專利名稱：在電信系統(tǒng)中傳輸不同種類數(shù)據(jù)的方法和電信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電信系統(tǒng)的模塊之間、優(yōu)選地在電信系統(tǒng)的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數(shù)據(jù)的方法，其中所述不同種類的數(shù)據(jù)可以包括電平信號、語音數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、與系統(tǒng)有關(guān)的時間信號、和/或具有不同頻率及脈沖形式的不同時鐘信號。
本發(fā)明另外還涉及一種電信系統(tǒng)。
在已知的位于電信系統(tǒng)各模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸當中，例如在本申請人的HICOM 300系統(tǒng)中，諸如語音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)等信號是借助于標準協(xié)議、例如HDLC協(xié)議(＝高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議)而在語音信道(所謂的高速路HWY)、并行線路上進行傳輸?shù)摹?br> 迄今為止，在這些模塊之間大多已采用40極的LTU電纜(LTU＝線路終接單元電纜)，其中模塊的間隔可以高達約10米。在這些LTU電纜中信號是并行地傳輸?shù)摹?br> 技術(shù)上的進一步研究的目標是，降低已知電信系統(tǒng)的費用。為了達到該目的，嘗試過降低研制工作的費用。于是，在電信系統(tǒng)中應(yīng)該是更多地采用已有的硬件部件。電信系統(tǒng)的已有控制器例如應(yīng)該用一個基于標準cPCI平臺的控制器來代替。
另一個目標是，通過盡可能地在一個芯片上集成電信系統(tǒng)(“芯片上的系統(tǒng)”)的所有中央部件來達到費用節(jié)省，這些中央部件例如有MTS(存儲器時間轉(zhuǎn)換器)和CG(時鐘發(fā)生器)。也即嘗試更緊湊和更便宜地構(gòu)造硬件。
電信系統(tǒng)的硬件部件的這種更緊湊構(gòu)造使需要相當大地方的LTU電纜的使用變得困難，同時這些電纜也是相當耗費的。
本發(fā)明的任務(wù)在于發(fā)明一種在電信系統(tǒng)中傳輸不同種類數(shù)據(jù)的方法，它能有效地在電信系統(tǒng)的模塊之間、例如在中央控制器和外圍接口組件之間傳輸大量不同的數(shù)據(jù)。
相應(yīng)地，本發(fā)明還有一個任務(wù)在于描述一種新穎的電信系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)上述新穎的傳輸方法。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法和具有權(quán)利要求10所述特征的電信系統(tǒng)來解決。本發(fā)明的有利改進方案由從屬權(quán)利要求給出。
發(fā)明人意識到，迄今在并行線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也能以多路復(fù)用的形式被串行地傳輸。由此為了傳輸數(shù)據(jù)，只需要更少數(shù)量的線路。
據(jù)此，對于在電信系統(tǒng)的模塊之間、優(yōu)選地在電信系統(tǒng)的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數(shù)據(jù)的方法，其中所述不同種類的數(shù)據(jù)可以包括電平信號、語音數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、與系統(tǒng)有關(guān)的時間信號、和/或具有不同頻率及脈沖形式的不同時鐘信號，發(fā)明人建議作如下進一步改進所述的不同種類的數(shù)據(jù)被組合和被串行化，該被串行化的數(shù)據(jù)利用一個時鐘頻率進行傳輸，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數(shù)據(jù)的時鐘頻率的整數(shù)公倍數(shù)。
由此可以實現(xiàn)迄今在并行線路-諸如40極的LTU電纜-上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以利用更少的線路、例如利用以太網(wǎng)電纜來傳輸。通過這種“線路節(jié)省”既節(jié)省了地方又節(jié)省了硬件費用。
有利的是，采用一個線路或一個線路對來在一個方向上傳輸所述被串行化的數(shù)據(jù)。作為傳輸方法，在該線路方案中尤其適合采用已知的LVDS技術(shù)。該技術(shù)提供了一種方向性和對稱性的傳輸方法。因此，對稱傳輸方法對系統(tǒng)各部分之間的電壓差是不靈敏的。另外，對稱方法比采取一半芯線數(shù)量的非對稱方法具有更低的干擾輻射。
可以規(guī)定串行的數(shù)據(jù)傳輸在兩個方向上進行。如果為每個傳輸方向采用一個固有的線路或一個固有的線路對，則確保了更可靠和尤其更快的、所謂的高速連接(＝HSC)數(shù)據(jù)交換。
該新穎方法提供了不同的可能性來傳輸時鐘信息或時鐘信號，例如幀時鐘或參考時鐘。
因此可以在一個固有的線路上或一個固有的線路對上，每個傳輸方向傳輸一個時鐘信號或一個時鐘信息。這種單獨的時鐘傳輸是非常可靠的，因為其它需要傳輸?shù)拇谢瘮?shù)據(jù)是在單獨的線路上傳輸?shù)模⒁虼瞬挥绊憰r鐘傳輸。當有足夠空閑線路可供使用時，便采取這種單獨的時鐘傳輸。于是，例如可以在一個傳輸方向上單獨地傳輸幀時鐘，而在另一個方向上單獨地傳輸一個表示異步時鐘信號的參考時鐘。
作為異步信號的參考時鐘例如通過SO接口來自于公共局。為了能傳輸該信號，必須事先進行匹配。在此，要么放棄信息、也即以較低的分辨率進行處理，要么利用以更高費用實現(xiàn)的邏輯裝置進行處理，例如長期以來在HICOM系統(tǒng)中被采用的相位測量裝置。另一種可能性在于，在一個固有的線路上傳輸這種信號。通常，在參考時鐘頻率和幀時鐘頻率之間名義上存在一個整數(shù)比n。實際中，電信系統(tǒng)的時鐘振蕩器對于參考時鐘具有幾ppm的偏差。因此電信系統(tǒng)的時鐘發(fā)生器需要通過該參考時鐘進行控制。所以時鐘信號的相位應(yīng)盡可能沒有訛誤。
另一種傳輸時鐘的可能性可以通過以下方式實現(xiàn)將時鐘集成到需要傳輸?shù)牟煌N類數(shù)據(jù)中，然后將其串行化和傳輸，并在線路的末端在解碼傳輸數(shù)據(jù)之后再生該時鐘。該方法的優(yōu)點在于，即便在可供使用的線路數(shù)量少的情況下也能實現(xiàn)可靠的時鐘傳輸。但在該方法中提高了需要實現(xiàn)的邏輯裝置的費用。
比特時鐘可以從幀時鐘中被相位正確地恢復(fù)。該比特時鐘應(yīng)該具有一個至少以整數(shù)倍系數(shù)n大于幀時鐘頻率的頻率。在此，n為雙芯線的數(shù)量。由此能可靠地掃描到信號的邊沿切換，以便能進行比特同步。
另外，發(fā)明人還對該新穎方法作出了以下規(guī)定把數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成曼切斯特碼。由此能夠組合和串行化所述的不同種類數(shù)據(jù)，然后借助光波導(dǎo)傳輸。
如果采用光波導(dǎo)，則必然提高了延遲時間，而且必須借助于所謂的幀標記比特FMBR_L來求出該延遲時間。語音信道和高速路(HWY)必須在其相位方面進行匹配。所述的曼切斯特碼在每個比特中傳輸所述的時鐘，而高電平和低電平平均地具有相等長度，其中所述的碼是沒有直流的。由此可以采用變壓器來進行電位分離。如果應(yīng)該跨越較大的距離，則電位分離是必要的。通常這可以利用光波導(dǎo)或變壓器來實現(xiàn)。如果距離是未知的，則必須求出它。為此設(shè)立所述的FMBR_L信號。在電信系統(tǒng)HICOM中，幀時鐘只允許488納秒的延遲，這對應(yīng)于約50米的線路段。利用FMBR_L，高達250000納秒的延遲是可能的，這于是對應(yīng)于約25公里的線路段。
另外，對于現(xiàn)有的電信系統(tǒng)，其具有多個模塊，優(yōu)選地具有一個中央控制器和多個外圍接口組件，其中在所述的模塊之間在數(shù)據(jù)線路上進行不同種類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換，發(fā)明人建議以如下方式來改進該電信系統(tǒng)現(xiàn)在設(shè)立傳輸工具用于將所述的不同種類的數(shù)據(jù)組合和串行化和用于用一個時鐘頻率傳輸該被串行化的數(shù)據(jù)，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數(shù)據(jù)的時鐘頻率的整數(shù)公倍數(shù)。
由此能夠?qū)崿F(xiàn)上述新穎方法的執(zhí)行。
于是，在所述的電信系統(tǒng)內(nèi)可以布置至少一個多路復(fù)用器用于將所述不同種類的數(shù)據(jù)饋入數(shù)據(jù)線路。此時，諸如語音數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和時鐘信號或時鐘信息等不同數(shù)據(jù)可以只在一個線路中或一個線路對中被傳輸。也即通過降低線路數(shù)量而達到了所希望的、節(jié)省費用的目的。
另外在所述的電信系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)該布置至少一個多路分解器用于解碼被串行化和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
有利的是，在所述的新電信系統(tǒng)中，在所述的模塊之間、優(yōu)選地在所述的中央控制器和外圍接口組件之間設(shè)立以太網(wǎng)電纜作為數(shù)據(jù)線路。由此達到了所期望的、更緊湊地構(gòu)造硬件的目的。相對于迄今所采用的LTU電纜，以太網(wǎng)電纜具有更小的接線規(guī)格。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點可以從下面通過參考附圖對優(yōu)選實施例的說明中得出。
下面借助附圖來詳細講述本發(fā)明。


圖1示出了數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?；圖2示出了控制組件的發(fā)射部分和接收部分的結(jié)構(gòu)；圖3示出了數(shù)據(jù)在線路上分布的例子；圖4示出了同步的信號過程和方法。
在圖1中描繪了在電信系統(tǒng)內(nèi)利用以太網(wǎng)電纜在兩個組件BG之間傳輸數(shù)據(jù)的原理，所述的以太網(wǎng)電纜在這里由四根雙芯線構(gòu)成。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蛲ㄟ^箭頭方向4給出。
在圖1的左側(cè)所示出的組件BG是實發(fā)射模塊RTM(Real-Transmitting-Modul)。右側(cè)示出的是另一個接線組件，即高級線路和中繼單元控制LTUCA(Line-and-Trunk-Unit-Control-Advanced)。在上面的兩個電路圖中描繪了從組件RTM向組件LTUCA的數(shù)據(jù)傳輸。頻率為2,048兆赫的系統(tǒng)時鐘、這里是CKA，在以太網(wǎng)電纜固有的雙芯線3上從RTM被傳輸?shù)絃TUCA。位于高速路HWYO 0至HWYO 7上的諸如語音數(shù)據(jù)等其它信號，以及諸如ACTIV(激活)信號、幀標記比特FMB、RESET(復(fù)位)信號、無繩信號CDLS等控制信號在所述以太網(wǎng)電纜的第二雙芯線3上以多路復(fù)用的方式被傳輸。為此，在組件RTM上有一個將數(shù)據(jù)饋入線路中的多路復(fù)用器1。在組件LTUCA方設(shè)有一個多路分解器2，用于再次解碼在雙芯線3上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
在附圖1的下面兩個電路圖中示出了從組件LTUCA向組件RTM傳輸數(shù)據(jù)的原理。諸如電源設(shè)備-故障NGA、電源-故障-電源-供電PFPS等監(jiān)視信號利用組件LTUCA上的多路復(fù)用器1被饋入到以太網(wǎng)電纜中，然后通過雙芯線3傳輸，并在組件RTM上利用多路分解器2被多路分解地接收。參考時鐘REFCLK在以太網(wǎng)電纜固有的雙芯線3上從LTUCA被傳輸?shù)絉TM。
圖2示出了在控制組件上的高速連接HSC的發(fā)射部分和接收部分的結(jié)構(gòu)。為了發(fā)射，在線路La上使用頻率為2,048兆赫的時鐘。該時鐘是目前交換系統(tǒng)的比特時鐘。比特時鐘也可以從線路Lb中恢復(fù)。在線路Lb和Lc上傳輸被多路復(fù)用后的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)涉及諸如高速路HWY 0~HWY7的語音信號、HDLCO、FMB等信號，以及諸如RESET信號、ACTIV信號和電源故障信號等異步信號。
圖3在一表格中示出了數(shù)據(jù)能如何在引向發(fā)射機方的線路La和Lb上分布，以及如何在來自接收機的線路La和Lb上分布。
圖4的曲線示出了線路La至Ld中的信號曲線，并闡明了同步方法。在橫軸上示出了時軸，在縱軸上示出了數(shù)據(jù)的0/1電平。
例如線路La至Lb可以通過包括四個雙芯線的以太網(wǎng)電纜來實現(xiàn)。在各個雙芯線上以多路復(fù)用的形式傳輸數(shù)據(jù)。
在最上邊的曲線中描繪了比特時鐘、也即CKE時鐘，其在此具有32,768兆赫的時鐘頻率。該頻率為線路La中所傳輸?shù)臅r鐘的時鐘頻率的16倍。該CKE時鐘在圖4中不通過線路La至Ld傳輸。
第二曲線示出了在線路La中的信號曲線，其利用幀時鐘(也稱CKA時鐘)、也即電信系統(tǒng)的交換系統(tǒng)的2,048兆赫進行傳輸。線路La例如可以在電信系統(tǒng)內(nèi)部從組件RTM引向組件LTUCA。
兩個曲線Lb和Lc示出了分別在線路Lb和Lc內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的電平過程。
曲線Ld示出了線路Ld中的參考時鐘的曲線，該時鐘從電信系統(tǒng)的組件、例如LTUCA被傳輸?shù)搅硪唤M件、例如RTM。參考時鐘是一個非常重要的信號，因為必須通過它基本無誤地傳輸信號的相位。因此為參考時鐘定義了一個固有的線路。
最下面兩個曲線示出了被恢復(fù)的比特時鐘RCKE，在該實施例中該時鐘是具有32,768兆赫頻率和從EPLL再生的。最下面的曲線示出了從EPLL恢復(fù)的2,048兆赫的幀時鐘CKA時鐘。
接下來簡略地講述如何能從在線路La-Ld中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中恢復(fù)所述的比特時鐘CKE和幀時鐘CKA(下面兩個曲線)。下面用RCKE和RCKA來稱呼它們。
在線路中傳輸數(shù)據(jù)時，由于信號在來回方向上的傳播時間，所以可能導(dǎo)致大于一個時鐘周期的延遲。這種傳播時間差必須被同步。
當在線路Lb和Lc中逐比特地傳輸數(shù)據(jù)時，并不是所有的比特都被占用了數(shù)據(jù)。未被使用的比特被占用了統(tǒng)計電平。這些未被使用的比特此時被用來再生所述的幀時鐘CKA。為此，在這些未被使用的比特上占用所述的幀時鐘。在圖4中這是比特序列“0001”，其在曲線Lc中是用粗體繪出的。該比特序列既按規(guī)則的時間間隔、也按不規(guī)則的時間間隔在線路Lc上以幀時鐘頻率的整數(shù)倍進行傳輸。在一個時窗(其大小由信號的典型相位延遲得出)中監(jiān)視這些被傳輸?shù)谋忍匦蛄?。如果以某個頻率出現(xiàn)比特序列“0001”，則可以將其與隨機傳輸?shù)?001數(shù)據(jù)比特序列區(qū)分開來。因為該“0001”是以幀時鐘頻率的整數(shù)倍傳輸?shù)?，所以由此能再生所述的幀時鐘。
每幀時鐘需要四個比特來傳輸同步信息。如果該信息被一次性正確地識別，則它僅還需要被用來進行控制。傳輸容量是微小的。另一方面，需要傳輸一些時鐘，其中例如511個幀時鐘具有低電平，于是一個時鐘具有高電平。于是，該思想需要傳輸511次LLLH和一次LHLH。如果還需要其它傳輸容量，則可以利用CDLS信號。
應(yīng)當理解，本發(fā)明的上述特征不僅可以以分別給出的組合、而且還可以以其它組合或單個地應(yīng)用，而不會脫離本發(fā)明的范疇。
總之，通過本發(fā)明實現(xiàn)了在電信系統(tǒng)內(nèi)的各模塊之間傳輸不同的數(shù)據(jù)，其中該電信系統(tǒng)在硬件方面、例如在傳輸線路方面已被構(gòu)造得較為緊湊。
權(quán)利要求
1.在電信系統(tǒng)的模塊之間、優(yōu)選地在電信系統(tǒng)的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數(shù)據(jù)的方法，其中所述不同種類的數(shù)據(jù)可以包括電平信號、語音數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、與系統(tǒng)有關(guān)的時間信號、和/或具有不同頻率及脈沖形式的不同時鐘信號，其特征在于所述的不同種類的數(shù)據(jù)被組合和被串行化，該被串行化的數(shù)據(jù)利用一個時鐘頻率進行傳輸，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數(shù)據(jù)的時鐘頻率的整數(shù)公倍數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用一個線路或一個也稱為雙芯線的線路對來在一個方向上傳輸所述被串行化的數(shù)據(jù)。
3.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于串行的數(shù)據(jù)傳輸在兩個方向上進行。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于在一個固有的線路上或一個固有的線路對上，每個傳輸方向傳輸一個時鐘信息或一個時鐘信號。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于在兩個傳輸方向上傳輸一個幀時鐘信息或一個幀時鐘信號。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于從先前已被組合和被串行化的傳輸數(shù)據(jù)中再生一個時鐘信息或一個時鐘信號。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于一個時鐘信息或一個時鐘信號作用為比特時鐘，其時鐘頻率至少以整數(shù)倍系數(shù)n大于幀時鐘頻率，其中n為所采用的線路對的數(shù)量。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述被串行化的數(shù)據(jù)借助于光波導(dǎo)傳輸。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述不同種類的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為曼切斯特碼。
10.電信系統(tǒng)，其具有多個模塊，優(yōu)選地具有一個中央控制器和多個外圍接口組件，其中在所述的模塊之間在數(shù)據(jù)線路上進行不同種類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換，其特征在于具有傳輸工具，用于將所述的不同種類的數(shù)據(jù)組合和串行化，和用于用一個時鐘頻率傳輸該被串行化的數(shù)據(jù)，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數(shù)據(jù)的時鐘頻率的整數(shù)公倍數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的電信系統(tǒng)，其特征在于在所述的電信系統(tǒng)內(nèi)布置至少一個多路復(fù)用器用于將所述不同種類的數(shù)據(jù)饋入數(shù)據(jù)線路。
12.如權(quán)利要求10或11所述的電信系統(tǒng)，其特征在于在所述的電信系統(tǒng)內(nèi)布置至少一個多路分解器用于解碼被串行化和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求10-12之一所述的電信系統(tǒng)，其特征在于在所述的模塊之間、優(yōu)選地在所述的中央控制器和外圍接口組件之間設(shè)立以太網(wǎng)電纜作為數(shù)據(jù)線路。
全文摘要
本發(fā)明涉及在電信系統(tǒng)的模塊之間、優(yōu)選地在電信系統(tǒng)的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數(shù)據(jù)的方法，其中所述不同種類的數(shù)據(jù)可以包括電平信號、語音數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、與系統(tǒng)有關(guān)的時間信號、和/或具有不同頻率及脈沖形式的不同時鐘信號。本發(fā)明另外還涉及硬件被設(shè)計能用于執(zhí)行該新穎方法的電信系統(tǒng)。該方法和電信系統(tǒng)的特征在于所述的不同種類的數(shù)據(jù)被組合和被串行化，該被串行化的數(shù)據(jù)利用一個時鐘頻率進行傳輸，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數(shù)據(jù)的時鐘頻率的整數(shù)公倍數(shù)。
文檔編號H04J3/06GK1714524SQ200380103638
公開日2005年12月28日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者K·羅伊施納, E·茨瓦克 申請人:西門子公司