment eines Rahmens, wobei ein zusätzliches Byte zugeteilt wird, wenn der Rahmen, der das Segment enthält, über ein Netzwerk mit einer Rahmenübertragungsrate übertragen werden soll, die niedriger ist als eine Rate, mit der die Daten an der Quelle abgetastet werden. Das Verfahren kann darüber hinaus das Übertragen des Signalisierungsbytes in dem Rahmen, der das Rahmensegment enthält (entweder vor oder nach dem Rahmensegment), oder möglicherweise in einem Rahmen vor dem Rahmensegment umfassen. Es kann auch ein oder mehrere Segmente in einem Rahmen oder unter mehreren Rahmen geben, die eine einzige isochrone Datenübertragung durchführen. Auf diese Weise kann ein Segment über einen einzigen oder mehrere Rahmen hinweg in Subsegmente aufgeteilt werden, wobei das Signalisierungsbyte verwendet wird, um anzuzeigen, wo die isochronen Daten in den entsprechenden Segmenten oder Subsegmenten existieren.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann der Sendeport eine Rahmenbildungsvorrichtung umfassen, die geeignet ist, eine Sequenz von Rahmen zu erzeugen. Mindestens einer der Rahmen der Sequenz von Rahmen ist in mindestens ein Rahmensegment unterteilt, das eine Vielzahl von Datenbytes enthält, denen in dem Rahmensegment unmittelbar eine Codierungsverletzung vorangeht. Die Codierungsverletzung zeigt den Beginn der Datenbytes in dem Segment sowie möglicherweise in anderen Segmenten von folgenden Rahmen an. Zusätzlich zu einer Codierungsverletzung, die den Beginn der Datenbytes anzeigt, könnte eine andere Codierungsverletzung das Ende der Datenbytes anzeigen. Die zweite Codierungsverletzung, wenn sie verwendet wird, wird unmittelbar auf das letzte Datenbyte in einer isochronen oder asynchronen Datenübertragung folgen. Die Codierungsverletzungen, die verwendet werden, um den Beginn und das Ende der Datenbytes anzuzeigen, können eine identische Bitsequenz oder eine unterschiedliche Bitsequenz sein, wobei sich jedoch jede von ihnen bewusst von den Datenbytes selbst unterscheidet. Gemäß dem vorliegenden Verfahren werden die Daten codiert und anschließend in einem Segment mit einer Vielzahl von Datenrahmen übertragen, beginnend mit einer Codierungsverletzung in einem ersten Rahmen, die sich von den codierten Daten unterscheidet. Ein zusätzliches Byte kann zu dem Segment hinzugefügt werden, wenn der erste Rahmen mit einer Rahmenübertragungsrate über das Netzwerk übertragen wird, die niedriger ist als eine Abtastrate.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform kann ein Sendeport eine Rahmenbildungsvorrichtung umfassen, die geeignet ist, einen im Wesentlichen kontinuierlichen Strom von Daten zu erzeugen, die mit einer ersten Rate abgetastet werden, und einen Teil der abgetasteten Daten in einem Segment mit einer Vielzahl von Datenrahmen in ein Netzwerk einzuspeisen, das in einer zweiten Rate getaktet ist, die sich von der ersten Rate unterscheidet. Vor und nach den abgetasteten Daten befindet sich vorzugsweise mindestens eine Codierungsverletzung an mindestens einer Bytestelle von mindestens einem der Rahmensegmente, um anzuzeigen, dass keine gültigen abgetasteten Daten an der Bytestelle existieren, die durch die Codierungsverletzung bezeichnet wird. Die Codierungsverletzung enthält eine Bitsequenz, die sich von den codierten Daten unterscheidet, und sie enthält vorzugsweise eine Sequenz von Bits, die nicht als Bits der codierten Daten erkannt werden, sondern als Bits, die das nächste Bytefeld als Beginn der Vielzahl von Datenbytes in dem Segment anzeigen, wenn das nächste Bytefeld tatsächlich solche Daten enthält. Auf diese Weise fungieren die Codierungsverletzungen als „Füller" zwischen gültigen Datenübertragungen von isochronen strömenden Daten. Es wird auch ein Verfahren geschaffen. Das Verfahren umfasst das Abtasten von strömenden Daten mit einer Abtastrate und das anschließende Codieren der strömenden Daten. Die strömenden Daten werden über eine Vielzahl von Rahmensegmenten in einer entsprechenden Vielzahl von Datenrahmen übertragen, zwischen denen Codierungsverletzungen eingefügt sind, wo die strömenden Daten in der Vielzahl von Rahmensegmenten fehlen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Ziele und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden genauen Beschreibung und bei Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems mit miteinander verbundenen Knoten ist, über das verschiedene Typen von Daten gesendet werden können, wie z.B. strömende (synchrone oder isochrone) Daten, Steuerdaten und paketierte (d.h. asynchrone) Daten;
  • 2 ein Blockdiagramm eines Teils eines Sende- und Empfangsports in einem oder mehreren Knoten des Kommunikationssystems ist;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Ports ist, der erweitert ist, um isochrone Daten aufnehmen zu können, die von einer Vorrichtung gesendet werden, die eine höhere oder niedrigere Abtastrate als die Rahmenfrequenz des Netzes aufweist;
  • 4 ein Plandiagramm einiger aufeinanderfolgender Datenrahmen ist, wobei jeder Rahmen aufweist: ein Segment, das einen Zeitschlitz anzeigt, der für das Senden strömender isochroner Daten reserviert ist, und mindestens ein Signalisierungsbit, das den strömenden Daten vorangeht und den Ort, an dem sich die strömenden Daten in dem Rahmen befinden, die Länge des Rahmensegments, die Reihenfolge, in der verschiedene Kanäle mit strömenden Daten in dem Rahmensegment gesendet werden usw.;
  • 5 ein Plandiagramm der Datenbits in einem Signalisierungs-Datenbyte und der Bedeutung der Datenbits ist;
  • 6 ein Plandiagramm der aufeinanderfolgenden Datenrahmensegmente und der Wirkung des vorangehenden Signalisierungsbytes auf das Paket isochroner Daten in dem Zeitschlitz ist, der zum Senden isochroner Daten bestimmt ist;
  • 7 ein Blockdiagramm einer Rahmenbildungsvorrichtung ist, die in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen einer Abtastrate von Daten, die von einer Vorrichtung her strömen, und einer Rahmenfrequenz von Daten, die über ein Netzwerk übertragen werden, Daten in ein Rahmensegment packt;
  • 8 ein einer alternativen Ausführungsform entsprechendes Plandiagramm aufeinanderfolgender Rahmensegmente von Daten und der Wirkung der Verwendung einer Codierungsverletzung im Datenstrom ist, um den Beginn, den Beginn und das Ende und/oder das Nichtvorhandensein einer asynchronen (Paket) datenübertragung und/oder isochronen Datenübertragung in einem Rahmensegment anzuzeigen; und
  • 9 ein Zustandsdiagramm eines Decoders ist, der verwendet wird, um Codierungsverletzungen zu decodieren, die anzeigen, wo innerhalb eines Rahmensegments asynchrone und/oder isochrone Daten gemäß der Ausführungsform von 8 existieren.
  • Obzwar verschiedene Änderungen an der Erfindung und alternative Formen derselben möglich sind, werden spezifische Ausführungsformen von ihr in den Zeichnungen als Beispiel dargestellt und hier im Einzelnen beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Zeichnungen und die dazugehörige detaillierte Beschreibung nicht dazu bestimmt sind, die Erfindung auf die besondere offenbarte Form zu beschränken, sondern dass im Gegenteil alle Änderungen, Äquivalente und Alternativen abgedeckt werden sollen, die dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung entsprechen, wie diese durch die beiliegenden Ansprüche definiert sind.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nun soll auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei 1 ein Beispiel eines Kommunikationssystems 10 darstellt. Das Kommunikationssystem 10 umfasst eine miteinander verbundene Vielzahl von Knoten 12. Der Kürze halber sind nur vier Knoten dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass das System 10 mehr als vier Knoten umfassen kann und auch zahlreiche miteinander verbundene Netzwerke umfassen kann. Das in 1 dargestellte Netzwerk ist ein Ring oder eine Schleife. Es versteht sich jedoch ebenfalls von selbst, das das Gerüst des Netzwerks ein Bus, ein Stern oder jede andere räumliche Struktur sein kann, die für ein Netzwerk zur Verfügung steht. Zwischen die Knoten 12 sind entsprechende Übertragungsverbindungen 14 geschaltet. Die Übertragungsverbindungen 14 können optisch, akustisch oder elektrisch (Draht oder drahtlos) sein.
  • Jeder Knoten 12 ist vorzugsweise auf einen bestimmten Bereich beschränkt. Innerhalb jedes Knotens befindet sich mindestens eine Multimediavorrichtung. Wie dies im Knoten 12d dargestellt ist, kann ein Knoten mehr als eine Multimediavorrichtung 16 umfassen. Wenn mehr als eine lokalisierte Vorrichtung 16 vorhanden ist, kann eine lokale Übertragungsleitung oder ein lokaler Bus zwischen den Multimediavorrichtungen 16 in einer Schleifen- oder Busstruktur verwendet werden, wie dies durch die alternativen Phantomstriche 17 dargestellt ist.
  • Zwischen die Vorrichtung 16 und das Netwerk von Knoten 12 ist eine Netzwerkschnittstelle 20 geschaltet. Wenn einem Knoten mehrere Vorrichtungen 16 zugewiesen sind, ist die Netzwerkschnittstelle 20 zwischen einem lokalen Bus 17 und dem Netzwerk angeordnet. Die Schnittstelle 20 umfasst einen Kommunikationsport (d.h. einen bidirektionalen Sende- und Empfangsport) zur Kommunikationsübertragung zwischen den in den Knoten 12 angeordneten Vorrichtungen 16. Der Kommunikationsport kann auch in jeder der Multimediavorrichtungen 16 vorhanden sein und umfasst in Abhängigkeit von seiner Konfiguration einen Taktpin, ein oder zwei Signalpins und mindestens einen Datenpin oder ein Paar von Datenpins. Wie zu erkennen ist, kann die Netwerkschnittstellenfunktion in einer oder mehreren Multimediavorrichtungen 16 angeordnet werden, oder die Netzwerkschnittstelle kann von den Multimediavorrichtungen getrennt sein. Eine Multimediavorrichtung 16 kann auf einem einzigen monolithischen Substrat angeordnet sein, und auch die Netzwerkschnittstelle kann auf einem einzigen monolithischen Substrat angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Kommunikationsport zum Beispiel auf einem monolithischen Substrat einer Netzwerkschnittstelle oder auf einem monolithischen Substrat einer Multimediavorrichtung angeordnet sein, die die Netzwerkschnittstelle enthalten kann oder nicht enthalten kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Netzwerkschnittstelle 20 einen Digitalsignalprozessor oder eine Steuervorrichtung, die programmiert werden kann und ein Speichermedium umfassen kann, das operativ mit der Ausführungseinheit des Prozessors verbunden ist. Eine Multimediavorrichtung 16, von der eine oder mehrere in einem Knoten vorhanden sind, ist jede Vorrichtung, die Multimediasignale senden und/oder empfangen kann. Solche Signale umfassen Sprache, Audiosignale, Videosignale, Datendateien oder ausführbare Datenprogramme. Beispiele solcher Vorrichtungen umfassen Telefone, Sensoren, CD-Player, DVD-Player, Videokameras, Lautsprecher, Monitore, Computer, Minicomputer (Personal Digital Assistants, PDA), frequenzmodulierte Stereoanlagen, Navigationssysteme usw.
  • Gemäß einem Beispiel können die Multimediavorrichtungen in einem Automobil angeordnet sein, wobei das Kommunikationssystem 10 im Automobil verwendet werden kann, um die Multimediavorrichtungen miteinander oder mit Multimediavorrichtungen in anderen Knoten desselben Automobils oder mit einem anderen Automobil, einem Satelliten, oder einer stationären Basisstation zu verbinden. Abhängig davon, ob die Daten in der Multimediavorrichtung 16 verschlüsselt oder codiert sind, erlaubt das Kommunikationssystem 10 eine Übertragung solcher Informationen zum Ziel als strömende Daten (synchron oder isochron), Steuerdaten oder asynchrone (paketierte) Daten. Darüber hinaus kann das Kommunikationssystem 10 die Übertragung aller vier Datentypen über einen oder mehrer Kanäle, die innerhalb der Kommunikationsleitung 14 eingerichtet sind, oder über den lokalen Bus 17 erlauben. Das Kommunikationssystem 10 bewältigt somit die verschieden Datentypen, um den verschiedenen Typen von Multimediavorrichtungen 16, die verwendet werden können, zusätzliche Einsatzflexibilität zu verleihen.
  • Es ist festzustellen, dass eine oder mehrere Multimediavorrichtungen 16 Daten mit einer höheren Abtastrate (fs) als die Rahmensynchronisationsrate (FSR) der Übertragungsleitung 14 abtasten können. Die Multimediavorrichtung 16 kann zum Beispiel ein CD-Player sein, der mit etwa 44,1 KHZ abtastet. Der CD-Player kann Datenströme mit zum Beispiel 16 Bits pro Abtast-Audiokanal (32 Bits/Stereokanal) erzeugen, was in einer bps-Baudrate über die Übertragungsleitung von 32 Bits/Stereoabtastung x 44,1 K Abtastungen/Sekunde = 1,4112 Mbps resultiert. Die Non-Return to Zero („NRZ")-Daten von der Vorrichtung können auf verschiedene Weise codiert werden. Die Daten können auch zum Beispiel mit Hilfe der gut bekannten Miller-Codiertechnik codiert werden. Ein alternatives Codierverfahren ist die Biphase-Codierung oder eine Codierung, bei der es beim codierten Bitstrom zu keinem überlagerten Gleichstromwert kommt. Das letztgenannte Codierverfahren wird oft als Codierung mit Gleichstrom-Anpassung bezeichnet und ist in der gemeinschaftlich erteilten, gleichzeitig schwebenden Anmeldung mit der Eingangsnummer 09/710,220 und dem Titel „An Encoder Within a Communication System that Avoids Encoded DC Accumulation and can Use Coding Violations to Synchronize a Decoder and Detect Transmission Errors" beschrieben.
  • Wenn die sich Rahmensynchronisationsrate (FSR) in der Übertragungsleitung 14 von 48 KHz unterscheidet (FSR könnte z.B. so gewählt werden, dass sie einer CD-Abtastrate von 44,1 KHZ entspricht), dann können die strömenden Daten von dem mit 48 KHZ abgetasteten DVD-Player nicht synchron über die Übertragungsleitung 14 zu einem anderen Knoten (z.B. einem Lautsprecher) übertragen werden. Stattdessen müssen die strömenden Daten als isochrone strömende Daten, im Gegensatz zu synchronen strömenden Daten, übertragen werden.
  • Neben strömenden Daten, die asynchron mit der Übertragungsrate der Übertragungsleitung 14 sind, können auch andere Datentypen asynchron sein, wie zum Beispiel paketierte Daten oder Steuerdaten. In jedem Fall werden die verschiedenen Datentypen jedoch auf synchrone Weise über die Übertragungsleitung 14 gesendet. Das Kommunikationssystem 10 ist daher ein synchrones Übertragungssystem, das unterschiedliche Datentypen, die mit unterschiedlichen Frequenzen abgetastet werden, oder Datentypen, die auf nicht regelmäßige, nicht in zeitlicher Beziehung zueinander stehende Weise eingespeist werden, aufnehmen kann.
  • 2 zeigt auf detailliertere Weise eine Netzwerkschnittstelle 20, die in einem Empfangsmodus dargestellt ist. Die Netzwerkschnittstelle 20 kann daher in diesem Beispiel als Port betrachtet werden, der von einem Netzwerk empfängt und zu einem Netzwerk sendet. Auf diese Weise kann die Netzwerkschnittstelle 20 ihre eigene Vorrichtung 16 sowie einen Port 24, der mit dem Netzwerk verbindet, und einen Port 26, der zum Beispiel mit einem lokalen Bus 17 verbindet, umfassen. Wenn mehrere Vorrichtungen 16 in einem Knoten vorhanden sind, verbindet der lokale Bus 17 lokal verteilte Vorrichtungen 16 mit der Steuervorrichtung der Netzwerkschnittstelle 20, wobei sich alles zum Beispiel innerhalb eines einzigen Knotens 12 befindet. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass jede Vorrichtung 16 ihren eigenen Port haben kann und dass die Steuervorrichtung einer Netzwerkschnittstelle innerhalb dieser Vorrichtung 16 sein kann. Wenn mehrere Vorrichtungen in einem Knoten vorhanden sind, kann alternativ dazu die Netzwerkschnittstelle von jeder Vorrichtung getrennt sein. In jedem Fall umfasst jedoch entweder eine Vorrichtung 16 oder eine Netzwerkschnittstelle 20 einen Port mit Schnittstellen zum Netzwerk (d.h. sendet zu oder empfängt von diesem Netzwerk). Der Port kommuniziert mit Hilfe von zugeteilten Zeitschlitzen für jeden Datentyp, und wenn einer der Datentypen isochrone Daten umfasst, überträgt der Port gemäß einer Ausführungsform ein Signalisierungsbit oder -byte in einem Zeitschlitz, der für die isochronen Daten bestimmt ist, während er gemäß einer anderen Ausführungsform eine Codierungsverletzung im Datenstrom dieses Zeitschlitzes aufweist. Die Einzelheiten jeder Ausführungsform werden weiter unten dargelegt.
  • Je nach der Komplexität eines Knotens und je nachdem, ob ein lokaler Bus verwendet wird, umfasst der Knoten 12 typischerweise eine Netzwerkschnittstelle 20 (oder einen Port) mit einem Decoder 30, einem Digitalsignalprozessor („DSP") 32 und einem Kreuzungspunktschalter 34. Das Netzwerk, das sich zwischen den Knoten 12 erstreckt, ist ein synchrones Netzwerk, in dem Daten in eine Reihe von Kanälen 36 zeitmultiplext werden. Die Kanäle 36 werden zum Beispiel gebildet, indem eine Rahmenstruktur von 64 Bytes geschaffen wird, die sich mit einer Audio-Abtastrate einer Vorrichtung wiederholt, die mit dem Netzwerk über einen Knoten verbunden ist. Wenn die Audio-Abtastrate zum Beispiel 48 KHz beträgt, beträgt die gesamte Bitrate des Netzwerks zwischen zwei Knoten 12 48 K Rahmen/sek. × 64 Bytes/Rahmen × 8 Bits/Byte = 24,576 Mbits/sek.
  • Das Synchronisationsprotokoll zum Senden der Zeitschlitze als Kanäle 36 erfordert auch die Sendung einer Präambel für jeden in Zeitschlitze aufgeteilten Rahmen. Die Präambel umfasst die Synchronisation („SYNC"). So können in dem obigen Beispiel 63 Bytes verwendet werden, um verschiedene Datentypen mit der Rahmensynchronisationsrate (FSR) zu übermitteln. Die Datentypen umfassen strömende isochrone Daten, die möglicherweise im Zeitschlitz 0 (TS0) angeordnet sind, synchrone strömende Daten, die möglicherweise im Zeitschlitz 1 (TS1) angeordnet sind, und asynchrone Pakete von Daten, die möglicherweise im Zeitschlitz 2 (TS2) angeordnet sind. Ein anderer Kanal kann möglicherweise im Zeitschlitz 3 (TS3) gebildet werden, um Steuerinformationen bzw. -daten zu empfangen.
  • Möglicherweise können zwei Steuerbytes für den Steuerkanal reserviert werden, der, wie dies dargestellt ist, im TS3 übertragen wird. Wenn zum Beispiel eine Vorrichtung 16 aktiviert oder eingeschaltet wird, werden Routingtabellen über den Steuerkanal zu jedem der anderen Knoten im Netzwerk gesendet. Der Steuerkanal enthält Routingtabellen zur Konfiguration (oder Rekonfiguration), die benötigt werden, um die Datenübertragung zwischen der neu aktivierten Vorrichtung bzw. den neu aktivierten Vorrichtungen zu bewältigen. Die Routingtabelle wird daher erstellt, um all die verschiedenen Kanäle oder Rahmenabschnitte zu bewältigen, die gebildet wurden, um die verschiedenen Datentypen aufzunehmen, die anschließend synchron über das Netzwerk zwischen den aktivierten Vorrichtungen 16 gesendet werden.
  • Die Routingtabelle in einem Speichermedium zum Beispiel des Digitalsignalprozessors („DSP") 31 wird sodann feststellen, welche Bytes in einem Rahmen mit einem bestimmten Kanal verbunden sind, wenn eine nachfolgende Kommunikation gewünscht wird. Wenn zum Beispiel eine DVD auf einem Kanal und eine CD auf einem anderen Kanal ist, so wird die Routingtabelle diesen Kanälen Zeitschlitze zuweisen. Auf diese Weise wird der DVD-Player Audio- und Video-Informationen auf einem ersten Kanal senden, während der CD-Player Audio-Informationen auf einem zweiten Kanal senden wird, die in Form von Zeitschlitzen zugewiesen wurden. Die Routingtabellen in jedem Knoten werden auch definieren, welche Knoten welche Kanäle erhalten, um alle Kanäle von verschiedenen Quellen zu entsprechenden Zielen zu definieren und zuzuweisen. Die Kanallänge ist daher fix und als Teil der Routingtabellenfunktion für strömende Daten vordefiniert, um zu gewährleisten, dass isochrone und synchrone strömende Daten in jedem Rahmen gesendet werden, um ihre zeitliche Beziehung aufrechtzuerhalten.
  • Asynchrone Daten können zum Beispiel eine variable Kanallänge haben, die ebenfalls in den Routingtabellen festgelegt ist, wenn zum Beispiel ein mit dem Netzwerk verbundener Computer zugeschaltet wird. Wenn eine isochrone Übertragung zum Beispiel ein zusätzliches Byte in aufeinanderfolgenden Rahmen verlangt, wird die Routingtabelle dieses Byte zuweisen, wenn zum Beispiel ein mit hoher Frequenz abgetasteter DVD-Player einem Netz, das vorher auf eine niedrigere Übertragungsfrequenz beschränkt war, zugeschaltet wird und aktiviert wird. Der Decoder 30 erkennt und decodiert das Synchronisationsbyte und leitet das Steuerbyte an den Prozessor 31 weiter, der sodann die Routingtabelle in dem entsprechenden Knoten aktualisiert. Das Synchronisationsbyte wird zum Beispiel an einen Taktgeber im DSP 31 weitergeleitet. Der Taktgeber gewährleistet, dass die über das Netzwerk gesendeten Bytes mit dem Schalter 34 synchronisiert werden, um die Daten an entsprechend zeitlich festgelegten Bytegrenzen entsprechend zum Bestimmungsort oder Ziel zu leiten.
  • Die mit 36 bezeichneten vier Zeitschlitze gelten für einen einzigen Rahmen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass mehrere Rahmen in Folge gesendet werden. Jeder Rahmen behält jedoch die Sendung von Zeitschlitzen und Kanälen je nach den Routingtabellen bei. Wenn Vorrichtungen zugeschaltet werden, werden die Routingtabellen aktualisiert, und Zeitschlitze werden vergeben. Wenn zum Beispiel ein einziges Paar von Vorrichtungen zugeschaltet ist, kann möglicherweise der gesamte Rahmen einem einzigen Rahmensegment zugewiesen werden, um Datenübertragungen zwischen diesen Vorrichtungen zu bewältigen. Wenn es sich jedoch um strömende Daten handelt, werden die Routingtabellen definiert, um während jener Zeiten, in denen die strömende Quelle aktiv ist, mindestens ein Rahmensegment über alle in dem Netzwerk gesendeten Rahmen hinweg zuzuweisen. Auf diese Weise kann der Rahmen 36 wiederholt werden und in Serie von zum Beispiel einer Quellvorrichtung in einem Knoten im Netzwerk zum Decoder 30 gesendet werden. In der Zwischenzeit werden die Datenkanäle durch den Decoder 30 decodiert und an den Schalter 34 gesendet.
  • Der Knoten 12 enthält einen Empfangs- und Sendeport mit einer Steuervorrichtung 20, die in dem Beispiel in einer als Empfänger konfigurierten Weise dargestellt ist. Es versteht sich jedoch von selbst, dass der Knoten 12 auch Daten senden kann. Auf diese Weise ist jeder Knoten ein Transceiver, der als Kreuzungspunktschalter funktioniert. Jeder Kreuzungspunktschalter 34 in jedem Transceiver leitet eines oder mehrere Bytes in einem Kanal eines bestimmten Zeitschlitzes zur entsprechenden Vorrichtung 16 eines empfangenen Rahmens 36. Umgekehrt kann der Schalter 34 jedes Byte vom Port 26 zu einem gesendeten Rahmen leiten, der in das Netzwerk zurückgespeist wird. Der Kreuzungspunktschalter 34 kann auch jedes empfangene Byte oder jeden empfangenen Kanal an jedes gesendete Byte oder jeden empfangenen Kanal leiten. Der Schalter 34 wird dabei über die Routingtabellen konfiguriert, die vorher erstellt wurden, als die Vorrichtungen 16 zugeschaltet wurden, und zwar durch die Steuerbytes, die über den Steuerkanal gesendet wurden. Nachdem der Schalter 34 konfiguriert wurde, um die Bytes in einem bestimmten Zeitschlitz zur entsprechenden Vorrichtung zu senden, fließen die strömenden Daten (unabhängig davon, ob sie isochron oder synchron sind) einfach von einem Ausgabeport einer Vorrichtung zu einem Eingabeport einer anderen Vorrichtung (oder zum Beispiel vom Eingabeport 24 über den Ausgabeport 26 zur entsprechenden Vorrichtung 16a-16c). Die Vorrichtung 16a kann zum Beispiel synchrone strömende Daten empfangen, während die Vorrichtung 16b isochrone strömende Daten empfangen kann und die Vorrichtung 16c paketierte TCP/IP-Daten empfangen kann. Der Schalter 34 leitet dabei die entsprechenden Kanäle (d.h. Datentypen) automatisch zur jeweiligen Vorrichtung, wobei er die vordefinierten Routingtabellen verwendet.
  • Da das Netzwerk synchron ist, arbeiten alle Knoten 12 exakt mit der gleichen Frequenz. Die mit der Quellvorrichtung verbundenen Taktgeber arbeiten ohne Lücken oder Schwankungen mit exakt der gleichen Frequenz wie die Zielvorrichtung. Auf diese Weise können, auch wenn sich die Abtastrate einer Quellvorrichtung von der Rahmensynchronisationsrate unterscheidet, die nachfolgenden isochronen Daten synchron über das Netzwerk gesendet werden, und zwar mit der gleichen Rate wie das Netzwerk und möglicherweise mit der gleichen Rate wie andere Knoten, die mit dieser Rate abtasten. Die Zieladresse für die verschiedenen Kanäle in jedem Byte sind in den Routingtabellen vordefiniert, so dass Daten, die von einer Quelle wegströmen, in Echtzeit an das entsprechende Ziel gesendet werden.
  • Es ist festzustellen, dass durch die Verwendung von Zeitschlitzen und vorarrangierter Kanaladressierung für jeden Knoten eine ausreichende Bandbreite garantiert wird, um kontinuierlich strömende Daten zu senden. Daher sind herkömmliche Header und Footer, die normalerweise angewendet werden, um paketierte Daten über ein Computernetzwerk zu senden, nicht erforderlich. Wenn anders als bei dem vorliegenden Protokoll Header und Footer für jeden Kanal erforderlich sind, so wird mit steigendem Datenaufkommen in dem Netzwerk der Anteil jedes Knotens an der Bandbreite sinken. An einem bestimmten Punkt wird ein Knoten nicht mehr genug Bandbreite haben, um die strömenden Daten zu senden, und es wird zu Lücken oder Schwankungen im Audio-, Video- oder Sprachstrom kommen. Im Gegensatz zu diesen Nachteilen garantiert das vorliegende verbesserte Datenübertragungsprotokoll Bandbreite in jedem einzelnen Rahmen, indem die Datentypen im Voraus Kanälen in einem Zeitschlitz zugewiesen werden, der für solche Daten reserviert ist. Selbst wenn die Rahmensynchronisationsrate unterschiedlich von der Abtastrate ist, wird noch Bandbreite für das Senden der strömenden Daten garantiert. Wenn ein Telefonanruf getätigt wird oder ein CD-Player eingeschaltet wird, liefert das Netzwerk auf diese Weise eine exakte und garantierte Bandbreite bis zum Ende des Anrufs oder bis zum Ende der CD. Wenn ein sehr langes Telefongespräch getätigt wird oder viele CD- oder DVD- Laufwerke benutzt werden, wird keine Verbindung hergestellt, wenn nicht genug Bandbreite vorhanden ist. Sobald jedoch eine Verbindung hergestellt ist, werden die strömenden Daten in jedem Rahmen des synchronen Netzwerks garantiert gesendet.
  • 4 zeigt die verschiedenen Bytes in jedem Rahmen, die in synchrone strömende Daten 40, asynchrone Paketdaten 42, isochrone strömende Daten 44 und asynchrone Steuerdaten 46 unterteilt sind. Wenn bekannt ist, dass das Netzwerk keine Paketdaten übertragen wird, so können natürlich nur drei Segmente verwendet werden. Die Rahmensegmente für die strömenden Daten sind jedoch vorreserviert. In manchen Fällen könnten möglicherweise nur ein oder zwei Rahmensegmente verwendet werden. Der deutlichen Erklärung halber werden jedoch in 4 alle vier Datentypen dargestellt, die auf die einzelnen Zeitschlitze (TS) aufgeteilt sind. Es kann zum Beispiel Fälle geben, in denen eine Teefonbotschaft über das Netzwerk gesendet wird und auch ein CD-Player aktiv ist. Sowohl das Telefon als auch der CD-Player können Daten mit der gleichen Rate abtasten, in der die Netzwerkdaten getaktet sind. In diesem Fall sind zwei Rahmensegmente in jedem Rahmen zum Tragen synchroner Daten reserviert. In diesem Beispiel kann es natürlich mehr als vier Zeitschlitze geben, wobei zwei oder mehr Zeitschlitze dazu bestimmt sind, synchrone Daten zum empfangen, und wobei möglicherweise weitere zwei oder mehr Zeitschlitze dazu bestimmt, sind isochrone Daten zu empfangen, wenn zum Beispiel ein Paar von Abspielgeräten mit höherer oder niedrigerer Abtastrate in dem Netzwerk aktiviert werden können. Wenn ein Telefonanruf durchgeführt wird, wobei jedoch alle anderen Vorrichtungen inaktiv sind (zum Beispiel ist die andere synchrone CD-Vorrichtung inaktiv), so empfängt der Zeitschlitz, der für Kanäle des Telefongesprächs bestimmt ist, die Daten derart, dass der Rahmen nur für die Telefoninformation reserviert ist.
  • Jeder Zeitschlitz kann relativ klein sein, so dass ein Zeitschlitz möglicherweise nur ein Byte betragen kann, was eventuell 60 Zeitschlitze in einem Rahmen von 60 Byte ermöglicht. Sechzig verschiedene Kanäle, in denen möglicherweise zwei oder mehr Zeitschlitze dieselben Datentypen empfangen können, aber Daten aus unterschiedlichen Quellvorrichtungen zu unterschiedlichen Zielvorrichtungen übertragen, sind somit verfügbar. Die Zeitschlitze und das Routing der Kanäle in jedem Rahmen sind in Anwendungsprogrammen konfiguriert und reserviert und werden durch Routingtabellen ausgeführt, wenn die verschiedenen Vorrichtung aktiv werden, indem zum Beispiel ein Startknopf an einem DVD-Player, CD-Player, Telefon usw. gedrückt wird.
  • Die Zeitschlitze TS0 – TS3 sind nur als Beispiel dargestellt und sind als entsprechende Segmente in jedem Rahmen, beginnend mit dem Rahmen N, verfügbar. Eine Anzahl von N Bytes kann jedem Segment zugeordnet werden. Wenn das Netzwerk jedoch mit einer niedrigeren Rahmensynchronisationsrate als eine Abtastrate einer bestimmten Vorrichtung betrieben wird, so wird möglicherweise ein weiteres Byte für das Segment, das isochrone Daten trägt, notwendig sein. Ein typisches Beispiel könnte ein Netzwerk sein, das auf eine mit 44,1 KHz betriebene CD festgelegt ist und versucht, mit 48 KHz abgetastete Informationen eines DVD-Laufwerks einzuspeisen. Um die höhere Abtastrate des DVD-Laufwerks zu bewältigen, wird ein zusätzliches Byte im isochronen Segment z.B. des Zeitschlitzes TS2 angeordnet. Wenn jedoch der umgekehrte Fall eintritt, d.h. wenn das Netzwerk auf eine mit 48 KHz betriebene DVD festgelegt ist und abgetastete Daten von einer mit 44,1 KHz betriebenen CD in das Netzwerk einspeisen will, so kann, obwohl sich die Abtastrate von der Rahmenfrequenz unterscheidet und somit eine Einstufung als isochrone Daten erfolgt, die CD-Information im isochronen Zeitschlitz platziert werden, ohne dass ein zusätzliches Byte hinzugefügt werden muss.
  • Es ist daher wichtig, die Rate, auf die das Netzwerk festgelegt ist, in Bezug auf nachfolgende Einrichtungen zu betrachten, die diesem Netzwerk zugeschaltet werden. Wenn die nachfolgenden Vorrichtungen mit der gleichen Rate wie die festgelegte Rate des Netzwerks abgetastet werden, dann können die Datenbytes synchron gesendet werden. Daten von nachfolgenden Vorrichtungen, die mit einer höheren oder niedrigeren Rate abtasten, müssen jedoch isochron gesendet werden. Abhängig davon, ob die nachfolgenden Vorrichtung synchrone oder isochrone Daten senden, werden die Daten durch Kanäle bestimmten Zeitschlitzen zugewiesen, die in den Routingtabellen jedes Knotens konfiguriert sind. Diese Zeitschlitze sind vorreserviert, so dass jede Quell- und Zielvorrichtung im Netzwerk je nach dem gesendeten Datentyp in einem Zeitschlitz untergebracht werden kann, wobei zwei Zeitschlitze für gleiche Datentypen vorreserviert werden können, wenn mehr als zwei Vorrichtungen den gleichen Datentyp senden und empfangen.
  • 4 zeigt ein Beispiel, bei dem die Abtastrate die Rahmensynchronisationsrate übersteigt und daher ein zusätzliches Byte im isochronen Zeitschlitz platziert wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass ein zusätzliches Byte im isochronen Zeitschlitz nicht erforderlich ist, wenn die Abtastrate niedriger als die Rahmensynchronisationsrate ist. In jedem Fall werden jedoch die mit den Zeitschlitzen eingerichteten Kanäle synchron in Bezug zueinander über das Netzwerk sowie über den lokalen Bus (wenn ein lokaler Bus verwendet wird) übertragen. Unabhängig vom gesendeten Datentyp wird jeder Datenkanal, der über das Netzwerk gesendet wird, mit der gleichen Rate übertragen. Dies ermöglicht es dem Netzwerk, synchron zu arbeiten, während es gewöhnlich asynchron gesendete Daten oder Daten, die mit einer höheren oder niedrigeren Rate als die Übertragungsrate des Netzwerks abgetastet werden, aufnimmt. Jeder Zeitschlitz oder Kanal ist daher synchron zueinander. Die synchrone Übertragung der Kanäle erfolgt, indem der synchronen Übertragung isochroner Daten ein zusätzliches Byte zugewiesen wird. Auf diese Weise wird, während die isochronen Daten mit der gleichen Übertragungsrate wie die anderen Kanäle gesendet werden, ein Signalisierungsbyte verwendet, um zu identifizieren, welche der N Bytes (wenn die Abtastrate niedriger ist als die Rahmensynchronisationsrate) oder der N+1 Bytes (wenn die Abtastrate höher ist als die Rahmensynchronisationsrate) in jedem Rahmen gültig sind. Wenn zum Beispiel das Netzwerk mit 48 KHz arbeitet und gewünscht wird, dass eine Vorrichtung mit 44,1 KHz zum Netzwerk hin abtastet, dann ist ein Minimum von 8 × 44,1/48 Bytes/Rahmen oder 7,35 Bytes/Rahmen notwendig, um einen isochronen Kanal mit 8 Byte pro Rahmen unterzubringen. Im Beispiel von N = 8 ist ein Minimum von 8 Bytes pro Rahmen notwendig, um diese isochronen Daten unterzubringen, doch nur ein Teil der 8 Bytes in jedem Rahmen ist tatsächlich gültig. Das Signalisierungsbyte 48 zeigt an, welche dieser Rahmen gültig sind und welche nicht.
  • 3 zeigt mit mehr Einzelheiten den Knoten 12, der von einem anderen Knoten mit einem DVD-Player strömende Daten mit einer Abtastrate von 48 KHz empfängt. Doch das Netzwerk ist festgelegt auf und überträgt Daten mit einer Rahmensynchronisationsrate von 44,1 KHz, die durch Daten von einem CD-Player festgelegt wurde, der auf einem anderen Knoten aktiv ist, der mit der gleichen Rate wie die Rahmensynchronisationsrate abtastet (d.h. 44,1 KHz). Daher muss der Zeitschlitz, der dem Empfang isochroner Daten zugewiesen wurde, durch ein Byte erweitert werden, wie dies durch die Erweiterung des Zeitschlitzes 2 (TS2) dargestellt wurde, der mit dem Bezugszeichen 52 versehen ist. Der Zeitschlitz 0 (TS0) muss jedoch nicht erweitert werden, um die synchronen strömenden Daten von der CD aufzunehmen. Die Zeitschlitze werden kompiliert, wenn sie das Netzwerk durchlaufen, und der Decoder 30 decodiert die Codierung, die den N oder N+1 Datenbytes zugewiesen wurden, die von den Quellvorrichtungen 16 gesendet wurde. Der Schalter 34 richtet sodann die Kanäle auf die entsprechenden Vorrichtungen 16.
  • In dem dargestellten Beispiel werden Audio-Informationen zum Beispiel vom DVD-Player in eine analoge Form umgewandelt und auf dem linken und rechten Lautsprecher mit der gleichen Abtastrate abgespielt, mit der die DVD gespielt wird. Das gleiche gilt für die CD, die in analoger Form mit der gleichen Rate eingespeist wird, mit der die CD gespielt wird. Das Signalisierungsbyte zeigt die isochronen Daten vom DVD-Player an, und die Zeitschlitze teilen die DVD-Informationen getrennt von den CD-Informationen auf.
  • 5 zeigt ein Beispiel eines Signalisierungsbytes 58. Das Signalisierungsbyte wird an einer Bytestelle vor einem isochronen Rahmensegment jedes Rahmens angeordnet. Das höchstwertige Bit des Bytes 58 kann entweder 1 oder 0 sein. Wenn die höchstwertige Bitstelle eine logische 1 ist, wie dies durch das Byte 58a dargestellt wird, dann sind alle anderen Bitstellen irrelevant, da das höchstwertige Bit der logischen 1 vom Decoder 30 decodiert wird, um anzuzeigen, dass alle isochronen Bytes, die in dem Zeitschlitz des isochronen Rahmensegments enthalten sind, ungültig oder leer sind. Dies bedeutet, dass das Rahmensegment, das einem Rahmen zugeteilt ist, dem ein Signalisierungsbyte 58a vorangeht, keine isochronen Daten enthält.
  • Wenn jedoch die höchstwertige Bitstelle eine logische 0 ist, dann sind die anderen Bitstellen von Belang. Wie dies durch das Signalisierungsbyte 58b gezeigt wird, kann die höchstwertige Bitstelle den logischen Wert 0 haben, wodurch die anderen Bits, die in dem Beispiel von 5 als sieben Bits dargestellt werden, die Zahl der Bytestellen des isochronen Rahmensegments im entsprechenden Rahmen anzeigt, die leer sind. Eine logische 1 an der niedrigstwertigen Bitstelle des Signalisierungsbytes 58b (in 5 dargestellt) bedeutet zum Beispiel, dass die letzte oder niedrigstwertige Bytestelle des isochronen Rahmensegments leer ist und keine isochronen Daten enthält. Natürlich können andere Bitstellen den logischen Wert 1 tragen, um möglicherweise bis zu 127 Bytestellen anzuzeigen, die leer sind, beginnend bei der Bytestelle ganz rechts oder bei der niedrigstwertigen Bytestelle in dem isochronen Rahmensegment. Wenn man über sieben Bitstellen verfügt, die definieren, wie viele Bytes leer sind, kann daher ein isochrones Rahmensegment von bis zu 127 Bytes bewältigt werden.
  • In 6 werden weitere Einzelheiten darüber gezeigt, wie das Signalisierungsbyte funktioniert. 6 zeigt in Verbindung mit 4 und 5 verschiedene Verfahren zur Übertragung isochroner strömender Daten in aufeinanderfolgenden Rahmen über das Netzwerk. Jedes den isochronen Daten zugewiesene Rahmensegment kann entweder N Bytes oder N+1 Bytes lang sein, je nachdem, ob die Abtastrate niedriger oder höher als die Rahmensynchronisationsrate ist, auf die das Netzwerk gegenwärtig festgelegt ist. Bei dem Verfahren mit dem Bezugszeichen 60 kann das Signalisierungsbyte („SIG") ein höchstwertiges Bit von 0 und eine restliche Reihe von niedrigstwertigen Bits von 0 („0/0") im Rahmen 0 aufweisen, um anzuzeigen, dass das gesamte Rahmensegment von N oder N+1 Bytes nicht leer ist. Im Rahmen 4 jedoch kann, während das höchstwertige Bit des Signalisierungsbytes auf dem Spannungswert einer logischen 0 bleiben kann, das niedrigstwertige Bit den logischen Wert 1 haben, um anzuzeigen, dass die ganz rechts befindliche oder niedrigstwertige Bytestelle leer ist und daher keine isochronen Daten enthält. Das Bezugszeichen 60 zeigt somit ein Signalisierungsbyte, das dem Signalisierungsbyte 58b ähnlich ist. Es versteht sich jedoch von selbst, dass das niedrigstwertige Bit größer als 1 sein kann, um anzuzeigen, dass möglicherweise mehr als eine Bytestelle leer ist, und zwar beginnend bei der Bytestelle ganz rechts und fortschreitend bis zur Bytestelle ganz links.
  • Das Bezugszeichen 62 zeigt ein Signalisierungsbyte, das dem Byte 58a im Rahmen 4 ähnlich ist. Das Signalisierungsbyte im Rahmen 4 kann ein höchstwertiges Bit, das den logischen Wert 1 anzeigt, und „don't care"-Werte an den niedrigstwertigen Bitstellen aufweisen. Ein logischer Wert 1 an der höchstwertigen Bitstelle zeigt an, dass für das entsprechende, isochrone Daten enthaltende Rahmensegment alle Bytestellen innerhalb dieses Rahmensegments für den Rahmen 4 leer sind.
  • Die in 6 dargestellten Beispiele können einen DVD-Player betreffen, der mit 48 KHz abtastet, wobei vier Bytes pro Kanal über ein Netzwerk gesendet werden, das auf eine Übertragungsrate von 44,1 KHz festgelegt ist. Dies macht es notwendig, dass ein Rahmen mit 4 × 48/44,1 oder 4,35 Bytes dem isochronen Rahmensegment zugewiesen wird. Im Fall von N = 4 wird somit ein zusätzliches Byte von insgesamt fünf Bytes erforderlich sein, um fünf Abtastungen in vier Rahmen aufzunehmen (d.h. die Abtastungen 0, 1, 2, 3, 0 beginnend mit dem Rahmen 0 usw.). Da bereits fünf Abtastungen in vier Rahmen aufgenommen wurden, kann der nächste Rahmen in der Sequenz (d.h. der fünfte Rahmen) gänzlich leer sein, wie dies durch das Bezugszeichen 62 dargestellt ist.
  • Das Beispiel von 6, das ein isochrones Rahmensegment von nur fünf Bytes zeigt, ist ein reines Beispiel. N ist nicht auf vier beschränkt und kann natürlich viel größer als vier sein und unter Umständen bis zu 127 gehen, da das Signalisierungsbyte tatsächlich 1 – 127 leere Bytestellen unterbringen kann. Wenn eine nachfolgende Quelle mit einer niedrigeren Frequenz als die Übertragungsrate, auf die das Netzwerk festgelegt ist, abtastet, trägt darüber hinaus das letzte Byte von N Bytes (anstatt N+1 Bytes) periodisch keine isochronen Daten, so wie dies im Rahmen 4 des Bezugszeichens 60 dargestellt ist.
  • 7 zeigt einen möglichen Weg, um Unterschiede zwischen der Rahmensynchronisationsrate (FSR) ausgehend von einem Netzwerk und einer Abtastrate (fs) von der Vorrichtung 16 festzustellen. Es kann eine Taktrückgewinnungsschaltung oder Slave-Einheit 70 verwendet werden, um die Rahmensynchronisationsrate zu ermitteln, indem das Synchronisationsbit oder -byte am Anfang jedes Rahmens ermittelt wird. Die Taktrückgewinnungsschaltung könnte zum Beispiel eine Phase Locked Loop aufweisen. Ein Komparator 72 kann zum Beispiel einen Phasen- oder Frequenzdetektor umfassen, der Unterschiede zwischen der Abtastrate und der Rahmensynchronisationsrate vergleicht. Wenn Unterschiede existieren, stellt der Komparator 72 fest, wie viele leere Bytes in einem Rahmensegment existieren. In zweiter Linie könnte der Komparator 72 möglicherweise in einem breiteren Sinn verwendet werden, indem er möglicherweise feststellt, dass isochrone Daten vorhanden sind. Vorzugsweise wird der Komparator 72 jedoch dazu verwendet, die Anzahl leerer Bytes festzustellen, und nicht dazu, festzustellen, ob isochrone Daten vorhanden sind oder nicht. Die Gegenwart oder Abwesenheit von isochronen Daten ist im Allgemeinen bereits bekannt und spezifiziert, wenn eine isochrone Vorrichtung zugeschaltet wird, und die Übertragung der isochronen Daten ist in den Routingtabellen im vorhinein festgelegt. Das Steuerbyte oder die Steuerbytes in der Präambel der initiierten Vorrichtung 16 führen anschließend die Routingfunktionalität der nachfolgenden isochronen Daten aus, wobei abhängig davon, ob die Abtastrate höher oder niedriger als die Übertragungsrate ist, auf die das Netzwerk festgelegt ist, ein zusätzliches Byte notwendig sein kann, wie dies durch das Bezugszeichen 82 dargestellt ist. Eine Rahmenbildungsvorrichtung 74 ist ein Teil der Netzwerkschnittstelle oder bildet, wenn die Netzwerkschnittstelle an einer Vorrichtung angeordnet ist, einen Teil einer Multimediavorrichtung, wobei sie insbesondere den Kommunikationsport dieser Vorrichtung bildet. Der Kommunikationsport ist auf einem monolithischen Substrat angeordnet, das die Multimediavorrichtung und/oder die Netzwerkschnittstelle trägt.
  • 8 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der das Signalisierungsbyte im Wesentlichen in die Daten selbst eingebettet ist. Anders ausgedrückt ist das Signalisierungsbyte nicht mehr vor dem entsprechenden Segment, sondern tatsächlich in dem Segment angeordnet, das Daten trägt. Das Signalisierungsbyte existiert als Codierungsverletzung und ist entweder strömenden isochronen Daten oder asynchronen Daten (d.h. Paketdaten) zugeordnet. Die Codierungsverletzung in dem Segment zeigt an, wo in einem Segment die isochronen oder asynchronen Daten existieren. Im Gegensatz zum Signalisierungsbyte, das als positiver, negativer oder 0-Wert vor dem Segment decodiert wird, werden Codierungsverletzungen als eine Bitsequenz decodiert, die nicht die normale Datenbitsequenz ist.
  • Das Bezugszeichen 77 zeigt eine Codierungsverletzung („V") in einem Rahmensegment, das isochrone oder asynchrone Daten trägt. Wenn die Codierungsverletzung decodiert wird, zeigt sie an, dass die nächste Bytestelle der Beginn einer Reihe von Bytes ist, die dieses Rahmensegment sowie eines oder mehrere nachfolgende Rahmensegmente belegen, bis das Ende der Botschaft erreicht ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Botschaft 8 Bytes lang, vom Byte 0 bis zum Byte 7. Auf diese Weise kann die Botschaft ein Wort oder ein Satz eines Telefongesprächs oder eine CD- oder DVD-Ausgabe sein. Danach kann eine andere Codierungsverletzung zum Beispiel im dritten Rahmensegment der nachfolgen Rahmen existieren, um den Beginn der nächsten Botschaft anzuzeigen, die anschließend ein implizites Ende haben kann. Das Bezugszeichen 77 zeigt Beispiele, bei denen isochrone oder asynchrone Daten in einem Segment gesendet werden und eine Botschaft mit einer Codierungsverletzung eingeleitet wird, die anschließend während eines definiertes Zeitraums andauert.
  • Das Bezugszeichen 79 zeigt ein alternatives Verfahren zur Verwendung von Codierungsverletzungen im isochronen oder asynchronen Rahmensegment. Anstatt nur den Beginn einer Botschaft (d.h. den Beginn einer Datenübertragung) anzuzeigen, kann eine Codierungsverletzung ummittelbar nach dem letzten Byte in der Datenübertragung, die stattgefunden hat, angebracht werden. Auf diese Weise bringt der Codierer Codierungsverletzungen an, um den Beginn und das Ende einer Datenübertragung anzuzeigen. Erst wenn die nächste Codierungsverletzung auftritt, wird die nächste Datenübertragung unmittelbar anschließend erfolgen.
  • Das Bezugszeichen 81 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem Codierungsverletzungen verwendet werden, um Lücken an Bytestellen zwischen Botschaften oder Datenübertragungen aufzufüllen. Insbesondere wird die Codierungsverletzung, die ungültige oder abwesende Daten bezeichnet, nur bei der Übertragung isochroner Daten verwendet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass asynchrone Datenkanäle normalerweise gemäß einem Arbitrationsschema von den Knoten gemeinschaftlich genutzt werden. Der Arbiter wird einer asynchronen Vorrichtung die Vorherrschaft gegenüber der anderen zuweisen. Wenn Codierungsverletzungen mit asynchronen Daten von einer asynchronen Master-Vorrichtung gesendet werden, wird die Vorherrschaft niemals einer anderen asynchronen Vorrichtung übergeben, da die Datenübertragung (gültige Daten und Codierungsverletzungsdaten) nie enden wird. Bei isochronen Daten erfolgt keine Zuweisung der Vorherrschaft durch Arbitration. Stattdessen müssen isochrone Daten in Echtzeit gesendet werden, und sie müssen über Rahmen hinweg gesendet werden, so wie sie abgetastet werden. Codierungsverletzungen zur Anzeige leerer oder ungültiger Datenbytes in einem kontinuierlichen Strom isochroner Daten treten in einem für isochrone Daten bestimmten Kanal auf. Isochrone Daten haben normalerweise keine Botschaftslänge, und wenn kein Botschaftslängenbyte existiert, wird bevorzugt, dass Codierungsverletzungen am Anfang und am Ende der Datenübertragung existieren, oder dass Codierungsverletzungen die Lücken zwischen den Datenübertragungen auffüllen, wie dies durch das Bezugszeichen 81 dargestellt wird.
  • Die Codierungsverletzung ist ein Code, der nicht als Daten erkennbar ist und nach dem Decodieren anzeigt, dass isochrone oder asynchrone Daten folgen werden (Bezugszeichen 77 und 79) oder dass keine isochronen Daten zwischen isochronen Datenübertragungen vorhanden sind (Bezugszeichen 81). Vorzugsweise sind Codierungsverletzungsbits ein Byte lang, wobei sie, wie dies oben erklärt wurde, eine Verletzung darstellen, die keiner bekannten Datencodierung entspricht. Ein Biphasencode ist zum Beispiel ein Code, bei dem jeder logische Wert 1 aus einem Symbolpaar, bestehend aus einer logischen 1 und einer logischen 0, gebildet ist, während ein logischer Wert 0 so codiert ist, dass beide Symbole entweder einen logischen Wert 0 oder einen logischen Wert 1 aufweisen. Typischerweise werden alle Daten codiert und in das Netzwerk eingespeist. Eine Codierungsverletzung würde zum Beispiel aus drei Symbolen in einer Reihe mit dem logischen Wert 1 oder drei Symbolen in einer Reihe mit dem logischen Wert 0 bestehen, um diese Verletzung von der typischen Biphase-Codierung abzugrenzen, bei der die maximale Anzahl von codierten logischen Werten 1 oder 0 die Breite von zwei Symbolen aufweist. Der Decoder kann daher leicht feststellen, dass die nicht erkannten Daten eine Codierungsverletzung darstellen, um den Beginn von Daten an der nächsten Bytestelle, das Ende von Daten an der unmittelbar vorangehenden Bytestelle und/oder das Fehlen von Daten an der die Verletzung enthaltenden Bytestelle anzuzeigen. Der erste Abschnitt der Verletzung kann zum Beispiel die Codierungsverletzung bezeichnen, und der letzte Abschnitt des Byte-Bezeichners der Codierungsverletzung kann entweder den Start eines besonderen Datentyps oder das Ende eines besonderen Datentyps anzeigen.
  • 9 ist ein Zustandsdiagramm 84 eines Decoders, wie z.B. des Decoders 30 von 2. Der Decoder kann eine Codierungsverletzung (! DATENCODE) anzeigen, wobei in diesem Fall eine Codierungsverletzung, die auftritt, wenn keine Daten übertragen werden (Zustand 88) anzeigt, dass die nächste Bytestelle der Start einer isochronen oder asynchronen Datenübertragung ist (Zustand 86). Nachdem er einmal in den Zustand 86 gelangt ist, erkennt der Decoder Nicht-Codierungsverletzungen und normalen Datencode, und leitet auf der Basis von Routingtabellen die isochronen oder asynchronen Daten an die entsprechende Zielvorrichtung weiter. Im Fall von strömenden (d.h. synchronen oder isochronen) Daten werden die Daten im Allgemeinen basierend auf der Routingtabelle an alle Vorrichtungen weitergeleitet.
  • Während des Startzustands 86 kann schließlich das Ende einer Botschaft auftreten, wobei entweder die Länge der Botschaft angezeigt wird oder auf natürliche Weise ein implizites Ende eintritt, wenn die Botschaft vorüber ist, wobei in diesem Fall der Decoder einen Endzustand 88 erkennen und in diesen übergehen wird. Wenn zum Beispiel eine Codierungsverletzung verwendet wird, um das Ende einer Botschaft oder einer Datenübertragung anzuzeigen, kommt es auf ähnliche Weise wie beim Verfahren von Bezugszeichen 79 (8) zu einer Codierungsverletzung (! DATENCODE). Dies wird den Endzustand 88 initiieren. Im Endzustand 88 können Codierungsverletzungen an jeder Bytestelle auftreten, um die Abwesenheit isochroner Daten anzuzeigen, wie dies durch das Bezugszeichen 81 (8) dargestellt ist. Erst wenn die letzte Codierungsverletzung zwischen Datenübertragungen aufgetreten ist, wird das nächste Byte eine gültige Datenübertragung sein, wobei anschließend neuerlich der Startzustand 86 initiiert wird.
  • Zu den verschiedenen Mechanismen, durch die der Beginn von Daten in einem bestimmten Kanal oder Zeitschlitz angezeigt wird, gehören ein Signalisierungsbyte (in den Fällen, in denen isochrone Daten gesendet werden) oder Codierungsverletzungen in einem Byte unmittelbar vor, unmittelbar nach oder zwischen Daten, die in einem isochronen Segment gesendet werden.
  • Für den Fachmann werden zahlreiche Änderungen und Abwandlungen offensichtlich werden, nachdem die obige Offenbarung umfassend gewürdigt wurde. Es ist vorgesehen, dass die folgenden Ansprüche so zu interpretieren sind, dass sie alle solchen Änderungen und Abwandlungen einbeziehen.

Claims (15)

  1. Sendeport, umfassend eine Rahmenbildungsvorrichtung, die geeignet ist, eine Sequenz von Rahmen zu erzeugen, wobei mindestens ein erster Rahmen der Sequenz von Rahmen in mindestens ein Rahmensegment unterteilt ist, das eine Vielzahl von Datenbytes enthält, die dieses Rahmensegment sowie eines oder mehrere Segmente folgender Rahmen belegen, und wobei die Vielzahl von Datenbytes einen Teil eines kontinuierlichen Datenstroms umfasst, der mit einer ersten Rate abgetastet wird und mit einer zweiten Rate, die sich von der ersten Rate unterscheidet, in ein Netzwerk eingespeist wird, und unmittelbar durch eine Codierungsverletzung innerhalb des ersten Rahmensegments eingeleitet wird, um den Beginn der Vielzahl von Datenbytes anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmensegment eines von einer Vielzahl von Rahmensegmenten ist, die in zeitlicher Sequenz über jeden einer Vielzahl von Rahmen verteilt werden, und dass dem Rahmensegment ein Byte mehr als mindestens einige der Vielzahl von Rahmensegmenten zugeteilt wird, wenn die Vielzahl von Datenbytes mit einer ersten Rate abgetastet wird, die größer ist als eine zweite Rate, mit der die Vielzahl von Datenrahmen über ein Netzwerk gesendet werden.
  2. Empfangsport, umfassend einen Decoder, der geeignet ist, eine Vielzahl von Datenbytes innerhalb eines Rahmensegments eines Rahmens einer Sequenz von Rahmen zu empfangen, wobei mindestens ein erster Rahmen der Sequenz von Rahmen in mindestens ein Rahmensegment unterteilt ist, das eine Vielzahl von Datenbytes enthält, die dieses Rahmensegment sowie eines oder mehrere Segmente folgender Rahmen belegen, und wobei die Vielzahl von Datenbytes einen Teil eines kontinuierlichen Datenstroms umfasst, der mit einer ersten Rate abgetastet wird und von einem Netzwerk empfangen wird, das mit einer zweiten Rate sendet, die sich von der ersten Rate unterscheidet, und unmittelbar durch eine Codierungsverletzung innerhalb des ersten Rahmensegments eingeleitet wird, um den Beginn der Vielzahl von Datenbytes anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmensegment eines von einer Vielzahl von Rahmensegmenten ist, die in zeitlicher Sequenz über jeden einer Vielzahl von Rahmen verteilt werden, und dass dem Rahmensegment ein Byte mehr als mindestens einige der Vielzahl von Rahmensegmenten zugeteilt wird, wenn die Vielzahl von Datenbytes mit einer ersten Rate abgetastet wird, die größer ist als eine zweite Rate, mit der die Vielzahl von Datenrahmen über ein Netzwerk gesendet werden.
  3. Port nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmensegment über jeden der Sequenz von Rahmen hinweg an der gleichen Bytestelle ist.
  4. Port nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Datenbytes einen Teil eines asynchronen Datenpakets umfasst.
  5. Port nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Sequenz von Rahmen in eine entsprechende Sequenz von Rahmensegmenten zeitmultiplext wird, wobei sich die Codierungsverletzung innerhalb eines ersten Rahmensegments eines ersten Rahmens innerhalb der Sequenz von Rahmen befindet, gefolgt von einem kontinuierlichen Datenstrom, der mit einer ersten Rate abgetastet wird, die sich von einer zweiten Rate unterscheidet, mit der der Datenstrom über das Netzwerk gesendet wird, oder gefolgt von einem asynchronen Datenpaket, wobei sich beide innerhalb einer Vielzahl von Rahmensegmenten befinden, die dem ersten Rahmen folgen.
  6. Port nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierer, der mit der Rahmenbildungsvorrichtung verbunden ist, um die Vielzahl von Datenbytes zu codieren und die codierten Daten in ein Netzwerk einzuspeisen, vorgesehen ist.
  7. Port nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Decoder angeschlossen ist, um die Vielzahl von Datenbytes als codierte Daten von einem Netzwerk zu empfangen.
  8. Port nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsverletzung eine Bitsequenz enthält, die sich von den codierten Daten unterscheidet.
  9. Port nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsverletzung eine Bitsequenz umfasst, die nicht als Bits der codierten Daten, sondern als Bits erkannt werden, die das nächste Bytefeld als Beginn der Vielzahl von Datenbytes innerhalb des Rahmensegments kennzeichnen.
  10. Port nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine andere Codierungsverletzung an einer Bytestelle unmittelbar folgend auf die Vielzahl von Datenbytes enthalten ist, um das Ende der Datenbytes innerhalb des Rahmensegments anzuzeigen.
  11. Port nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsverletzung und die andere Codierungsverletzung eine identische Bitsequenz umfassen.
  12. Port nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsverletzung und die andere Codierungsverletzung eine unterschiedliche Bitsequenz umfassen.
  13. Kommunikationssystem, umfassend: einen Sendeport nach Anspruch 1, einen Empfangsport nach Anspruch 2.
  14. Kommunikationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender so konfiguriert ist, dass er einen kontinuierlichen Datenstrom mit einer ersten Rate abtastet und einen Teil des kontinuierlichen Datenstroms in einem ersten Segment eines Datenrahmens platziert, gefolgt von einer Codierungsverletzungssequenz, die einen Fehler im kontinuierlichen Datenstrom anzeigen, und danach gefolgt von einem anderen Teil des kontinuierlichen Datenstroms, ein Übertragungsmedium mit dem Sender verbunden ist, um das Rahmensegment mit einer zweiten Rate zu übertragen, die sich von der ersten Rate unterscheidet, und ein Empfänger mit dem Übertragungsmedium verbunden ist, um den Teil des kontinuierlichen Datenstroms, gefolgt von dem anderen Teil des kontinuierlichen Datenstroms, an eine Multimedia-Vorrichtung weiterzuleiten, wobei der Empfänger die Codierungsverletzung als keine Daten oder ungültige Daten enthaltenden Abschnitt zwischen dem Teil des kontinuierlichen Datenstroms und dem anderen Teil des kontinuierlichen Datenstroms erkennt.
  15. Kommunikationssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsverletzung in einem oder mehreren Bytefeldern enthalten ist und eine identische Bytesequenz umfasst.
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