在電信系統中傳輸不同種類數據的方法和電信系統的製作方法
2023-12-01 15:44:01 1
專利名稱：在電信系統中傳輸不同種類數據的方法和電信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及在電信系統的模塊之間、優選地在電信系統的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數據的方法，其中所述不同種類的數據可以包括電平信號、語音數據、控制數據、與系統有關的時間信號、和/或具有不同頻率及脈衝形式的不同時鐘信號。
本發明另外還涉及一種電信系統。
在已知的位於電信系統各模塊之間的數據傳輸當中，例如在本申請人的HICOM 300系統中，諸如語音數據和控制數據等信號是藉助於標準協議、例如HDLC協議(＝高級數據鏈路控制協議)而在語音信道(所謂的高速路HWY)、並行線路上進行傳輸的。
迄今為止，在這些模塊之間大多已採用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電纜中信號是並行地傳輸的。
技術上的進一步研究的目標是，降低已知電信系統的費用。為了達到該目的，嘗試過降低研製工作的費用。於是，在電信系統中應該是更多地採用已有的硬體部件。電信系統的已有控制器例如應該用一個基於標準cPCI平臺的控制器來代替。
另一個目標是，通過儘可能地在一個晶片上集成電信系統(「晶片上的系統」)的所有中央部件來達到費用節省，這些中央部件例如有MTS(存儲器時間轉換器)和CG(時鐘發生器)。也即嘗試更緊湊和更便宜地構造硬體。
電信系統的硬體部件的這種更緊湊構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。
本發明的任務在於發明一種在電信系統中傳輸不同種類數據的方法，它能有效地在電信系統的模塊之間、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據。
相應地，本發明還有一個任務在於描述一種新穎的電信系統，其能夠實現上述新穎的傳輸方法。
該任務通過具有權利要求1所述特徵的方法和具有權利要求10所述特徵的電信系統來解決。本發明的有利改進方案由從屬權利要求給出。
發明人意識到，迄今在並行線路上傳輸的數據也能以多路復用的形式被串行地傳輸。由此為了傳輸數據，只需要更少數量的線路。
據此，對於在電信系統的模塊之間、優選地在電信系統的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數據的方法，其中所述不同種類的數據可以包括電平信號、語音數據、控制數據、與系統有關的時間信號、和/或具有不同頻率及脈衝形式的不同時鐘信號，發明人建議作如下進一步改進所述的不同種類的數據被組合和被串行化，該被串行化的數據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據的時鐘頻率的整數公倍數。
由此可以實現迄今在並行線路-諸如40極的LTU電纜-上傳輸的數據可以利用更少的線路、例如利用乙太網電纜來傳輸。通過這種「線路節省」既節省了地方又節省了硬體費用。
有利的是，採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據。作為傳輸方法，在該線路方案中尤其適合採用已知的LVDS技術。該技術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各部分之間的電壓差是不靈敏的。另外，對稱方法比採取一半芯線數量的非對稱方法具有更低的幹擾輻射。
可以規定串行的數據傳輸在兩個方向上進行。如果為每個傳輸方向採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)數據交換。
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，因為其它需要傳輸的串行化數據是在單獨的線路上傳輸的，並因此不影響時鐘傳輸。當有足夠空閒線路可供使用時，便採取這種單獨的時鐘傳輸。於是，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接口來自於公共局。為了能傳輸該信號，必須事先進行匹配。在此，要麼放棄信息、也即以較低的解析度進行處理，要麼利用以更高費用實現的邏輯裝置進行處理，例如長期以來在HICOM系統中被採用的相位測量裝置。另一種可能性在於，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比n。實際中，電信系統的時鐘振蕩器對於參考時鐘具有幾ppm的偏差。因此電信系統的時鐘發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儘可能沒有訛誤。
另一種傳輸時鐘的可能性可以通過以下方式實現將時鐘集成到需要傳輸的不同種類數據中，然後將其串行化和傳輸，並在線路的末端在解碼傳輸數據之後再生該時鐘。該方法的優點在於，即便在可供使用的線路數量少的情況下也能實現可靠的時鐘傳輸。但在該方法中提高了需要實現的邏輯裝置的費用。
比特時鐘可以從幀時鐘中被相位正確地恢復。該比特時鐘應該具有一個至少以整數倍係數n大於幀時鐘頻率的頻率。在此，n為雙芯線的數量。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，發明人還對該新穎方法作出了以下規定把數據或數據流轉換成曼切斯特碼。由此能夠組合和串行化所述的不同種類數據，然後藉助光波導傳輸。
如果採用光波導，則必然提高了延遲時間，而且必須藉助於所謂的幀標記比特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。由此可以採用變壓器來進行電位分離。如果應該跨越較大的距離，則電位分離是必要的。通常這可以利用光波導或變壓器來實現。如果距離是未知的，則必須求出它。為此設立所述的FMBR_L信號。在電信系統HICOM中，幀時鐘只允許488納秒的延遲，這對應於約50米的線路段。利用FMBR_L，高達250000納秒的延遲是可能的，這於是對應於約25公裡的線路段。
另外，對於現有的電信系統，其具有多個模塊，優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據線路上進行不同種類數據的數據交換，發明人建議以如下方式來改進該電信系統現在設立傳輸工具用於將所述的不同種類的數據組合和串行化和用於用一個時鐘頻率傳輸該被串行化的數據，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數據的時鐘頻率的整數公倍數。
由此能夠實現上述新穎方法的執行。
於是，在所述的電信系統內可以布置至少一個多路復用器用於將所述不同種類的數據饋入數據線路。此時，諸如語音數據、控制數據和時鐘信號或時鐘信息等不同數據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量而達到了所希望的、節省費用的目的。
另外在所述的電信系統內應該布置至少一個多路分解器用於解碼被串行化和傳輸的數據。
有利的是，在所述的新電信系統中，在所述的模塊之間、優選地在所述的中央控制器和外圍接口組件之間設立乙太網電纜作為數據線路。由此達到了所期望的、更緊湊地構造硬體的目的。相對於迄今所採用的LTU電纜，乙太網電纜具有更小的接線規格。
本發明的其它特徵和優點可以從下面通過參考附圖對優選實施例的說明中得出。
下面藉助附圖來詳細講述本發明。
圖1示出了數據傳輸的原理；圖2示出了控制組件的發射部分和接收部分的結構；圖3示出了數據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內利用乙太網電纜在兩個組件BG之間傳輸數據的原理，所述的乙太網電纜在這裡由四根雙芯線構成。數據傳輸的方向通過箭頭方向4給出。
在圖1的左側所示出的組件BG是實發射模塊RTM(Real-Transmitting-Modul)。右側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的數據傳輸。頻率為2,048兆赫的系統時鐘、這裡是CKA，在乙太網電纜固有的雙芯線3上從RTM被傳輸到LTUCA。位於高速路HWYO 0至HWYO 7上的諸如語音數據等其它信號，以及諸如ACTIV(激活)信號、幀標記比特FMB、RESET(復位)信號、無繩信號CDLS等控制信號在所述乙太網電纜的第二雙芯線3上以多路復用的方式被傳輸。為此，在組件RTM上有一個將數據饋入線路中的多路復用器1。在組件LTUCA方設有一個多路分解器2，用於再次解碼在雙芯線3上傳輸的數據。
在附圖1的下面兩個電路圖中示出了從組件LTUCA向組件RTM傳輸數據的原理。諸如電源設備-故障NGA、電源-故障-電源-供電PFPS等監視信號利用組件LTUCA上的多路復用器1被饋入到乙太網電纜中，然後通過雙芯線3傳輸，並在組件RTM上利用多路分解器2被多路分解地接收。參考時鐘REFCLK在乙太網電纜固有的雙芯線3上從LTUCA被傳輸到RTM。
圖2示出了在控制組件上的高速連接HSC的發射部分和接收部分的結構。為了發射，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的比特時鐘。比特時鐘也可以從線路Lb中恢復。在線路Lb和Lc上傳輸被多路復用後的數據。這些數據涉及諸如高速路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據能如何在引向發射機方的線路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，並闡明了同步方法。在橫軸上示出了時軸，在縱軸上示出了數據的0/1電平。
例如線路La至Lb可以通過包括四個雙芯線的乙太網電纜來實現。在各個雙芯線上以多路復用的形式傳輸數據。
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中所傳輸的時鐘的時鐘頻率的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)、也即電信系統的交換系統的2,048兆赫進行傳輸。線路La例如可以在電信系統內部從組件RTM引向組件LTUCA。
兩個曲線Lb和Lc示出了分別在線路Lb和Lc內傳輸的數據的電平過程。
曲線Ld示出了線路Ld中的參考時鐘的曲線，該時鐘從電信系統的組件、例如LTUCA被傳輸到另一組件、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中傳輸的數據中恢復所述的比特時鐘CKE和幀時鐘CKA(下面兩個曲線)。下面用RCKE和RCKA來稱呼它們。
在線路中傳輸數據時，由於信號在來回方向上的傳播時間，所以可能導致大於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中逐比特地傳輸數據時，並不是所有的比特都被佔用了數據。未被使用的比特被佔用了統計電平。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佔用所述的幀時鐘。在圖4中這是比特序列「0001」，其在曲線Lc中是用粗體繪出的。該比特序列既按規則的時間間隔、也按不規則的時間間隔在線路Lc上以幀時鐘頻率的整數倍進行傳輸。在一個時窗(其大小由信號的典型相位延遲得出)中監視這些被傳輸的比特序列。如果以某個頻率出現比特序列「0001」，則可以將其與隨機傳輸的0001數據比特序列區分開來。因為該「0001」是以幀時鐘頻率的整數倍傳輸的，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，於是一個時鐘具有高電平。於是，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。
應當理解，本發明的上述特徵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用，而不會脫離本發明的範疇。
總之，通過本發明實現了在電信系統內的各模塊之間傳輸不同的數據，其中該電信系統在硬體方面、例如在傳輸線路方面已被構造得較為緊湊。
權利要求
1.在電信系統的模塊之間、優選地在電信系統的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數據的方法，其中所述不同種類的數據可以包括電平信號、語音數據、控制數據、與系統有關的時間信號、和/或具有不同頻率及脈衝形式的不同時鐘信號，其特徵在於所述的不同種類的數據被組合和被串行化，該被串行化的數據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據的時鐘頻率的整數公倍數。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於採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據。
3.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於串行的數據傳輸在兩個方向上進行。
4.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於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.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於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.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於從先前已被組合和被串行化的傳輸數據中再生一個時鐘信息或一個時鐘信號。
7.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於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倍係數n大於幀時鐘頻率，其中n為所採用的線路對的數量。
8.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於所述被串行化的數據藉助於光波導傳輸。
9.如上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於所述不同種類的數據被轉換為曼切斯特碼。
10.電信系統，其具有多個模塊，優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據線路上進行不同種類數據的數據交換，其特徵在於具有傳輸工具，用於將所述的不同種類的數據組合和串行化，和用於用一個時鐘頻率傳輸該被串行化的數據，該時鐘頻率是需要被組合的不同種類數據的時鐘頻率的整數公倍數。
11.如權利要求10所述的電信系統，其特徵在於在所述的電信系統內布置至少一個多路復用器用於將所述不同種類的數據饋入數據線路。
12.如權利要求10或11所述的電信系統，其特徵在於在所述的電信系統內布置至少一個多路分解器用於解碼被串行化和傳輸的數據。
13.如權利要求10-12之一所述的電信系統，其特徵在於在所述的模塊之間、優選地在所述的中央控制器和外圍接口組件之間設立乙太網電纜作為數據線路。
全文摘要
本發明涉及在電信系統的模塊之間、優選地在電信系統的中央控制器和接口組件之間傳輸不同種類的數據的方法，其中所述不同種類的數據可以包括電平信號、語音數據、控制數據、與系統有關的時間信號、和/或具有不同頻率及脈衝形式的不同時鐘信號。本發明另外還涉及硬體被設計能用於執行該新穎方法的電信系統。該方法和電信系統的特徵在於所述的不同種類的數據被組合和被串行化，該被串行化的數據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據的時鐘頻率的整數公倍數。
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 優先權日2002年11月19日
發明者K·羅伊施納, E·茨瓦克 申請人:西門子公司