MXPA98008752A - Arquitectura de sistema de telecomunicacion integrado para tecnologia de radio del sistema de comunicaciones de acceso personal con caracteristicas de acceso inalambrico y alambrico - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de telecomunicación ((52-82) que es muy barato para aplicaciones a pequeña escala (por ejemplo, aquellas que tienenmenos de 80 líneas), además de actualizable-expansible en el campo vía un conductor colectivo de placa posterior (68) a aplicaciones que tienen un número significativo de líneas adicionales (por ejemplo, 30,000 líneas). Se utiliza un sistema de telecomunicación de voz/datos integrado que es suficientemente flexible para manejar frecuencia vocal de ancho de banda bajo (por ejemplo 64 kbps mu-ley) asícomo conmutación de datos de medios múltiples de ancho de banda alto. El sistema puede ser configurado como un sistema de comunicaciones de acceso personal PACS independiente, de bajo costo para"telefonía de villas"o aplicaciones"PACS en POTS", como una alternativa a los requerimientos para la infraestructura PACS cuando las instalaciones de red inalámbrica apropiadas no están disponibles.

Description

ARQUITECTURA DE SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN INTEGRADO PARA TECNOLOGÍA DE RADIO DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE ACCESO PERSONAL CON CARACTERÍSTICAS DE ACCESO INALÁMBRICO Y AL MBRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un sistema de telecomunicación integrado que proporciona acceso tanto inalámbrico como alámbrico. De manera más particular, esta invención se relación con un sistema para proporcionar telecomunicación tanto de voz como de datos el cual es barato, actualizable, y capaz de utilizarse en ambientes tanto alámbricos como inalámbricos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Han sido desarrollados e imp1ementados varios sistemas para satisfacer la demanda explosiva de comunicación inalámbrica de alta calidad. Además, con el uso creciente de las redes de área ancha (tales como la Internet) , ha habido una tremenda demanda de sistemas que soporten comunicación de dcttos . Los Sistemas de Comunicación Personal (PCS) están siendo ahora desarrollados para satisfacer esas demandas. Los PACS (Sistemas de Comunicaciones de Acceso Personal) son aquellos PCS que fueron desarrollados para soportar voz, REF.28489 datos e imágenes de video para uso e interiores y microceldas. Los PACS utilizan codificación de voz digital y modulación digital, y están diseñados para soportar el uso portátil a baja velocidad. Como se muestra en la Figura 1, la arquitectura de los PACS comprende cuatro componentes principales: 4 transceptores fijos o 2 transceptores portátiles conocidos como unidades del abonado (SU) ; 6 unidades base fijas conocidas como puertas de radio (RP) ; una unidad de control en la puerta de radio (RPCU) 8; y un administrador de acceso (AM) 10. Cada una de las 6 RP fijas se comunica con un número de 2 y 4 SU a través de una interfaz A (la interfaz del aire) en una forma que permite a cada SU tener acceso simultáneamente a esa puerta sobre una base multiplexada. En los PACS, los enlaces de radio multiplexados de baja potencia proporcionan un número de canales digitales asignados de acuerdo a la demanda completamente dúplex, separados entre una RP y cada una de sus SU asociadas. Cada RP transmite flujos de bits sobre una frecuencia de portador predefinida. A su vez, cada SU que tiene acceso a una RP responde transmitiendo una ráfaga sobre una frecuencia de portador predefinida, común. Con los PACS autorizados, un gran número de canales de frecuencia de radio (RF) son duplexados por división de frecuencia con una separación de 80 MHz. Una variante de los PACS, el PACS-UB fue desarrollado dentro de los Estados Unidos para la banda de los PCS no autorizados dentro de 1920 y 1930 MHz. Los PACS-UB utilizan la duplexión por división del tiempo en lugar de la duplexión por división de frecuencia utilizada en el estándar de los PACS originales. Algunas de las ventajas de los PACS surgen de su dependencia de estaciones base de tamaño relativamente pequeño. Siendo tanto pequeñas como relativamente baratas, las RP pueden desplegarse ampliamente en polos de utilidad, en edificios, en túneles, interiores o exteriores, para proporcionar un soporte más cuantioso para los servicios de acceso inalámbrico. Con sus necesidades de energía relativamente pequeñas, una RP puede ser alimentada por una línea o por baterías. Tanto los PACS como los PACS-UB permiten servicios de comunicaciones de voz y datos de calidad alámbrica a un precio y con una capacidad que se aproxima a la de las técnicas alámbricas. Esos estándares son particularmente muy adecuados para utilizarse en varios ambientes, incluyendo: (1) ambientes de circuitos locales inalámbricos; (2) ambientes de PCS de acceso público de baja movilidad/alta densidad; y (3) ambientes de telefonía y datos incorporados (residenciales o de negocios) . Para los ambientes de circuitos locales alámbricos y ambientes de PCS de acceso público de baja movilidad/alta densidad, los PACS dependen de una arquitectura del sistema que se basa en los principios de la Red Inteligente Avanzada (AIN) y la red alámbrica de la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN). Se pretende que la AIN permita a los usuarios tener un solo número para ambos servicios inalámbrico u alámbrico y permita mayor libertad para que un abonado se mueva de un lugar a otro. Una arquitectura de la AIN consiste de tres niveles: el nivel inteligente; el nivel de transporte; y el nivel de acceso. El nivel inteligente contiene bases de datos para almacenar información acerca de los usuarios de la red. El nivel de transporte maneja la transmisión de la información. El nivel de acceso proporciona acceso a cada usuario a la red y contiene bases de datos que actualizan la localización de cada usuario de la red. La ISDN es una estructura de red completa que utiliza la señalización de canal común (CCS) , una técnica de comunicaciones digitales que proporciona transmisión simultánea de datos del usuario, datos de señalización, y otro tráfico relacionado a través de una red. La ISDN proporciona una red de señalización dedicada ' para complementar la red de telefonía conmutada pública PSTN. Esta proporciona una red para el tráfico de señalización que puede ser utilizada ya sea para encaminar el tráfico de voz sobre la PSTN o para proporcionar nuevos servicios de datos entre los nodos de la red y los usuarios finales.

Aunque útil en los ambientes señalados anteriormente, los cuales incluyen capacidades de AIN e ISDN, la arquitectura de los PACS puede no ser adecuada para aplicaciones de PCS de circuitos inalámbricos o móviles en donde no existe una infraestructura de AIN o ISDN alámbrica. Además/ los PACS parecen tener aplicabilidad extremadamente limitada a los sistemas alámbricos incorporados, especialmente en las instalaciones de los pequeños negocios. Dentro del ambiente de un pequeño negocio, puede utilizarse la Arquitectura de Sistemas de Computadora Pequeños (SCSA) . La SCSA es una especificación industrial abierta para sistemas de telefonía a base de computadora. La arquitectura SCSA consiste de nodos de 32 tarjetas con placa posterior de conductor colectivo SC que intercambia intervalos de tiempo sin bloqueo, locales .que se conectan jerárquicamente en sistemas de hasta 16 nodos vía un conductor colectivo SCx. Un conductor colectivo SC sin bloqueo preasigna intervalos de transmisión a la configuración del sistema, limitando de este modo la configurabilidad dinámica del conductor colectivo SC de 16.384 Mbps (4048 octetos/bloque). Además de tener una configurabilidad dinámica limitada, el tráfico de datos nodo a nodo en un sistema SCSA puede requerir un encaminamiento sobre tres conductores colectivos: los dos conductores colectivos SC en los dos nodos y el conductor colectivo SCx de interconexión. Los mensajes de control son encaminados sobre un conductor colectivo de contención maestro múltiple, separado. De este modo, se requiere un grado de conmutación relativamente alto para proporcionar conectividad al equipo. Además de los sistemas SCSA, otras arquitecturas convencionales con frecuencia utilizadas en los ambientes de pequeños negocios incluyen varios sistemas de llave y arquitectura PBX comercialmente disponibles de los fabricantes de equipo de telecomunicaciones. Los sistemas de llave típicamente sirven a menos de 125 líneas; los PBC pequeños típicamente sirven de 125 a 1000 líneas, los PBX medios de 1000 a 10,000 líneas, y los PBX grandes más de 10,000 líneas. Con frecuencia, se aplican diferentes arquitecturas del sistema a los productos en cada uno de esos grupos. De este modo, es extremadamente difícil modificar un sistema existente para proporcionar líneas adicionales cuando se incrementa el número de usuarios. Como resultado, la escalabilidad está relativamente limitada en tales sistemas. En vista de los anterior, existe la necesidad de una arquitectura que pueda proporcionar las ventajas de la tecnología de acceso inalámbrica de los PACS y PACS-UB en un ambiente de "telefonía de villa" (es decir, uno caracterizado por una alta densidad de usuarios de baja movilidad) (por PACS) y en un ambiente de telefonía y datos incorporado por PACS-UB) , particularmente en una forma modular y de bajo costo. Para evitar hacer cualesquier suposiciones de infraestructura alámbrica detallada, existe una necesidad relacionada de una arquitectura que sea capaz de proporcionar una capacidad PACS "independiente", es decir, una que pueda existir sin la arquitectura AIN o ISDN preexistente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para satisfacer esas necesidades y otras, se ha desarrollado un diseño que reconoce la importancia de la modularidad y de soporte integrado para una gran gama de servicios de telecomunicaciones. La modularidad, tanto en términos de costo del sistema como en la cantidad de equipo del sistema, es un atributo importante debido a que un sistema de telefonía de una villa o un sistema de voz y datos incorporado podría abarcar tres órdenes de magnitud en el número de terminales soportadas. Además, en vista del crecimiento explosivo en la demanda de conectividad de datos (alimentada en gran medida por el acceso a la Internet), es deseable que el sistema sea capaz de soportar una gama de servicios de telecomunicación. El soporte integrado para el acceso alámbrico así como el acceso inalámbrico es extremadamente deseable, ya sea para proporcionar terminales de voz alámbricas en una instalación de comunicación de negocios o para lograr velocidades de comunicación de datos significativamente mayores que sean factibles con la tecnología inalámbrica de los PACS. Por lo tanto un objetivo de esta invención es proporcionar un sistema de telecomunicación que sea muy barato para aplicaciones a pequeña escala (por ejemplo, aquellos que tienen menos de 80 líneas), que sea además actualizable-expansible en el campo a aplicaciones que tengan un número significativo de líneas adicionales (por ejemplo, 30,000 líneas) . Un objetivo más de la invención es proporcionar un sistema de telecomunicación de voz/datos integrado que sea suficientemente flexible para manejar frecuencia bocal de ancho de banda bajo (por ejemplo 64 kbps ley-mu) así como conmutación de medios múltiples de ancho de banda alto. Además, un objetivo de la. invención es proporcionar un sistema PACS independiente, de bajo ' costo, para "telefonía de villa" o aplicaciones "PACS en POTS", como una alternativa a los requerimientos para la infraestructura de los PACS cuando las instalaciones de red inalámbrica apropiadas no están disponibles. Como se describe con mayor detalle posteriormente, la invención proporciona un ancho de banda de conductor colectivo significativamente mayor (1.0486 Gbps) que se localiza dinámicamente, permitiendo de este modo que el sistema tome ventaja de las estadísticas de uso. Además, con esta invención, todo el tráfico de datos y control utiliza una placa posterior de 32 bits de ancho común. Puede implementarse un sistema pequeño en una celda de una sola tarjeta. Los sistemas más grandes utilizan celdas de tarjetas múltiples que están interconectadas en un arreglo anular vía enlaces de fibra en serie, de ancho de banda alto, sencillos. No es necesaria la conmutación de un equipo para proporcionar conectividad entre las celdas. En contraste con los sistema de llave de la técnica anterior, la invención se escala elegantemente a partir de aplicaciones que requieren muy pocas líneas (por ejemplo, menos de 10) hasta sistemas con 30,000 líneas. Finalmente, la placa posteríor del sistema tiene un ancho de banda suficientemente grande para soportar la conectividad inalámbrica de alta velocidad de las estaciones de cómputo de escritorio. Además de la conectividad de voz y datos a la velocidad de la banda de voz al equipo de terminal de voz y datos de escritorio inalámbrico. Las otras ventajas de la invención serán evidentes a aquellos expertos en la técnica en vista de la descripción que se expone a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama de bloques de la arquitectura de los PACS convencional. La Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de telecomunicaciones de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 3 es un diagrama de la estructura del armazón de la placa posterior de acuerdo con la invención. La Figura 4 es un diagrama de un canal de control de acuerdo con la invención. La Figura 5 es un diagrama de asignación de bits de palabra de dirección de acuerdo con la invención. La Figura 6 es un diagrama de una palabra de datos de dirección de acuerdo con la invención. La Figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de celdas múltiples de acuerdo con la invención, DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La siguiente es una descripción de los ejemplos preferidos de la invención. Primero, se describe una descripción de una modalidad de una sola celda. Como se explica más adelante, este sistema es particularmente muy adecuado para utilizarse en un ambiente de circuito local inalámbrico, un ambiente de "telefonía de villas" y/o un ambiente incorporado. También se discute un ejemplo de celdas múltiples el cual ilustra la escalabilidad proporcionada por la invención. La Figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de una sola celda de acuerdo con la invención. Un sistema de telecomunicaciones 50 incluye una unidad 75 la cual proporciona acceso de voz y datos para varios dispositivos de comunicación. Como se explica más adelante, este sistema proporciona comunicación de voz y datos inalámbrica y alámbrica entre varios tipos de terminales arregladas en diferentes redes. En este ejemplo, el sistema proporciona acceso entre terminales "independientes" y entre; terminales en la PSTN; terminales en la red inalámbrica basada en los PACS; terminales en una red de área ancha (WAN) ; y terminales en una red de área local (LAN) . Como se muestra, las líneas interurbanas 66 conducen a un conmutador de oficina central (CO) el cual forma parte de la PSTN. Las interconexiones en serie 64 proporcionan acceso a un servidor PPP 60, el cual puede conectarse a una LAN 62. Esta arquitectura igualmente puede soportar un encaminador (tal como un encaminador del Protocolo de la Internet (IP) ) que se enlaza con una WAN (tal como la Internet global) . Una o más terminales independientes, tales como una computadora personal de escritorio 58 pueden también tener acceso al sistema 50 para la transferencia de datos (o voz) . De manera similar, una o más terminales de voz, tal como la estación alámbrica 56, proporcionan acceso de voz alámbrico. Como se ilustra, el sistema 50 soporta la arquitectura PACS o PACS-UB. Una o más RP 54, cada una de las cuales puede servir a una pluralidad de terminales, tales como la terminal portátil 52, están conectadas a la PSTN y las otras redes ilustradas a través de la unidad 75. Esta arquitectura es particularmente adecuada para una distribución relativamente densa de usuarios de los sistemas inalámbricos de baja movilidad. La celda de la tarjeta 75 a través de la cual esas interconexiones se hacen conteniendo principalmente un conductor colectivo de placa posterior 68 que se conecta a una tarjeta del procesador de control 72 y varias tarjetas periféricas 70, 74, 76, 78, 80 y 82. El conductor colectivo de placa posterior 68 proporciona comunicación de alta velocidad entre los diferentes dispositivos periféricos y las redes conectadas a la unidad 75. Utilizando el esquema de direccionamiento descrito con mayor detalles posteriormente, el conductor colectivo de la placa posterior 68 proporciona un flujo de mensajes o una trayectoria de comunicación de flujo de información entre cualquiera de dos entidades del sistema bajo el control de la tarjeta del procesador de control 72, a la que se hace referencia aquí posteriormente como la unidad de control (CU) . En este ejemplo, las tarjetas periféricas comprenden una tarjeta de interconexión PSTN 70, una pluralidad de tarjetas de RPCU 1 a N (representadas por las tarjetas 74 y 80), una tarjeta de unidad de control de estación alámbrica (WSCU) 78, una tarjeta controladora central 78, una tarjeta de características 82 y una tarjeta periférica de interconexión de datos 84. Una descripción general de cada una de esas tarjetas periféricas se expone a continuación. La tarjeta de interconexión de PSTN 70 sirve como dispositivo periférico de interconexión de red primario para soportar servicios de telefonía. Las líneas interurbanas 66, las cuales pueden ser analógicas o digitales, proporcionan una interconexión de línea de una oficina de central de intercambio local. Además de la interconexión POTS analógica o ISDN, la tarjeta de interconexión de PSTN es responsable de la transcodificación de la frecuencia bocal entre la ADPCM de 32 kb/s (utilizada en el aire y en la placa posterior) y cualesquier formas de onda analógicas o PCM de 64 kb/s.

' Varias bajadas de alambre pueden interconectarse con la interconexión de PSTN 70. Sin embargo, si únicamente se proporcionan dos bajadas de alambre, y los dos a cuatro híbridos alámbricos se localizan fuera de la planta o en la oficina central, entonces puede también requerirse que este dispositivo periférico implemente mediciones de control de eco . Con un sistema de celda de una sola tarjeta (o en donde se utilicen unidades de control de cadena de celda de tarjeta de acuerdo con la modalidad descrita más adelante) , la tarjeta de interconexión de PSTN inicial termina las líneas POTS analógicas y las pone disponibles como líneas externas aparentes para terminales de voz. La información marcada es comunicada desde la tarjeta de la unidad de control del sistema 72 hacia la tarjeta de interconexión del PSTN 70 vía un canal de control virtual de la placa posterior. Los tonos de progreso de la llamada son digitalizados y pasados en banda vía uno de los intervalos de tiempo de la placa posterior asignables de regreso a la terminal de voz del cliente. Las tarjetas de RPCU 76 y 78 proporcionan una irquitectura centralizada para soportar las funciones específicas de radio descritas en forma general con referencia a la Figura 1. De acuerdo con la filosofía arquitectónica de los PACS y PACS-UB, cada RPCU sirve a una • pluralidad de RP' 54, la cual a su vez proporciona acceso inalámbrico a varias SU 52. Como es sabido en la técnica, las RP 54 tienen funcionabilidad limitada, para permitir la cobertura de alta densidad de una área de servicio a un costo mínimo. Las RP 54 proporcionan una capacidad de módem de alto funcionamiento, que traduce los flujos de información del enlace descendente (RPCU a SU) de la banda base a RF, y al contrario, traduce los flujos de información del enlace ascendente (SU a RPCU) de RF a banda base con detección de errores. Como se muestra, las RP 54 están interconectadas a los dispositivos periféricos de la RPCU (tarjetas 76 y 80 en este ejemplo) vía alambres de distribución de conductor de doble retorcido estándar. Una interconexión de conductor de doble retorcido con los dispositivos electrónicos de puerta de radio remota proporciona un enlace digital dúplex completo y energía DC . En un sistema PACS-UB grande, los dispositivos electrónicos de puerta remota pueden estar remotos una distancia significativa del controlador del sistema. .Para incrementar la confiabílidad del enlace, es deseable reducir al mínimo la velocidad de señalización entre los extremos. Por ejemplo, puesto que la velocidad de interconexión en el aire de 384 kb/s es compartida en una forma de división por tiempo, cada dirección semidúplex podría utilizar un amortiguador FIFO para adaptar la velocidad de la interconexión de la línea a 192 kb/s. Los dispositivo periféricos de la RPCU 76 y 80 terminan muchos de los protocolos de los PACS específicos de radio. Cada uno maneja peticiones de SU de recursos de interconexión por aire, y hace peticiones de recursos del conductor colectivo y otros dispositivos periféricos, tal como la interconexión de la red vía los elementos 64, 60 y 62. Además, debido a que la RPCU mantiene información acerca del estado de conexión para todos los intervalos de tiempo en las RP que sirve, puede proporcionar información de alto nivel e instrucciones a los RP para que las RP cumplan con el espectro de regulaciones de uso. En este ejemplo, una sola tarjeta periférica de la RPCU, tal como la tarjeta 76 u 80, es capaz de servir a dos RP de un solo portador o una RP de doble portador par aún total de ocho canales de calidad de voz completamente dúplex (32 kb/s) . Además de incluir las interconexiones de conductor de doble retorcido y placa posterior, el dispositivo periférico de la RPCU preferiblemente contiene un ir.icrocontrolador dedicado que funciona en un núcleo de tiempo real pequeño. El procesador proporciona al dispositivo periférico la inteligencia necesaria para comunicarse con la unidad de control 72, para administrarse y comunicarse con las RP servidas y para terminar los protocolos de la capa superíor utilizados en la conservación de enlace y algoritmos de control de llamadas. Una o más de las tarjetas de la WSCU 78 soportan el uso de estaciones alámbricas, ilustradas por una sola estación alámbrica 56. Aunque únicamente una de tales estaciones alámbricas se muestra en la Figura 2, cada tar.jeta de WSCU 78 puede soportar hasta ocho estaciones en una forma que es análoga a los ocho canales completamente dúplex de 32 kb/s que puede soportar una tarjeta periférica de RPCU. En este ejemplo, las estaciones alámbricas se interconectan con la tarjeta WSCU 78 vía un solo conductor de doble retorcido que transporta energía fantasma para la terminal alámbrica y datos digitales TDD duplexados por división de tiempo para un canal rápido en banda (por ejemplo, 64 kb/s ley mu PCM) y un canal de control lento fuera de banda (presionar la tecla para procesar la llamada) . La tarjeta WSCU 78 puede, por ejemplo, utilizar el mensaje del protocolo de tres capas del PACS (tipo INFO) para comunicar la opresión de la tecla y mensajes de estado de enganche (para la dirección en el sentido del enlace ascendente) y para controlar el dispositivo de visualízacíón de la estación y solicitar la señalización del usuario o alimentar información a través de un teclado numérico (para la dirección en el sentido del enlace descendente) . El dispositivo periférico puede utilizar también la misma implementación que las tarjetas de RPCU 74 y 80 para convertir los mensajes de canal de control de opresión de la tecla en un canal de audio DTMF, por ejemplo, para aplicaciones de marcación posteriores al origen tales como la interacción del sistema de correo de voz.

El dispositivo periférico de interconexión de datos 84 es también consistente con las definiciones de la arquitectura anteriores para servicios de datos en PACs . Funcionalmente, el dispositivo periférico de interconexión de datos 84, puede ser visto como otro dispositivo periférico de interconexión de red,, análogo al dispositivo periférico de interconexión de líneas 70, pero utilizado para servicios que no son de voz en lugar de los servicios de voz. Por ejemplo, cuando una SU señala a su RPCU de servicio hacer una llamada de datos, la RPCU solicita recursos de la placa posterior para solicitar servicio de y comunicar flujos de información hacia y desde el dispositivo periférico de interconexión de datos 84. El dispositivo periférico de interconexión se comunica entonces vía los protocolos específicos de datos conocidos con la función de interconexión de datos (IWF) . La IWF maneja entonces los protocolos de interconexión de red específicos requeridos por el servicio. De manera preferible, la IWF deberá soportar interconexión IP para tener acceso tanto a las redes de datos de empresas a base de IP locales co o a la Internet global.

TARJETA DEL CONTROLADOR 78: La proliferación de computadoras de escritorio poderosas y la necesidad de conectarlas, a creado una demanda significativa de equipo de interconexión de computadoras. En los sistemas de computación de negocios contemporáneos, existen esfuerzos crecientes por integrar el equipo de computación y telefonía con un énfasis principal sobre nuevas funcionalidades (por ejemplo, integración de la computadora/telefonía) . Para pequeños negocios en particular, sería ventajoso proporcionar conectividad tanto de voz como de datos a alta velocidad básica, en la arquitectura del mismo sistema, en lugar de requerir el uso de equipo de red sofisticado por separado para cada uno. Puesto que la placa posterior del sistema tiene tal capacidad significativa, sería factible dedicar un número de intervalos de tiempo al soporte de conectividad de datos de medios compartidos, de alta velocidad, y emplear un dispositivo periférico de placa posterior para regular el uso de este recurso entre computadoras de escritorio conectadas. Este dispositivo periférico funcionaría de manera muy similar al controlador de laboratorio de ethernet independiente, en consecuencia la marca en la Figura 2.

TARJETA DE CARACTERÍSTICAS 82: La funcionalidad de características adicionales podría ser proporcionada ya sea en los programas y sistemas de programación del sistema o en el equipo como "tarjetas de características". Por ejemplo, pueden implementarse un conjunto de puentes de conferencia en una tarjeta periférica con una interconexión de placa posterior para establecer llamadas de tres vías bajas y otras partes múltiples. Una celda de tarjeta completamente cargada contendrá entre 10 y 16 tarjetas. Por ejemplo, cada tarjeta puede soportar ocho terminales alámbricas o dos RPs de PACS-UB. Esto da una capacidad aproximada de 80 líneas (simultáneamente) por celda, asumiendo que unas cuantas de las ranuras físicas de la tarjeta serán dedicadas a las funciones de interconexión de la red. Los dispositivos periféricos que sirven a las terminales, son soportados por el conductor colectivo de la placa posterior de alta velocidad posterior mencionada anteriormente 68, y una CU fija 72 que se proporciona a cada unidad 75. La CU 72 establece conexiones de conmutación de circuito de voz y datos sobre el conductor colectivo de la placa posterior digital de alta velocidad 68, que emplea el intercambio de intervalos de tiempo para el intercambio de datos. En este ejemplo particular, pueden conectarse hasta 31 tarjetas periféricas esclavas en una celda de tarjetas que tenga una CU fija y una placa posterior de alta velocidad. Esta arquitectura proporciona un sistema de bajo costo, el cual es particularmente útil para empresas relativamente pequeñas (tales como aquellas que utilizan menos de 80 líneas) . Al mismo tiempo, esta arquitectura permite una trayectoria de migración de crecimiento elegante a sistemas mucho más grandes que utilizan más de 20,000 líneas. Como se muestra en la Figura 3, la placa posterior es de treinta y dos bits de ancho y tiene 4096 intervalos o ranuras de tiempo por bloque. Cada intervalo de tiempo de treinta y dos bits está dividido en cuatro octetos de ocho bits, cada uno definiendo cuatro canales físicos 0, 1, 2 y 3 (para los bits 0-7, 8-15, 16-23 y 24-31, respectivamente) , El bloque se repite cada 125 µs, una velocidad que corresponde a una velocidad de muestreo de voz de 8 kHz. A 1.0486 G ps, la placa posterior proporciona intervalos de 16,384 (16 K) octetos por bloque para comunicación de datos y voz, con cada octeto en el bloque proporcionando un canal unidireccional de 64 K'bps. En los últimos 256 intervalos de tiempo del lote, todos los cuatro octetos (canales 0-3) están dedicados a los datos de control del sistema (referencia 104); en los primeros 256 intervalos de tiempo (referencia 102) ; cada octeto inferior (canal 0) está dedicado a los datos de control del sistema. De este modo, más de 15,000 octetos asignables permanecen disponibles para los datos conmutados del circuito. Esto podría soportar, por ejemplo, 7,500 conversaciones de voz, completamente dúplex, sencillas, simultáneas y, a su vez, podría soportar 30,000 terminales de voz, asumiendo un factor de actividad de menos del 25%.

La Figura 4 ilustra el canal de control proporcionado en los últimos 256 intervalos de tiempo de cada bloque (designado por la referencia numérica 104 en la Figura 3) . Cada uno de los últimos 256 intervalos de tiempo en el bloque N está apareado con uno de los primeros 256 intervalos ce tiempo en el bloque N+2 y está dedicado a una celda de tarjetas específica. Los octetos superiores 106 (bits de datos 24-31 y bits de datos 16-23) se definen como bytes de dirección que seleccionan un registro específico sobre una tarjeta específica. El arreglo de los bytes de dirección se ilustra en la Figura 5. El siguiente octeto en cada intervalo de tiempo (bits de datos 8-15) comprende un byte de datos 108 escrito de la CU a la tarjeta esclava. El octeto final 110 (bits de datos 0-7) está reservado para peticiones ,de servicio no solicitadas en una tarjeta esclava a la CU del controlador. En los primeros 256 intervalos de tiempo del bloque (referencia numérica 102 en la Figura 3), únicamente el octeto más bajo (bits de datos 0-7) está dedicado al canal de control. Este contiene bytes de datos de respuesta (112 en la Figura 4) de las tarjetas esclavas a la CU del sistema. Dicho todo, existen cinco octetos dedicados a cada celda para la comunicación bidireccional con la CU. Por ejemplo, el canal físico 0 (el primer octeto) del intervalo de tiempo 0 y los canales físicos 0-3 (los cuatro octetos) del intervalo de tiempo 3840 (intervalo 0 del último bloque de 356 intervalos) están dedicados a la celda 0. De igual modo, los canales físicos 1 y 3841 están dedicados a la celda 1 y así sucesivamente . Como se muestra en la Figura 4, existe hasta un bloque de retraso de la salida de la celda final N (hexadecimal FF) a la entrada de la celda 0 (hexadecimal 00) . Este retraso se incluye para compensar el retraso agregado impredecible de conversaciones de paralelo a en serie a en paralelo (una conversación establecida en cascada) que toman lugar. De este modo, el sistema configurado de manera óptima tendrá 255 celdas de tarjeta. Para dirigir un registro específico sobre una tarjeta específica en una celda específica, se utiliza una combinación de localización del intervalo de canal de control y una dirección de 16 bits. Por ejemplo, para la primer celda (celda 0) en un sistema, los canales físicos 2 y 3 del intervalo de tiempo 3840 se concatenan para proporcionar 16 bits de direccionamiento para las comunicaciones de mensajes de datos. El bit 15 (el bit más significativo) es el bit de lectura/escritura, y los bits 10-14 se utilizan para dirigir una de las 32 localizaciones de tarjeta posibles en la celda. Los diez bits restantes (0-9) están disponibles para direccionar el registro de la tarjeta periférica (véase la Figura 5) .

Cada celda tiene uno de los últimos 256 intervalos de tiempo dedicados como canal de control de las tarjetas esclavas en esa celda para la CU del sistema. El octeto inferior 110 en ese intervalo de tiempo está reservado para peticiones de servicio no solicitadas de una tarjeta esclava a la CU procesadora de llamadas. Este, octeto es un recurso compartido entre las tarjetas en la celda. Se proporciona una línea de control alámbrico-Y para la autorregulación. Cada tarjeta está codificada a un intervalo físico particular. Por ejemplo, una tarjeta en una ranura o intervalo de celda físico número 3 reconocerá esta en la ranura 3 examinando cinco línea de dirección alámbricas a lo largo de esta vía del conectador de la placa posterior. Si se desea que una tarjeta en la ranura 1 tenga acceso al octeto de petición de servicio, debe jalar una línea de control de regulación de petición de servicio en algún momento dentro de los primeros 64 intervalos de tiempo del bloque. Si se desea que una tarjeta en la ranura 2 tenga acceso al octeto de petición de servicio, primero examina la línea de control para determinar si la tarjeta 1 tiene el control dimensionado del octeto, a continuación, si no, obtendrá el control en algún momento bajo, dentro de las segundas 64 ranuras o intervalos del bloque. Esto continúa para los primeros 32 grupos de intervalos de tiempo, de modo que con el tiempo el canal de control arribe únicamente sobre la tarjeta a la que se le otorgó acceso al octeto de petición del servicio. Con esta arquitectura, la trayectoria de datos de un registro de tarjeta esclava a la CU es proporcionada por el canal fisico 0 del intervalo de tiempo 0. Debido al retraso de tiempo de un bloque inherente a las comunicaciones invertidas de la celdas 1 a 254 a la celda 0, se reguiere gue las tarjetas que residan en la celda 0, retrasen los datos de respuesta para los datos leídos de un bloque, somo se mencionó anteriormente, en referencia la Figura 4. De este modo, la celda 1 podría utilizar intervalos de tiempo 1 y 3841, la celda 2 de los intervalos de tiempo 2 y 3841, y así sucesivamente . El canal de transmisión utilizado en la invención es crítico para la funcionalidad de los protocolos de los PACS de capas superiores. Los PACS-UB especifican los protocolos de la capa 2 y la capa 3 comunes con los PACS, para mejorar la interoperabilidad entre los sistemas autorizados y no autorizados. En varios momentos, la infraestructura del sistema fijo debe sacar varios flujos de información a los dispositivos portátiles sobre el aire. Esta información incluye el canal de información del sistema, ccn puntos tales como los ID de la puerta, ID del sistema y derechos de acceso, ID de área de registro, módulos de codificación, o mensajes para cambiar los parámetros portátiles; y el canal de alerta, sobre el cual son enviados los mensajes de alerta o "timbrazos" para informar a los dispositivos portátiles inactivos, registrados, que ha sido recibida una llamada entrante para ellos. Muchos de esos puntos podrían ser descargados una vez que el controlador del sistema hacia los dispositivos periféricos de la RPCU en el sistema encendido, y la asignación de un formato de esta información en los mensajes apropiados en el tiempo apropiado podría ser efectuado por las RPCUs . Sin embargo, el controlador debe intervenir en tiempo real para procesar las peticiones de llamadas entrantes y crear mensajes de alerta, que son entonces transmitidos sobre el área de alerta (la cual es todo el sistema en este caso) . Como se explicó anteriormente, el método para implementar una capacidad de transmisión para el controlador del sistema utiliza un intervalo de tiempo de canal de control (intervalo número 255) para todos los mensajes transmitidos (véase la Figura 4) . Esto reduce el número máximo de celdas soportables en un sistema grande, únicamente por una celda, a 255, pero permite que un mensaje más sencillo alcance todas las tarjetas periféricas en todos las celdas de un sistema. La implicación de las interconexiones de la placa posterior periférica es que ningún dispositivo periférico dado en la celda 254 debe ser capaz de leer dos intervalos de tiempo consecutivos sobre la placa posterior, puesto que el intervalo de tiempo de transmisión y el intervalo de tiempo de control para esa celda están adyacentes. Una característica de la invención es que el sistema no se limita a una arquitectura de una sola celda, Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la Figura 7, el sistema puede soportar hasta 255 celdas que están en cascada con un enlace de fibra en serie, de alta velocidad, 150. Esto proporciona más de 20,000 líneas en un sistema configurado al máximo, mientras que al mismo tiempo permite una configuración de sistema mínima que soportaría hasta 80 líneas antes de requerir una segunda celda y equipo en cascada. Cuando los requerimientos de capacidad del sistema crecen, pueden ponerse en cascada celdas adicionales vía un enlace en serie de alta velocidad (1.0486 Gb/s) . Cada celda adicional se conecta de manera secuencial en un anillo. En una modalidad preferida del sistema de celdas múltiples, la tarjeta del controlador de la celda reside en la dirección del intervalo de la tarjeta 0 para cada celda. Esta es responsable de proporcionar un reloj de 32,768 MHz a la. placa posterior y un Impulso de Arranque del Bloque Separado, de modo que las tarjetas esclavas pueden sincronizarse con el temporizador de la placa posterior. Las líneas de Arranque del Bloque es el intervalo de alta duración 0 del bloque baja en otras circunstancias. Durante el intervalo 0, el controlador de la celda debe colocar el número de celda en el canal 1, de modo que las tarjetas esclavas sepan a cual celda están conectadas y cual canal de control verificar. Se coloca un patrón de bits de sincronización en los canales 2 y 3' del intervalo de tiempo CU, de modo que las tarjetas en cascada puedan recuperar la sincronización del bloque. La tarjeta del controlador de la celda se encuentra ya sea en la CU del sistema en la celda 0 o una tarjeta en cascada. La dirección física de la tarjeta es codificada por el equipo por 5 líneas de la placa posterior que están conectadas aJ. nivel apropiado por cada intervalo o ranura de tarjeta. De esta manera, una tarjeta puede ser conectada en "caliente" y dentro dos perdidos de bloque (250 µs) sabrá que tarjeta es y en que intervalo físico está conectada. De esta manera, la tarjeta sabe cual intervalo de tiempo del canal de control verificar y cual intervalo de dirección responder. De este modo, una tarjeta puede ser conectada en un sistema de operación, y puede determinar automáticamente su dirección en el sistema, y enviar una Petición de Servicio a la Unidad de Control principal para su configuración. Las asignaciones de tiempo/simple son comunicadas con catorce bits contenidos en los octetos de datos. Dos MSB definen el canal físico y los 12 MSB definen el intervalo de tiempo (véase la Figura 4) . Dos cientos cincuenta y cinco --„ celdas contienen dieciséis tarjetas cada una con ocho líneas por tarjeta proporcionan una capacidad de 32,640 líneas. Cuatro mil noventa y seis intervalos de tiempo con cuatro canales físicos menos los 256 intervalos de tiempo por cinco canales de control dan como resultado 14,104 canales simples o 7,552 llamadas dúplex. Como se hizo notar anteriormente, asumiendo una ocupación del 25% esto permite 30,208 líneas. En un sistema de una sola celda, las asignaciones de intervalo se hacen todas procesando las llamadas de modo que únicamente se permite que un dispositivo escriba para tener acceso a un octeto de tiempo/canal dado. En los sistemas de celdas múltiples, sin embargo, existe una conexión entre la tarjeta en cascada que está ligada a la celda anterior y las otras tarjetas esclavas que residen en la misma celda. Los octetos de tiempo/canal están asignados por una CU dentro de la celda, pero la tarjeta en cascada repite de manera ciega los datos encontrados sobre la placa posterior de la celda previa sin reconocimiento del procesamiento de llamadas. Además, un sistema con N celdas da como resultado una línea de retraso variable que se encuentra insertada entre la salida de la celda N-l y la entrada a la celda 0, la cual contribuye a exactamente un bloque de retraso que es alimentado de nuevo a la celda 0, en donde se utiliza todo el número de celdas. Esto mantiene la estructura del intervalo del bloque cuando el circuito se cierra. También inserta un bloque de retraso para las tarjetas en las celdas 1 hasta N-l para bloques de respuesta a las órdenes de lectura de datos. En consecuencia, en las tarjetas en la celda 0 deben reconocer su localización e insertar un bloque de retraso por sí mismas para estar en alineación con el resto del sistema . Una palabra de sincronización de bloque localizada en dos octetos superiores desde el primer intervalo de tiempo del bloque proporcionan sincronización al bloque e intervalo de tiempo. Cada celda tiene un retraso de intervalo de tiempo M referido a la sincronización de la celda previa, causado por la conversión de en paralelo a en serie a en paralelo requerida en el uso del enlace en serie de 1.0486 Gb/s. Puesto que el número de la celda se despliega en el segundo octeto del primer intervalo de tiempo en cada celda, para decodificar la dirección de la tarjeta, esto permitirá que las tarjetas en la celda N-l reconozcan el retraso de intervalo de tiempo M (N-l) en su temporizador de celda local en relación al temporizador del bloque de la celda 0 del sistema. Esta información de sincronización relativa también será utilizada por las tarjetas RPCU para sustraer intervalo de tiempo enteros del temporizador de arranque del bloque para permitir la sincronización del superbloque e hiperbloque a lo ancho del sistema para todas las puertas de radio, de acuerdo a lo requerido por el protocolo PACS-UB. La exactitud del tiempo resultante estará dentro de un microsegundo. La palabra de sincronización del bloque es enviada sin inversión en el primer bloque de un superbloque de dieciséis bloques. La estructura del superbloque permite mezclar los bits en base a una secuencia pn de dieciséis bloques de longitud. Esto evita la aparición consistente de la palabra de sincronización del bloque que puede ser incrustada en los datos del usuario. En las celdas 1 hasta N-l, el receptor en serie de alta velocidad genera las señales de reloj del conductor colectivo y la sincronización del blogue para extraer y copiar los datos del bloque de la celda anterior. Este receptor es muy simple dado que no requiera mantener el reconocimiento del estado de procesamiento de la llamada. Por ejemplo, pueden utilizarse cuatro 1 In^ de control a 1 ?mbr i cns-Y para inyectar a la tarjeta receptora su deberá escribir a un octeto específico en el bloque o tres estados y permitir que una de las tarjetas locales llene el intervalo. En el intervalo de tiempo en el cual una tarjeta esclava escribirá a la placa posterior, la tarjeta esclava puede extraer la línea de control apropiada hacia abajo indicando a la tarjeta receptora que deberá ser el del estado triple de ese octeto en el siguiente intervalo de tiempo. Esto resuelve el conflicto potencial indicado anteriormente entre una tarjeta en cascada y las otras tarjetas esclavas en la misma celda. La funcionalidad de la CU descrita anteriormente puede ser implementada con un programa de control de llamadas que funcione, por ejemplo, en un procesador de la familia Intel X86 bajo un núcleo comercialmente disponible. Por supuesto pueden utilizarse otras configuraciones de acuerdo con la invención. Debido a que la red de conmutación de la placa posterior intercambia grupos de uno o más flujos de datos de 64 kbps, el sistema es muy flexible con respecto a la naturaleza de las tarjetas conectadas en las celdas. Por ejemplo, puede utilizarse tarjetas de interconexión de datos para soportar datos inalámbricos como la arquitectura de datos PACS. Las tarjetas adicionales para unir la trayectoria de voz (por ejemplo para conferencias o llamadas de tres vías), mensajes de voz, etc., también pueden ser utilizadas. Pueden agregarse tarjetas de Administración de Acceso a los sistemas grandes para liberar a la CU principal de tareas tales como la autentificación del acceso y administración de claves para la codificación del enlace. A este respecto, la especificación de los PACS describe la funcionalidad AM que proporciona un número de servicios al sistema de radio. El sistema PACS-UB prototipo implementa una porción de esas funciones como un componente integral del programa de control de llamadas. Esas funciones incluyen: establecimiento, mantenimiento y limpieza de los registros de la SU, y asignación del sistema de radio relacionado; autentificación y validación de la petición de registro de la SU, posibilidad de incluir descifrado de las credenciales de la SU; iniciación de la alerta de la SU asociada con la liberación de la llamada, en respuesta a una petición de servicio de llamada entrante de un dispositivo periférico de interconexión de línea; y regulación de los intentos de originar una llamada de SU vía registros. La llamada de especificación del PACS para la comunicación de la RPCU con el AM sobre los canales ISDN, con el uso de los mensajes de la estándar Nacional ISDN-1. En un sistema de . telefonía/datos de acceso privado, puede ser deseable proporcionar una función AM local para administrar el grupo de usuarios privados . También son posibles otras modificaciones al sistema. Por ejemplo, es concebible que pudieran ser especificados diferentes dispositivos periféricos de RPCU para diferentes protocolos de interconexión aérea, dada la generalidad relativa de la estructura de la placa posterior y la funcionalidad del programa de procesamiento de llamadas.

Las descripciones detalladas de las modalidades preferidas de la invención han sido ya descritas de l conformidad con los objetivos de invención anteriores. Deberá comprenderse que esta descripción es simplemente ilustrativa. Las muchas variaciones y modificaciones adicionales que están dentro del espíritu y alcance de la invención serán evidentes a aquellos expertos en la técnica.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. En un sistema de comunicación que tiene una pluralidad de terminales configuradas para intercambiar señales de comunicación de un usuario, un dispositivo para encaminar las señales de comunicación del usuario entre las terminales, caracterizado porque comprende: un conductor colectivo de placa posterior que tiene un número de medios de conexión modulares; un dispositivo de control conectado al conductor colectivo de la placa posterior a través de al menos uno de los medios de conexión modulares; una pluralidad de dispositivos de interconexión conectados al conductor colectivo de la placa posterior, cada uno a través de al menos uno del número de medios de conexión modulares, los dispositivos de interconexión están configurados para proporcionar al usuario señales de comunicación del usuario a través del conductor colectivo de la placa posterior en un formato y a una velocidad determinada por el dispositivo de control; en donde tal formato comprende un formato por división de tiempo en el cual las señales de comunicación del usuario están divididas entre una pluralidad de bloques, cada bloque tiene un número predeterminado de intervalos de tiempo, un primer número de intervalos de tiempo proporciona datos de control del sistema y un segundo número de intervalos de tiempo proporciona datos del usuario que corresponden a las señales de comunicación del usuario.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los dispositivos de interconexión comprende una unidad de control de radio, la cual comunica las señales de comunicación del usuario en un formato de banda base por división de tiempo hacía y desde un transceptor de radio, el transceptor de radio proporciona acceso inalámbrico a una o más terminales de radio.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el formato de banda base por división de tiempo es un formato especificado por los protocolos de los Sistemas de Comunicación de Acceso Personal .

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de los datos de control del sistema comprende datos de direccionamiento indicativos de un destino residente en uno de la pluralidad de dispositivos de interconexión.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los datos de direccionamiento comprenden datos de dirección de tarjeta indicativos de la localización de uno seleccionado del número de medios de conexión modulares y datos de dirección de registro indicativos de una dirección de registro asociada con el seleccionado de un número de medios de conexión medulares .

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa posterior, los dispositivos de control y la pluralidad de dispositivos de interconexión se proporcionan en un montaje de celda de tarjetas modular.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque un número predeterminado de los dispositivos de interconexión se proporcionan en el montaje de celda de tarjetas como esclavos del dispositivo de control.

8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además una pluralidad de montajes de celda de tarjetas modulares, cada uno de los cuales contiene un conductor colectivo de placa posterior, un dispositivo de control y uno o más dispositivos periféricos, los dispositivos de control respectivos de cada montaje de celda de tarjetas modular están ligados en un arreglo de cadena en cascada por una serie de interconexiones de comunicación.

9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la interconexión de comunicación en serie transmite datos a una velocidad equivalente a una velocidad a la cual los datos son transmitidos a través del conductor colectivo de la placa posterior.