ITMI932490A1 - Rete di collegamenti radio e metodo per trasferire servizi addizionali in una rete di collegamenti radio - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"RETE DI COLLEGAMENTI RADIO E METODO PER TRASFERIRE SERVIZI ADDIZIONALI IN UNA RETE DI COLLEGAMENTI RADIO"

La presente invenzione riguarda un metodo per trasferire servizi addizionali in una rete di collegamenti radio secondo il preambola della rivendicazione 1 allegata.

La presente invenzione riguarda anche una rete di collegamenti radio per trasferire servizi addizionali secondo il preambolo della rivendicazione 4 allegata.

I collegamenti radio sono attualmente un metodo comune per il trasferimento di informazioni di telefonia e dati. I collegamenti radio sono spesso connessi in modo che si creino reti di trasmissione complete comprendenti diversi collegamenti. Il traffico ha origine, ad esempio, da una centrale e la rete di collegamenti radio distribuisce il traffico telefonico verso gli abbonati in una rete di collegamenti man mano pi? stretta. Altre applicazioni comuni sono la telefonia mobile, in cui il collegamento radio ? usato per la distribuzione a stazioni base lontane o inaccessibili (ad esempio, zone elevate o aree urbane ove ? difficile e costoso usare comunicazioni esistenti via terra). Quando un operatore sceglie di usare un collegamento radio per le sue necessit? di trasmissione di traffico commerciale (ad esempio dati e telefonia fra gli abbonati dell'operatore), egli ha anche necessit? di trasferire servizi addizionali, cio? informazioni connesse, ad esempio, con supporto operativo per l'apparecchiatura o canali di servizio e dati per comunicazioni fra le sue proprie attrezzature.

Il motivo per non comprendere questi servizi addizionali nel traffico commerciale regolare ? che ? spesso carente la norma per come debba essere inserito questo tipo di informazioni e che ? troppo costosa l'apparecchiatura che occorrerebbe in ogni terminale di collegamento radio per separare il traffico commerciale ed i servizi addizionali. La conseguenza di ci? ? che tutti i collegamenti radio moderni comprendono canali separati per il trasferimento delle informazioni addizionali, normalmente 1-3 canali voce/dati extra e canali per il trasferimento di informazioni di supporto operativo, quali allarmi ed altre informazioni di sorveglianza.

In sistemi attuali di collegamenti radio vi sono terminali ad ogni estremit? di salto di collegamento radio. Su ciascun terminale di collegamento radio vi sono connettori per connessione di canali di servizio (ad esempio, telefonia), canali per dati e dispositivo di sorveglianza. In aggiunta a questi punti terminali vi sono anche connettori per il traffico commerciale e l'alimentazione elettrica. Nei terminali vi ? anche spazio per le unit? terminali che devono adattare fisicamente ed elettricamente i servizi addizionali al sistema di trasporto/collegamenti radio.

Se i salti di collegamento radio sono situati l'uno in prossimit? dell'altro formando catene o reti, i servizi addizionali devono essere connessi con cablaggio separato fra i terminali di collegamento radio per poter distribuire le informazioni al successivo salto di collegamento radio.

I sistemi di collegamenti radio attualmente usati presentano diversi inconvenienti:

- In tutti i terminali di collegamento radio i servizi addizionali devono essere terminati per essere trasferiti al successivo terminale di collegamento radio tramite cablaggio separato, anche in luoghi ove i servizi non vengono usati. Ci? significa un incremento di costo per il sistema completo.

- Il cablaggio diventa complesso, dato che tutti i servizi richiedono fili separati fra i terminali di collegamenti radio. Spesso le informazioni saranno distribuite a diversi terminali che rendono pi? complesso il lavoro di installazione ed aumentano il rischio di errori di cablaggio.

- In una rete di collegamenti radio installata ? difficile incorporare nuovi servizi, dovendo essere cambiati sia i terminali di collegamenti radio, sia il cablaggio fra essi.

Malgrado gli inconvenienti, tutti i collegamenti radio noti usano questo metodo per trasferire, terminare e distribuire servizi addizionali.

Per il trasferimento dei servizi addizionali (e traffico commerciale) attraverso il salto di collegamento radio, si usa la divisione di tempo o di frequenza, cos? che le informazioni da ciascun servizio addizionale occupino un canale separato. Se, ad esempio, si deve trasferire un certo numero di canali di servizio per voce o dati, a ciascun canale ? assegnata la sua propria porzione di tempo nel flusso di informazioni fra i terminali di collegamenti radio. In alternativa, essi possono essere modulati in frequenza sul traffico commerciale. Questo sistema comporta, fra l'altro, i seguenti inconvenienti:

- Per evitare modificazioni supplementari delle stazioni di collegamenti radio, ciascuna stazione di collegamenti radio ? provvista di uno o pi? canali per servizi addizionali, che siano applicati o no in una determinata applicazione. Ci? comporta un prodotto inutilmente costoso e complesso.

- La divisione di canali fissa del sistema di trasporto fa spesso s? che i canali disponibili abbiano capacit? insufficiente o siano di tipo sbagliato.

- Certi tipi di servizi addizionali, ad esempio informazioni di dati e di supporto operativo, sono di tipo non continuo, cio? le informazioni arrivano intermittentemente. Tuttavia non si possono usare le interruzioni nelle informazioni, in quanto ogni servizio usa.un canale separato, assegnato in permanenza.

Lo scopo della presente invenzione ? perci? di fornire un trasferimento di vari numeri e tipi di servizi addizionali in una rete di collegamenti radio senza la necessit? di aumentare l'apparecchiatura normale dei terminali di collegamenti radio. Con questa invenzione, il cablaggio fra i terminali pu? anche essere semplificato e non ? necessario cambiarlo anche se si aumenta il numero di servizi addizionali. Inoltre, l'invenzione comporta un uso pi? efficiente del campo di tempo e/o frequenza disponibile nel sistema di collegamenti radio.

Detto scopo si ottiene con un metodo secondo la presente invenzione, i cui elementi caratterizzanti sono definiti nella rivendicazione 1 allegata.

Detto scopo si ottiene anche con un sistema di collegamenti radio secondo la presente invenzione, i cui elementi caratterizzanti sono definiti nella rivendicazione 4 allegata.

L'invenzione verr? ora descritta con un esempio di realizzazione e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

fig. 1A mostra un esempio di assegnazione di canali secondo l 'invenzione;

fig. 1B mostra in modo dilatato nel tempo come i servizi addizionali usano il canale comune;

fig. 2 mostra un esempio di rete di collegamenti radio secondo l'invenzione.

L'invenzione verr? ora descritta in maggiore dettaglio con un esempio di applicazione.

Una prima caratteristica dell'invenzione ? che i servizi addizionali che devono essere trasferiti attraverso la rete sono raggruppati in un canale comune. Per il trasferimento attraverso il salto di collegamento radio, il canale deve subire divisione di tempo (porzioni di tempo fisse nella trasmissione), divisione di frequenza o essere trasferito in un altro modo. Un esempio di trasmissione a divisione di tempo ? mostrato in fig. 1A.

Nella figura ? mostrato un intervallo di tempo 1. Durante questo intervallo di tempo sono trasferiti un certo numero di canali di traffico commerciale 2, mentre l'intervallo 3 ? riservato per il canale comune dei servizi addizionali.

La fig. 1B mostra l'intervallo 3 dilatato nel tempo. Secondo l'esempio mostrato, vengono trasferite durante questo intervallo informazioni provenienti da tre vari servizi addizionali, indicati con 4, 5 e 6.

Ulteriormente caratterizzante l'invenzione ? il fatto che il canale comune non ? assegnato in precedenza ad un particolare tipo di servizio, ma pu? essere usato da tutti i servizi addizionali disponibili. Le informazioni provenienti dai vari servizi addizionali sono perci? convertite in pacchetti che sono portati insieme nel canale comune e che sono trasportati successivamente attraverso il salto di collegamento radio. Ci? d? luogo ai seguenti vantaggi, in confronto a sistemi precedenti noti:

- Occorre realizzare un solo tipo di sistema di trasporto, indipendentemente da quanti e quali tipi di servizi addizionali si debbano usare.

- Dato che il canale di trasporto per i servizi addizionali ? una risorsa comune, pu? essere usato al massimo da uno o pi? servizi a seconda della necessit? presente. Ci? d? luogo ad un uso pi? efficace del collegamento radio.

- Se si deve introdurre od eliminare un servizio, non ? necessario riprogettare il sistema di trasporto. Neppure servizi aggiuntivi con requisiti sconosciuti richiederanno cambiamento di progettazione purch? sia disponibile capacit? di riserva nel canale di trasporto comune.

Sempre secondo l'invenzione, i servizi addizionali non saranno terminati in ogni stazione di collegamenti radio, ma invece solo nelle posizioni in cui devono essere usati. Ci? significa che, nei casi in cui le stazioni dei collegamenti radio sono connesse con una rete di circuito permanente, tutti i servizi addizionali nel canale comune possono essere trasferiti in un cablaggio singolo che connette tutti i terminali di collegamenti radio sul posto. Le informazioni sono quindi trasmesse tramite il cablaggio comune ad un ricevitore adeguato per essere trasportate attraverso un salto di collegamento radio, tramite cablaggio comune successivo, ecc. finch? hanno raggiunto il destinatario corretto. Non prima di allora ? un adattamento del servizio addizionale fatto per correggere formato logico, elettrico e fisico per ciascun utente. In tal modo si ottengono diversi vantaggi, ad esempio:

- La terminazione di servizi addizionali ? fatta solo nelle posizioni ove il servizio verr? usato, ci? che fa risparmiare il costo per l'apparecchiatura altrimenti necessaria in ciascun terminale.

- Il cablaggio diventa uniforme e semplice, essendo necessario un solo collegamento fisico per trasferire tutti i servizi addizionali.

- Il sistema ? semplice da modificare in guanto non sono necessari cambiamenti del cablaggio fisico se si desidera spostare il punto di terminazione per un servizio, solo le informazioni sono reinstradate alla nuova destinazione.

- E' semplice introdurre nuovi servizi addizionali senza che vengano interessate le altre parti del sistema in quanto, quando vengono installati i punti di terminazione per il nuovo servizio, il sistema di trasporto esistente pu? essere usato senza necessit? di cambiamenti .

- Se la rete di collegamenti radio ? stata progettata in modo che siano presenti percorsi ridondanti (alternativi) fra punto iniziale e punto terminale, ci? pu? essere utilizzato per fornire un servizio di trasporto sicuro senza richiedere apparecchiatura addizionale per commutazione di ridondanza della rete in quanto la strategia scelta per instradamento di informazioni pu? reinstradare le informazioni tramite percorsi di riserva mediante metodi noti .

Per esporre ulteriormente l'invenzione, si descriver? ora una forma di realizzazione in cui l'invenzione ? stata applicata al trasporto di informazioni fra due servizi addizionali analogici quali tel?foni di servizio.

Nella descrizione di trasferimento di informazioni in reti si usa spesso il ben noto modello OSI (?pen Systems Interconnection) che comprende sette strati vari. Nel seguente esempio ci si occuper? dei tre strati inferiori. Per chiarezza si descriveranno perci? brevemente questi tre strati.

Sul pi? elevato dei tre strati, lo strato di rete, sono situate tutte le funzioni riguardanti distribuzione di dati (instradamento), controllo della qualit? e capacit? della trasmissione, canali di riserva, ecc. Lo strato di rete fornisce anche i servizi addizionali con un sistema di trasporto fra i punti di terminazione .

La funzione dello strato successivo, lo strato di collegamento dati, ? di fornire allo strato di rete un canale di trasporto attraverso i mezzi. Funzioni tipiche per lo strato di collegamento dati sono sincronizzazione, delimitazione di campi dati, stabilimento e sconnessione di collegamenti, rilevazione di errori e controllo di flusso.

Il livello inferiore, il livello fisico, definisce come sono connesse (meccanicamente ed elettricamente) le estremit? di terminazione dei mezzi di trasferimento (ad esempio cavo, collegamento radio), rappresentazione di dati, controlli di errori, ecc.

In fig. 2 sono mostrate schematicamente tre diverse stazioni di collegamenti radio, contraddistinte dai numeri 7, 8 e 9. Fra le stazioni 7 ed 8, che si suppongono situate relativamente vicine fra loro, le informazioni vengono trasferite in una rete di circuiti permanente, mentre il trasferimento fra le stazioni 8 e 9 ? effettuato tramite un collegamento radio.

Sullo strato fisico 11 il suddetto terefono di servizio ("il servizio addizionale") ? connesso tramite unit? di terminazione. Le unit? di terminazione adattano il servizio addizionale connesso, fisicamente ed elettricamente, al sistema di trasporto. Dato che il servizio addizionale ? un canale vocale analogico, ci? che significa un flusso di dati continuo, l'unit? di terminazione, dopo conversione a digitale 12, suddivider? il flusso continuo in "pacchetti" che verranno trasferiti alla funzione di instradamento 13 nello strato di rete. Nella direzione di ricezione, i pacchetti, quando saranno ricevuti, verranno convertiti in un flusso continuo di informazioni analogiche. Per servizi che generano flussi di dati discontinui, le unit? di terminazione, oltre ad adattare fisicamente le informazioni alle entrate e uscite dell'utente, adatteranno anche la dimensione di pacchetti e la velocit? di trasmissione prima che essi vengano trasmessi ulteriormente sulla funzione di instradamento.

Come accennato in precedenza, la funzione di instradamento 13 ? una funzione centrale nello strato di rete. Il suo scopo ?, fra l'altro, di instradare i pacchetti per un percorso adeguato alle loro destinazioni. In questa funzione possono anche esservi sottofunzioni, aventi lo scopo di assicurare che alle unit? di terminazione sia fornita la quantit? corretta di dati (controllo di flusso), per evitare che il collegamento radio sia intasato di informazioni nel caso di sovraccarico e mantenere ad un livello prescritto gli errori di trasferimento. La funzione porta anche i pacchetti da altri servizi addizionali (qui non citati) insieme al canale riservato, comune per i servizi addizionali.

La funzione di instradamento instrada i pacchetti dai servizi addizionali ad un bus locale di informazioni (LIB), i cui strato di collegamento dati 14 e strato fisico 15 trasferiscono le informazioni tramite un cablaggio 10 alla stazione di collegamenti radio 8. Lo scopo del bus locale di informazioni LIB ? di trasportare le informazioni provenienti dai servizi addizionali fra stazioni di collegamenti radio nella stessa posizione. Le informazioni trasportate da LIB arrivano sotto forma di pacchetti, il cui contenuto ? definito dal servizio che ha inviato il pacchetto. In LIB sono comprese funzioni per ottenere accesso al bus fisico, per trasmettere pacchetti ad uno o pi? indirizzi, per attendere ricevute, per occuparsi di possibili ritrasmissioni. Possono essere comprese anche funzioni quali suddivisione di pacchetti in diversi minori, rilevazione ed eliminazione di errori, controllo di flusso ed algoritmi per evitare sovraccarico. LIB pu? essere realizzato con l?ausilio di un bus standardizzato, ad esempio IEEE 802.3 (Ethernet) o IEEE 802.5 (Token-Ring).

Allo stesso modo della stazione di collegamenti radio 7, la funzione di instradamento 18 della stazione di collegamenti radio 8 trasferisce i pacchetti da LIB ad un bus di informazioni radio RIB. Lo strato di collegamento dati 19 e lo strato fisico 20 del RIB trasferiscono i pacchetti dei servizi addizionali tramite il collegamento radio 21 allo strato fisico 22 e allo strato di collegamento radio 23 di RIB nella stazione di collegamenti radio 9.

Lo scopo del bus di informazioni radio RIB ? di trasmettere dati da un trasmettitore ad uno o pi? ricevitori e ricevere ed inoltrare le informazioni. RIB usa tipicamente circa il 5% della capacit? totale di trasporto del collegamento radio. Questa risorsa ? allora usata da tutti i servizi addizionali che saranno trasportati attraverso il canale.

RIB ? trasparente rispetto alle informazioni da trasferire, ci? che significa che RIB non influisce sull'informazione n? la cambia. Nuovi servizi possono perci? essere introdotti e quindi installati dall'utente. Lo strato di collegamento dati riduce in pacchetti le informazioni provenienti dallo strato di rete, aggiunge le. informazioni che possono occorrere per il salto radio (indirizzo, informazioni di controllo, totale di controllo, ecc.) e consegna il pacchetto allo strato fisico.

Nello strato fisico, inizio e fine del pacchetto ? identificato mediante indicatori, configurazioni di bit alternativamente uniche o qualunque altro metodo adatto.

Lo strato fisico di RIB distribuisce i bit del flusso di dati trasmesso nelle posizioni che sono assegnate per questo tipo di informazioni e comprende le funzioni necessarie per il recupero, nel ricevitore, delle informazioni trasmesse. Nel ricevitore le informazioni riguardanti il servizio addizionale sono separate da altre informazioni. Se sono trasferite informazioni provenienti da diversi servizi addizionali, una separazione degli altri servizi addizionali che devono essere terminati ? effettuata in un modo corrispondente, mentre i servizi addizionali rimanenti sono inoltrati alla successiva stazione di collegamenti radio.

La funzione di instradamento 24 nella stazione di collegamenti radio 9 instrada ulteriormente i pacchetti di informazioni dei servizi addizionali alle unit? di terminazione della stazione ove sono convertiti 25 in forma analogica e sono adattati fisicamente ed elettricamente in modo che possa essere connesso il servizio addizionale (il telefono di servizio).

L'invenzione ? stata descritta attraverso un esempio di realizzazione in cui si ? preso in considerazione un solo servizio addizionale. E' tuttavia evidente dalla descrizione che l'invenzione pu? anche essere applicata a casi con diversi servizi addizionali .

Sono naturalmente possibili altre forme di realizzazione dell'invenzione nell'ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per trasferire altro traffico in aggiunta al traffico commerciale, in una rete di collegamenti radio in cui le informazioni sono trasferite in un certo numero di canali (2) e comprendente un certo numero di stazioni di collegamenti radio (7, 8, 9), il quale altro traffico ? sotto forma di informazioni provenienti da un certo numero di servizi addizionali, caratterizzato da ci? che: detti servizi addizionali sono trasferiti in un canale comune (3) che pu? trasferire vari tipi di servizi addizionali; le informazioni provenienti dai servizi addizionali sono trasferite nel canale comune fra un punto di inizio ed un punto finale senza essere terminate in stazioni intermedie di collegamenti radio.
2. 2) Metodo come nella rivendicazione 1), caratterizzato da ci? che le informazioni provenienti da ciascuno dei suddetti servizi addizionali, dopo adattamento fisico ed elettrico alla rete di collegamenti radio, sono suddivise in pacchetti, i pacchetti provenienti dai vari servizi addizionali sono trasferiti nel canale comune (3) durante intervalli di tempo differenti (4, 5, 6).
3. 3) Metodo come nella rivendicazione 1) o 2), caratterizzato da ci? che, nei casi in cui le stazioni di collegamenti radio (7, B) sono connesse tramite una rete di circuiti permanente, il trasferimento del canale comune (3) ? effettuato tramite un bus locale di informazioni che utilizza un cablaggio (10) comune alle stazioni di collegamenti radio.
4. 4) Rete di collegamenti radio in cui vengono trasferite informazioni in un certo numero di canali (2) e comprendente un certo numero di stazioni di collegamenti radio (7, 8, 9) e nella quale rete di collegamenti radio, in aggiunto al traffico commerciale normale, viene trasferito anche altro traffico sotto forma di un certo numero di servizi addizionali, caratterizzata da ci? che: nella rete di collegamenti radio sono poste unit? di terminazione (11, 12) che, al punto iniziale per ogni servizio addizionale, adattano fisicamente ed elettricamente alla rete di collegamenti radio le informazioni provenienti dal servizio addizionale e le suddividono in pacchetti; in ciascuna stazione di collegamenti radio si ha una funzione di controllo (13) che porta i pacchetti provenienti da vari servizi addizionali insieme in un canale comune (3); il canale comune (3) ? previsto per poter essere usato per trasferimento di vari tipi di servizi addizionali; ai punti terminali dei servizi addizionali sono poste unit? di terminazione addizionali (25, 26) per convertire le informazioni in un formato fisico ed elettrico adatto agli utenti.
5. 5) Rete di collegamenti radio come nella rivendicazione 4), caratterizzata da ci? che i pacchetti provenienti dai vari servizi addizionali sono trasferiti nel canale comune (3) durante intervalli di tempo differenti (4, 5, 6).
6. 6) Rete di collegamenti radio come nella rivendicazione 4) o 5), caratterizzata da ci? che, nel caso in cui le stazioni di collegamenti radio (7, 8) sono connesse tramite una rete di circuiti permanenti, il trasferimento del canale comune (3) fra le stazioni di collegamenti radio ? effettuato tramite un bus locale di informazioni previsto per utilizzare un cablaggio (10) comune alle stazioni di collegamenti radio.