專利名稱：多功能網(wǎng)絡(luò)終端單元與線路接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在一個通信網(wǎng)絡(luò)中處理不同類型的傳輸協(xié)議的方法和設(shè)備，并且可適用于經(jīng)銅線向用戶提供一種或多種電信業(yè)務(wù)。特別是，本發(fā)明有利于業(yè)務(wù)利用不同協(xié)議的場合。在一個特殊實施例中，本發(fā)明可以在一種業(yè)務(wù)一般需要一個以上的銅線對的地方減少所需銅線對數(shù)量。
在存在使用可以連接到一個網(wǎng)絡(luò)上的不同協(xié)議的不同類型設(shè)備的地方，需要在網(wǎng)絡(luò)的接入點提供對這些不同協(xié)議的處理。這意味著，對于每種類型的協(xié)議，需要不同類型的用戶線路電路。由于不可能預(yù)料任何接入點上所需的每類用戶線電路的確切數(shù)量，因此網(wǎng)絡(luò)操作員必須通過為每個協(xié)議提供冗余用戶線電路作出來供應(yīng)若干不同協(xié)議。這需要空閑的機(jī)架空間和增加庫存，從而浪費資源。
ADSL和其它XDSL的引進(jìn)服務(wù)于經(jīng)一個銅線對可用的寬帶通信。通過將銅線長度減小到能夠支持寬帶通信信號的一個長度，可以切實做到經(jīng)一個銅線對的寬帶接入。這可以通過將交換機(jī)之外的網(wǎng)絡(luò)的接入點擴(kuò)展到位于用戶附近的多路復(fù)用器來實現(xiàn)。然而，為了利用該設(shè)備，用戶也許面臨丟棄當(dāng)前設(shè)備和用新設(shè)備替換當(dāng)前設(shè)備的物質(zhì)代價。
電信公司還面臨以下問題增加的銅線對需求，其部分原因是由于互聯(lián)網(wǎng)的增長。電信公司的挑戰(zhàn)是能夠滿足增加的需求，而又不安裝大量的額外銅線。
美國專利US6028867(Covad)公開了一種向供應(yīng)者的所有用戶提供IDSL通信以及選擇性地提供線路長度在ADSL業(yè)務(wù)的限制范圍內(nèi)的ADSL的設(shè)備。然而，該專利未解決維持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的問題。相反地，它支持適于傳送協(xié)議的終端用戶設(shè)備的使用。Covad所公開的接入多路復(fù)用器被定位在中心局，并且安裝了處理IDSL和ADSL的不同模塊。這需要昂貴的不同類型的模塊，需要大發(fā)明，并且浪費了接入復(fù)用器機(jī)架中的空間。
商用電話系統(tǒng)可以包括一個或多個接入諸如中央交換中心系統(tǒng)內(nèi)的中央設(shè)備的子設(shè)備。子設(shè)備通常是連接2線線路的“啞”終端。在一個系統(tǒng)中，話音和數(shù)據(jù)可以經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)話音頻帶傳遞，而信令和控制經(jīng)一個帶外信道進(jìn)行交換。正常電話操作，比如OFF-HOOK(摘機(jī))、ON-HOOK(掛機(jī))、撥號信令等作為帶外信道中的信令來發(fā)送，作為對交換機(jī)專用設(shè)備的請求和相關(guān)的控制信號。帶外信道可以有大約500至1000bits/sec的正常數(shù)據(jù)速率。
通?？梢园?kb/s半雙工方式實現(xiàn)信令。
在本發(fā)明的進(jìn)一步擴(kuò)展中，在用戶設(shè)備在一個規(guī)定時間窗口中尋找對一個請求的響應(yīng)的方面，本發(fā)明可以被擴(kuò)展來解決協(xié)議轉(zhuǎn)換處理中帶來的延遲問題，在該協(xié)議轉(zhuǎn)換處理中將用于上游信號的從協(xié)議A到協(xié)議B的轉(zhuǎn)換處理和用于下游響應(yīng)的協(xié)議B與協(xié)議A之間的轉(zhuǎn)換處理(或，反之亦然)對于用戶單元規(guī)約來說太大(太長)，即，該響應(yīng)也許落入接收該響應(yīng)所允許的窗口之外。為了克服該問題，位于用戶工作地點的Network Termination Unit(網(wǎng)絡(luò)終端單元)包括一種直接響應(yīng)來自用戶設(shè)備的信號的交換機(jī)仿真器。
在NTU(網(wǎng)絡(luò)終端單元)將信號轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)接入點時，來自仿真器的“啞”響應(yīng)保持與用戶設(shè)備的通信，并且接收來自該網(wǎng)絡(luò)接入點的響應(yīng)。
根據(jù)一個實施例，本發(fā)明提供一種至少將第一和第二信號轉(zhuǎn)換為一個公共協(xié)議的方法，其中第一信號具有不同于公共協(xié)議的一個協(xié)議，該方法包括以下步驟將第一和第二信號多路復(fù)用到一個具有公共協(xié)議的比特流上；最好使用比特盜取將第一信號多路復(fù)用到與第二信號相同的比特流上。
本發(fā)明提供了一種至少將第一和第二信號轉(zhuǎn)換為一個公共協(xié)議的設(shè)備，其中第一信號具有不同于公共協(xié)議的第一協(xié)議，該設(shè)備包括一個多路復(fù)用器，將第二信號復(fù)用到一個比特流中，并且通過比特盜取(bit robbing)將第一信號并入傳送第二信號的比特流中。
本說明還公開了一種業(yè)務(wù)靈活通信設(shè)備，能夠有效地將多個業(yè)務(wù)傳送到用戶的工作地點，該設(shè)備包括
一個網(wǎng)絡(luò)線路接口，位于用戶線路的網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)，適于根據(jù)一個選用的通信協(xié)議發(fā)送和接收信息和信令；一個用戶線路接口，位于線路的用戶工作地點，適于根據(jù)選用的通信協(xié)議發(fā)送和接收信息和信令；該用戶線路接口包括在業(yè)務(wù)的信息和信令協(xié)議與選用的通信協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。
網(wǎng)絡(luò)線路接口最好在被選用協(xié)議與同網(wǎng)絡(luò)通信的一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間轉(zhuǎn)換。
在一個優(yōu)選實施例中，所選用協(xié)議是2B1Q IDSL協(xié)議。
本發(fā)明還設(shè)想了一種用戶端接口設(shè)備，將用戶側(cè)的具有相應(yīng)協(xié)議的一個或多個業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)側(cè)的一個公共協(xié)議或者依據(jù)公共協(xié)議轉(zhuǎn)換一個或多個業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)可以使用該公共協(xié)議經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。作為選擇，在網(wǎng)絡(luò)接入點或者附近，可以將這些業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為用戶側(cè)協(xié)議，或者依據(jù)用戶側(cè)協(xié)議轉(zhuǎn)換這些協(xié)議，用于經(jīng)兩個或多個網(wǎng)絡(luò)(其每個具有它們自己的協(xié)議)進(jìn)行傳送。
用戶線路300使用一個公共協(xié)議傳送業(yè)務(wù)。這意味著網(wǎng)絡(luò)接入點300中的機(jī)架可以使用標(biāo)準(zhǔn)線路卡。
同時，用戶工作地點的設(shè)備可以實施多個協(xié)議的一個或多個。這可以通過接口100做到。如圖2所示，在用戶工作地點可以有一種或多種不同類型的用戶設(shè)備21...24，其每個利用了一個不同的協(xié)議。每個用戶設(shè)備21至23連接一個相應(yīng)的接口211至231，這些接口轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)側(cè)所使用的公共協(xié)議與用戶設(shè)備所需的特定協(xié)議之間的通信。如果存在使用公共協(xié)議的一個用戶設(shè)備，則該設(shè)備不需要一個接口。
在上游側(cè)，接口211至231(和公共協(xié)議設(shè)備24，如果有的話)連接多路復(fù)用器/解復(fù)用器25，將復(fù)用上游信號線路4上和解復(fù)用來自線路4的下游信號。
接口211至231的每個接口適用于在用戶設(shè)備協(xié)議與公共協(xié)議之間轉(zhuǎn)換。這些接口可以是為特定用戶設(shè)備協(xié)議定制的，或者可以是可編程的，用于變換用戶設(shè)備協(xié)議的一個范圍。
當(dāng)用戶設(shè)備協(xié)議需要公共協(xié)議中不需要的特定指令時，發(fā)送接口將這些指令封裝為偽數(shù)據(jù)，并且由接收接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換返回這些指令。
為了重建各個消息和確定各個消息和確定它們的目的地和它們的起源，在對接和復(fù)用處理期間，NTU將適當(dāng)成幀加入到被復(fù)用的信號上，使各個信號能夠被識別。相反地，輸入的下游消息包括被用來把分組分配給它們的預(yù)定設(shè)備的消息識別信息。
作為一個實例，下面將考慮適合于供小業(yè)務(wù)系統(tǒng)比如P-Phone使用的一個接口。
該接口包括一個通過上游和下游VF信道以及上游和下游信令信道連接一個P-Phone的接口節(jié)點。該接口還供應(yīng)一個時鐘。
該信令包括P-Phone功能，比如振鈴、摘機(jī)、掛機(jī)、保持和其它特殊命令。P-Phone消息封裝結(jié)構(gòu)有一個16比特格式，包含如下的兩個8比特字節(jié)開始1比特方向1比特地址3比特命令3比特命令5比特重復(fù) 1比特沖突 1比特奇偶校驗 1比特在上游側(cè)，接口100連接一個線路截送，例如IDSL協(xié)議、2×64Kb信道加1×16Kb(2B1Q)。將來自用戶設(shè)備的p-phone VF并入到一個64kb/s信道的8kb/s信道中，并且通過比特盜取技術(shù)將來自該設(shè)備的信令并入到該8kb/s信道中。
對于P-Phone操作，需要本地交換機(jī)在指定時間期限確認(rèn)P-Phone信令。然而，將P-Phone信號轉(zhuǎn)換為線路協(xié)議或者將線路協(xié)議轉(zhuǎn)換為P-Phone信號的等待時間意味著P-Phone系統(tǒng)將不能適當(dāng)?shù)剡\行。中間線路卡和信號引入了P-Phone與網(wǎng)絡(luò)之間的不能接受的延遲。所以，網(wǎng)絡(luò)終端提供對P-Phone系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)。
圖3顯示了將數(shù)據(jù)設(shè)備31、模擬專用線路設(shè)備32和POTS設(shè)備連接到一個COMMON(公共)協(xié)議線路上的一個接口30。該線路連接一個能夠處理公共協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)34。由此，能夠是設(shè)備31、32、33經(jīng)相應(yīng)接口39、35和37連接相應(yīng)線路設(shè)備40、36和38。
圖4顯示了在本發(fā)明的說明中將使用的接口的實施例那些功能部件。
用戶設(shè)備41連接混合電路設(shè)備55，它控制流入設(shè)備41的2線線路以及從設(shè)備41的2線線路流出的方向性。
接口100包括一個上游部分和一個下游部分。
上游部分包括包含低通濾波器46和模數(shù)變換器47的第一信息路徑。
與第一信息路徑并行的是第一信令路徑，包括高通濾波器42、檢測器43和緩沖器44。
A/D47和緩沖器44的輸出被施加到復(fù)用器45上，而復(fù)用器45的輸出被施加到線路200上。
控制器56，例如，一個微處理器，控制緩沖器44、A/D47和MUX45，使它們的輸出根據(jù)預(yù)定的協(xié)議加到線路200上。
從控制器56到所控制的功能部件的線路未被示出，以免附圖
過于復(fù)雜。
此外，在信令被轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)接入點300的時候，交換機(jī)仿真器57響應(yīng)第一信令路徑上的信號，向終端41提供一個維持通信的期望響應(yīng)，以及，該網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)由接口接收。
接口100的第二部分包括一個解復(fù)用器48，用于分離下游信令和信息。下游信息被加到包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器53和低通濾波器54的第二信息路徑上。下游信令被加到包括第二緩沖器49、調(diào)制器50和51以及高通濾波器52的第二信令路徑上。
此外，控制器56管理解復(fù)用處理。
如部件58象征性顯示的沖突決定和管理功能被用來管理同時發(fā)生或重疊的上游與下游傳送之間的沖突。
下面將按IDSL網(wǎng)絡(luò)的語境說明接口的操作，該IDSL網(wǎng)絡(luò)使用2 B1Q結(jié)構(gòu)，即2×64kb數(shù)據(jù)信道和1×16kb信令信道。
當(dāng)IDSL協(xié)議提供一個信令信道時，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，我們使用比特盜取技術(shù)將信令引入數(shù)據(jù)信道。
比特盜取包括按已知圖案的比特序列的轉(zhuǎn)移，從傳送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到某些其它目的，在此情況中，是信令。當(dāng)比特盜取包括從一個信道傳送話音的某些字節(jié)中轉(zhuǎn)移最低有效比特時，對話音業(yè)務(wù)的影響可以是可以接受的限度內(nèi)。
在本實例中，再劃分一個64kb信道，以提供1×8kb信道，留下56kb(自由地)用于其它目的。
8kb/s信道將8比特/字節(jié)加入到64kb/sec信道中。這樣，在每64比特之外，一個8比特字節(jié)被分配給該信道，并且可以用來傳送信息。我們的目的是按這些信息字節(jié)的每1/n使用LSB，傳送數(shù)據(jù)該信令，其中“n”被選擇來提供足以支持該信令的一個比特速率。如果“n”被選擇為8，將提供1kb/s信道。如果需要一個較高信令速率，，則“n”應(yīng)當(dāng)被選擇為例如6。這將導(dǎo)致一個解禁1.33kb/s的信道，即，盜取每第6字節(jié)的LSB將提供一個1.33kb/s信令信道。然而，如果從每第8字節(jié)盜取LSB，則存在一個1kb/s信道。
圖5圖示說明了比特盜取對劃分成8個信道的64kb/s信道的應(yīng)用，其中每個字節(jié)具有8個比特。為了圖示說明，指定信道5傳送用戶終端業(yè)務(wù)，并且用比特盜取方法將信令加入該信道中。該每第8字節(jié)的LSB被用來傳送信令，形成1kb/s信道。
如圖6所示，每個比特被盜取的信令比特又刻意被形成為8比特字節(jié)(或者，任何其它的被選用格式)，用于向用戶終端傳遞信令信息或從用戶終端傳遞信令信息。
為了實現(xiàn)幀同步，這些信令字節(jié)的每一個的第一比特可以被指定為一個成幀比特。該成幀比特可以被指定為例如，總是“1”或總是“0”。在一個更高級的系統(tǒng)中，可以根據(jù)，比方說127比特的偽隨機(jī)圖案，分配信令字節(jié)的一個序列的成幀比特，以形成一個多幀。
為了啟動信令消息的傳送，消息標(biāo)志的一個開頭被傳送。該消息標(biāo)志的開頭是比特的一個序列，被選擇來通知該系統(tǒng)一個消息接著出現(xiàn)。在空閑狀態(tài)下，該系統(tǒng)通常將發(fā)送全0或者全1，所以消息標(biāo)志的開頭將不同于空閑狀態(tài)的傳送。
如果目的是用戶終端41使用1kb/s的信令速率，那么比特盜取信道將具有傳送該數(shù)據(jù)速率的容量(能力)。然而，由于使用例如每字節(jié)1比特的幀管理的需要，因此成比例地減少以1kb/s時鐘速率傳送比特盜取信道的傳送容量的數(shù)據(jù)信息。因此，信息速率將使875b/s，低于該實例中的由用戶信道使用的速率。這里有兩個對此進(jìn)行處理的選擇。一個是將比特盜取信道比特速率增加到例如，每6字節(jié)1比特，從而給出了一個約1.33kb/s的時鐘速率。使用每8個比特字節(jié)一個管理比特，該速率的7/8`s是1.04kb/s，這將適合于1kb/s終端信令速率。
在終端信令包括冗余比特或者網(wǎng)絡(luò)不使用的的比特時，可以使用第二方法。這些比特能夠被丟棄，以減少傳送終端信令所需的比特速率。
在圖7中，用戶設(shè)備71連接分離上游和下游流的混合電路79。發(fā)送的話音信號在電路72上濾波，并傳遞到線路接口電路7，接口電路74將這些信號轉(zhuǎn)換為線路協(xié)議并且與發(fā)送的信令進(jìn)行復(fù)用。在與傳送的話音信號復(fù)用之前，傳送的信令經(jīng)混合79、BPF或HPF濾波器77以及發(fā)送調(diào)制解調(diào)器76到達(dá)接口74。
在下游方向，接口74將分離接收的信令并轉(zhuǎn)換為VF下游(被接收的)話音。該接收的話音經(jīng)濾波器LPF72濾波并發(fā)送給用戶設(shè)備71。接收的信令與接收話音分離，并加到接收調(diào)制解調(diào)器78上，以及經(jīng)濾波器77加到混合79上，由此發(fā)送給設(shè)備71。
交換機(jī)仿真器80響應(yīng)來自設(shè)備71的信令以維持通信通話，直至設(shè)備發(fā)出通話結(jié)束的信號或者例如網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止通話。
盡管已經(jīng)結(jié)合使用帶外信令的商用電話，比如Nortel Meridian或P-Phone說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的原理可以等同地應(yīng)用于其它終端設(shè)備。
例如，能夠以一個相同的方式把POTS電話復(fù)用到優(yōu)選協(xié)議線路上。按一個相同方式將話音信號轉(zhuǎn)換為上用電話話音信號。檢測器設(shè)備將檢測POTS子設(shè)備的狀態(tài)，所以該檢測器將識別來自子設(shè)備的各種信號，并且將這些信號轉(zhuǎn)換成與話音信號進(jìn)行復(fù)用的代碼。
權(quán)利要求
1.一種將第一通信協(xié)議中的一個通信轉(zhuǎn)換為第二協(xié)議的方法，所述第一協(xié)議包括信息和信令；所述方法包括將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字流，和使用比特盜取將信令并入到數(shù)字流中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中信令在一個信令信道上傳送，該信令信道不同于傳送信息的信息信道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中信息在話音頻帶信道中，信令在一個帶外信道中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中信息是模擬信號形式，信令是數(shù)字信號形式。
5.一種將第一協(xié)議中的一個通信轉(zhuǎn)換為第二協(xié)議的設(shè)備，所述通信包括信息和信令；所述設(shè)備包括一個分路器設(shè)備，把信息分到第一信息路徑上和把信令分到第一信令信道上，以及一個復(fù)用器設(shè)備，將信息加到數(shù)字流上，并且通過比特盜取將信令并入到數(shù)字流中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，包括一個網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)仿真器，用于響應(yīng)信令發(fā)送一個適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述仿真器位于復(fù)用器設(shè)備的下游側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7任一個所述的設(shè)備，其中復(fù)用器設(shè)備包括一個復(fù)用器電路、在復(fù)用之前存儲信令數(shù)據(jù)的緩沖器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一個所述的設(shè)備，包括一個控制復(fù)用器設(shè)備的控制器。
10.一種至少將第一和第二信號轉(zhuǎn)換為一個公共協(xié)議的設(shè)備，其中第一信號具有不同于公共協(xié)議的第一協(xié)議，該設(shè)備包括一個多路復(fù)用器，將第二信號復(fù)用到一個比特流中，并且通過比特盜取將第一信號并入到傳送第二信號的比特流中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中第二信號具有一個不同于公共協(xié)議和不同于第一協(xié)議的第二協(xié)議該設(shè)備包括一個第二轉(zhuǎn)換器，將第二信號轉(zhuǎn)換為公共協(xié)議。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備，包括一個網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)仿真器，用于將網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)仿真為這些信號的至少一個。
13.一種至少將第一和第二信號轉(zhuǎn)換為一個公共協(xié)議的方法，其中第一信號具有不同于公共協(xié)議的第一協(xié)議，該方法包括將第二信號復(fù)用到一個比特流中，和通過比特盜取將第一信號并入傳送第二信號的比特流中。
14.一種實質(zhì)上如參照附圖所述轉(zhuǎn)換信號的方法。
15.一種實質(zhì)上如參照附圖所述轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備。
16.一種業(yè)務(wù)靈活通信設(shè)備，能夠有效地將多個業(yè)務(wù)傳送到用戶的工作地點，該設(shè)備包括一個網(wǎng)絡(luò)線路接口，位于用戶線路的網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)，適于根據(jù)一個選用的通信協(xié)議發(fā)送和接收信息和信令；一個用戶線路接口，位于線路的用戶工作地點，適于根據(jù)選用的通信協(xié)議發(fā)送和接收信息和信令；所述用戶線路接口包括進(jìn)行業(yè)務(wù)的信息及信令協(xié)議與選用的通信協(xié)議之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中網(wǎng)絡(luò)線路接口進(jìn)行選用協(xié)議與用于和網(wǎng)絡(luò)通信的一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其中所選用協(xié)議是IDSL協(xié)議(2B1Q)。
全文摘要
本發(fā)明能夠使使用不同協(xié)議的各類設(shè)備用一個預(yù)定協(xié)議對傳送業(yè)務(wù)的一個二線線路進(jìn)行復(fù)用。通過比特盜取技術(shù)的使用,借助并入信道中的信令,將使用分離信息和信令的設(shè)備的傳送復(fù)用到預(yù)定協(xié)議的一個單信道上。這能夠使幾個不同類的設(shè)備經(jīng)一個單部件連接到網(wǎng)絡(luò)接入點,允許接入設(shè)備中的線路卡標(biāo)準(zhǔn)化。
文檔編號H04Q11/04GK1371205SQ0113818
公開日2002年9月25日 申請日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者羅納德·約翰, 格蘭特·J·安德伍德, 菲利普·D·里斯 申請人:阿爾卡塔爾公司