专利名称：支持n-isdn业务的atm交换系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及异步传输方式(ATM)交换系统，更具体地说，涉及能够服务于窄带综合业务数字网络(N-ISDN)业务的ATM交换系统及其控制方法。
由于ATM(异步传输方式)技术被用来作为实现B-ISDN(宽带综合业务数字网)的重要的技术，因此各种使用ATM技术的通信设备已经被投放到市场。按照该技术的发展水平，ATM技术能够通过ATM网络服务于N-ISDN(窄带-综合业务数字网)业务。虽然在使用ATM技术服务于N-ISDN业务上已经付出了很多的努力，但是，至今还不能够为语音用户提供满意的服务，这是由于ATM技术与现有的电路交换(或线路交换)在数据传榆方式方面不同的缘故。因此，在传输期间，ATM交换系统需要附加的为N-ISDN业务服务的功能。
目前，所做的许多努力是利用PSTN和ATM网络之间的互通装置向连接到公共电话交换网(这里被称为PSTN)的用户提供语音服务。然而，在这种情况下，当把从PSTN输出的N-ISDN业务数据组合到ATM单元中时，将产生时间延迟的问题和单元传输效率低的问题(即，低带宽效率问题)。
图1中图解说明了由日本NTT(Nippon Telephone&Telegraph)的0hnishi等人提出的多媒体处理节点(以下称为MHN)的结构(见H.Ohnishi,S.Suzuki,H.nakayama,H.Tanaka,T.Takahashi，和H.Ishikawa的“面向B-ISDN灵活和改进性能价格比的全频带交换节点结构”ISS’95 B1.2)与现有电路交换和ATM兼容的MHN系统包括能够相互独立工作的STM(同步传输方式)交换和ATM交换。早期的B-ISDN业务被用于商业目的。然而，用新的ATM交换取代现有价格高的STM交换是不经济的。因此，MHN系统能够成为用ATM交换代替STM交换的灵活并且具有合理的效能价格的选择方案之一。MHN系统使用同样的硬件和软件平台同时兼容STM交换和ATM交换，并且能够使任意STM节点，ATM节点和混合的STM/ATM节点相适应。
另外，如图2所示，MHN系统通过CLAD(单元组合和分解)方法使用STM模块与ATM模块互通的结构。参考图2，参考字母ASM代表ATM/STM处理模块的缩写，参考字母SBM表示用户模块，参考字母SIM表示系统接口模块，参考字母DSM表示分配模块。
然而，上述MHN系统具有下列缺点。
(1)MHN系统包括STM交换和ATM交换，它们相互独立地并行运行，使得系统复杂并且昂贵。
(2)MHN系统需要在STM交换和ATM交换之间进行集中互通的设备CLAD。因此，整个STM交换和ATM交换业务通过单一的集中CLAD互通，这样使得控制业务困难。另外，在STM交换和ATM交换之间存在大量的业务的情况下，在CLAD中将可能产生瓶颈现象。
(3)为了切换到单元，MHN系统需要完成两次路由操作，即，首先是从始发方的STM和ATM交换到CLAD的路由，然后是从CLAD到目的地(即，终止方)的ATM和STM交换的路由。
(4)MHN系统在单元交换期间产生单元延迟。在将语音数据组合成为单元的过程中所产生的单元延迟将影响语音服务的质量。在语音通信中，如果在125微秒的间隔内传输的语音数据，即B通道数据(传输速率为64Kbps)在填满ATM单元之后被传输，则MHN系统将产生大约6毫秒(精确地说为5.875毫秒)的时间延迟，它将影响语音服务的质量。另外，由于在语音服务中的时间延迟必然产生回波，所以该系统需要回波消除器。
(5)MHN系统的单元带宽效率低。假如MHN系统在待发送的单元中充满B通道数据或D通道数据，以便解决组合所述单元时的时间延迟问题，那么，单元带宽效率被降低到不能接受的程度。
图3表示了由AT&T公司的Spanke等人所提出的TCT(时间单元时间Time Cell Time)交换，(见R.Spandke和J.Adrian的“DS0数字交换的ATM混合单元交换”，ISS’95 Pb3)在图3中CCA节点表示混合单元组合节点，而DS0表示数字信号电平0(64Kbps)。图3说明支持利用ATM交换由PSTN提供的语音服务的TCT交换的概念。然而，实现TCT交换概念的方法至今还没有被提出来。
因此，本发明的目的是提供一种使用单一交换系统就能够同时处理STM业务和ATM业务的ATM交换系统。
本发明的另外一个目的是提供一种能够同时处理STM业务和ATM业务的ATM交换系统，在该系统中，STM业务和ATM业务之间的互通装置被分布到ATM交换系统的各个部分，以便消除瓶颈现象。
本发明的另外一个目的是提供一种使用单一交换系统就能够完成路由操作的ATM交换系统。
本发明的另外一个目的是提供一种ATM交换系统，该系统将不同的语音数据按照帧周期组合成为单元，这样在传输单元时不会出现时间延迟。
本发明还有另外一个目的是提供一种ATM交换系统，该系统将多个呼叫多路复用而把它们组合到各单元中，以便改进单元带宽效率。
为了实现上述目的，所提供的ATM交换系统包括用户输入模块，中继输入模块，ATM交换系统，用户输出模块，和中继输出模块。用户输入模块包括2B+D帧处理器，用于将从N-ISDN用户输出的2B+D通道数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第一时分交换模块，用于按照对应于目的地时间交换模块号码的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照各目的地分组的通道流数据交换到各个高速通道；以及第一输入CLAD，用于集合从目的地时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元。中继输入模块包括帧处理器，用于将从N-ISDN中继线输出的帧数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第二时分交换模块，用于按照与目的地时分交换模块号码对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照各目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道上；以及第二输入CLAD，用于集合从目的地第二时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元。ATM交换系统具有与用户输入模块和中继输入模块连接的输入端口和与用户输出模块和中继输出模块相连的输出端口，该交换系统使从用户输入模块和中继输入模块输入的ATM单元自选路由，将ATM单元交换到各个目的地。具有与用户输入模块相同结构的用户输出模块按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN用户。具有与中继输入模块相同结构的中继输出模块按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN中继线上。
通过下面结合附图所做的详细的说明，本发明的上述目的，特征和优点将更加明显，附图中图1说明根据先有技术、采用STM和ATM技术的多媒体处理节点(MHN)；图2说明根据图1结构的交换系统；图3说明根据先有技术支持DS0(数字信号电平0)服务的时间单元时间(TCT)交换系统；图4说明根据本发明的实施例、用于为N-ISDN业务服务的ATM交换系统的结构；
图5说明图4中N-ISDN用户通道控制器(120)和CLAD(130)之间的连接；图6说明图4中N-ISDN T1中继通道控制器(220)和CLAD(230)之间的连接；图7说明图4中N-ISDN E1中继通道控制器(220)和CLAD(230)之间的连接；图8说明图4中的时分交换模块的结构；图9说明图4中CLADs的结构；图10说明图9中路由控制器(131)的结构；图11说明在图4的ATM交换系统中处理N-ISDN业务的控制过程；图12是说明根据本发明的实施例如何使用ATM交换系统为N-ISDN之间的业务服务的示意图；图13是说明根据本发明实施例如何使用ATM交换系统为N-ISDN和ATM网络之间的业务服务的示意图；图14是说明根据本发明实施例如何使用ATM交换系统为ATM网络之间的业务服务的示意图；一般来说，ATM交换系统是被标准化的，使得它能够提供包括语音，数据和视频在内的多媒体服务。但是，由于ATM交换技术与现有的电路交换技术在概念上不同，所以，ATM交换系统不能利用现有的PSTN或N-ISDN系统所支持的交换方法。因此，ATM交换需要一种用于与PSTN和N-ISDN连接的互通装置。
因此，ATM交换系统需要互通装置来处理N-ISDN业务，并且需要这种交换系统的结构能够最大限度地改善当将语音数据组合成为ATM单元时所产生的时间延迟问题，以及单元传输效率低问题。当然，ATM交换系统需要各种包括现有的用于处理语音业务和ATM业务的呼叫处理功能的软件程序。
根据本发明的ATM交换系统是非常有用的，这是因为它能够处理在N-ISDN阶段和B-ISDN阶段之间的中间阶段中的各种媒体。ATM交换系统重新安排B通道和D通道，使得被接收的N-ISDN帧(2B+D,23+D/30B+D)与PSTN中使用的时分交换的输入条件相一致。在这种方法中，所述时分交换按照目的地将各通道分组，以便组合ATM单元。组合后的ATM单元经过ATM交换被传输到相应目的地的时分交换模块。然后，目的地(或终止方)进行反向操作，从而完成交换功能。
对于该应用，下面将进行说明，并将重点放为N-ISDN语音业务服务的操作上。
图4说明根据本发明的实施例的ATM交换系统。参考图4，N-ISDN用户输入模块(或始发模块)100包括通道控制存储器(CC)110,N-ISDN用户通道控制器120和CLAD130。包括2B+D帧处理器和时分交换模块的N-ISDN用户通道控制器120处理从N-ISDN用户输入的2B+D帧数据，然后，通过时隙交换技术(TSI)对它进行交换。通道控制存储器110存储控制信息，后者用于在通道控制器(或TSI控制器)170控制下分割和交换N-ISDN用户通道控制器120的通道。CLAD130将从N-ISDN用户通道控制器120输出的N-ISDN DS0流数据组合成为ATM单元。
N-ISDN中继输入模块200包括通道控制存储器(CC)210,N-ISDN中继通道控制器220，和CLAD230。包括T1或E1帧处理器和时分交换模块的N-ISDN中继通道控制器220处理从N-ISDN中继线输入的帧数据，然后通过时隙交换技术对它进行交换。通道控制存储器210存储控制信息，后者用于分割和交换N-ISDN中继通道控制器220的通道。CLAD230将从N-ISDN中继通道控制器220输出的N-ISDN DS0流数据组合成为ATM单元。
D通道输入模块500包括D通道处理器510和CLAD530。D通道处理器510通过输入模块100和200处理D通道分割，并且CLAD530将从D通道处理器510输出的D通道流数据组合成为ATM单元。
SIM(用户接口模块)910连接从ATM UNI(用户网络接口)输出的ATM单元，而TIM(中继接口模块)920连接从ATM NNI(网络节点接口)输出的ATM单元。SIM910和TIM920共同连接到ATM交换系统800，而没有CLAD。
与ATM交换系统800连接的N-ISDN用户通道输出模块(或目的地模块)300具有N-ISDN用户输入模块100的反向结构，这样能够进行反向的操作。类似地，与ATM交换系统800连接的N-ISDN中继输出模块400具有N-ISDN中继输入模块200的反向结构，因此能够进行反向操作。另外，与ATM交换系统800连接的D通道输出模块600具有D通道输入模块500的反向结构，因此能够进行反向操作。与ATM交换系统800相连的SIM930和TIM940同时进行与SIM910和TIM920相反的操作。
通道控制器(或ISDN/TSI/D通道控制器)710通过控制用户输入模块100，中继输入模块200,D通道输入模块500，用户输出模块300，中继输出模块400和D通道输出模块600将通道流数据组合成为ATM单元并将ATM单元分解为通道流数据。单元控制器720使得SIMs910和930,TIMs920和940以及CLAD(130,230,330,430,530,630)能够把ATM单元输入到ATM交换系统800，并且，从ATM交换系统800输出ATM单元。
如图4所示，根据本发明的ATM交换系统包括N-ISDN通道控制模块100,200,300和400(每个包括2B+D接口和时分交换模块)；CLADs130,230,530,330,430和630；ATM交换系统800；和控制器700(包括通道控制器710和呼叫控制器720)。ATM接口(包括SIMs910和930，以及TIMs920和940)可以直接与ATM交换系统800相连接，不需要CLAD。
N-ISDN通道控制模块100,200,300和400中的每一个包括用来处理用户接口(基本速率2B+D)或中继接口(主速率23B+D或30B+D)的帧处理器，和时分交换模块。基本速率用户接口含有2B+D帧处理器，而主速率中继接口含有23B+D或30B+D帧处理器。时分交换模块包括语音存储器、控制存储器和控制逻辑，它以电路交换系统相同的方式进行时隙交换(TSI)。
各个输入模块100,200，和500中的CLADs130,230和530将通道流数据组合成为ATM单元。在呼叫设置时间，从呼叫控制器720接收把单元标题和路由标记附加到ATM单元的有效负载部分的功能、有效数据长度的指示和标题信息，从而把它们存储在CLAD内部路由表中。直至所述呼叫被解除。相反，各个输出模块300,400和600中的CLADs330,430,630则进行与CLADs130,230和530反向的操作。
用来交换ATM的ATM交换系统800可以通过一般的ATM交换系统来实现。控制器700包括用来控制N-ISDN呼叫的通道控制器710和用来控制ATM呼叫的呼叫控制器720。
参考图4,ATM交换系统包括N-ISDN用户通道控制器120和320，以及N-ISDN中继通道控制器220和420，它们每个都包括时分交换模块和基本/主帧处理器；连接在ATM交换系统800和N-ISDN通道控制器120,220,320，及420之间的CLADs130,230,330，和430，它们用来组合和分解ATM单元；用来交换ATM单元的ATM交换系统800；用来连接ATM用户的SIMs910和930；用来连接ATM中继线的TIMs920和940；用来控制N-ISDN呼叫或ATM呼叫的呼叫控制器(或TSI控制器)700；如同分组处理器的D通道处理器510和610；以及其它控制逻辑。
从N-ISDN用户或N-ISDN中继线输入的流数据由N-ISDN用户通道控制器120或N-ISDN中继通道控制器220进行时分切换，由CLAD130或230组合成为ATM单元，然后，由ATM交换系统800进行交换。为了将ATM交换系统800中的交换后的ATM单元输出到N-ISDN用户或中继线，CLAD330或430分解交换后的ATM单元，然后N-ISDN用户通道控制器320或N-ISDN中继通道控制器420对分解后的ATM单元进行时分交换，并将其传输到目的地。
如图所示，N-ISDN通道控制器120,220,320和420被分为N-ISDN用户通道控制器120和320，以及N-ISDN中继通道控制器220和420。参考图5,N-ISDN用户通道控制器120和320中的每一个包括2B+D帧处理器和时分交换模块125。2B+D帧处理器包括2B+D接口121,2B+D分路器122,B通道多路复用器123，和D通道多路复用器124。另外，N-ISDN中继通道控制器220和420按照中继类型具有不同的结构。即，中继线被分成北美T1型和欧洲E1型。图6表示N-ISDN T1中继线通道控制器，而图7表示N-ISDN E1中继通道控制器。下面将给出这种应用的说明，着重说明用户输入模块100和中继输入模块200。
首先，说明N-ISDN用户通道控制器120的结构和操作，从用户输出的2B+D通道数据通过2B+D接口121进行处理，并被2B+D分路器122分割为B通道数据和D通道数据。这里，2B+D分路器122区分D通道数据是LAPD(链路访问协议-D通道)数据还是诸如分组数据的用户信息。如果D通道数据是LAPD数据，则2B+D分路器122将D通道数据传送给通道控制器710。然而，如果D通道数据是用户信息，则2B+D分路器122将以和B通道数据相同的方法对它进行处理。一旦D通道与B通道分离，则B通道多路复用器123采用16:1多路复用将B通道数据多路复用到同一个子高速通道上，并且D通道多路复用器124采用32:1多种复用将D通道数据多路复用到同一个子高速通道上。为了多路复用D通道数据，D通道多路复用器124将第一个2B+D帧的D通道数据插入到D通道子高速通道的第一时隙中，第二个2B+D帧的D通道数据插入到第二时隙中，…，并且第n个2B+D帧的D通道数据插入到第n个时隙中。这里，应该注意，虽然它们能够被多路复用到B通道子高速通道上，但是为了将D通道子高速通道直接连接到D通道处理器，不经过交换结构路由，D通道数据被分开地编组并多路复用。另外，D通道子高速通道能够经过时分交换模块125,CLAD1130，和ATM交换系统800转换到D通道处理器510。上述两种情况在本发明的ATM交换系统中都是可实现的。
在这种结构中，2B+D接口121,2B+D分路器122,B通道多路复用器123和D通道多路复用器124构成2B+D帧处理器。由2B+D帧处理器分配的子高速通道通过时分交换模块125进行时隙交换。时分交换模块125按照与现有电路交换系统相同的方式工作。从时分交换模块125输出的数据被CLAD130组合成为ATM单元，加到ATM交换系统800的输入端口，由ATM交换系统800进行交换，并且被传送到目的地的CLADs330和430，或者被传送到ATM接口930和940上。加到CLADs330和430的ATM单元以相反的操作方式被处理，并被传送到目的地的用户或中继线上。
其次，将说明N-ISDN中继通道控制器220的结构和操作。参考图6,N-ISDN T1中继通道控制器220包括23B+D帧处理器和时分交换模块225。23B+D帧处理器包括以1.54Mbps的数据传输速率接收23B+D T1帧数据的23B+D接口221；将23D+B帧数据转换成为30B+D帧数据的接口222；多路复用从接口222输出的B通道帧数据的B通道多路复用器223；和多路复用从接口222输出的帧数据中的D通道数据的D通道多路复用器224。
参考图7,N-ISDN E1中继通道控制器220包括30B+D帧处理器和时分交换模块225。30B+D帧处理器包括以2.048Mbps的数据传输速率接收30B+D E1帧数据的30B+D接口241；将从接口241输出的30B+D帧数据的B通道数据多路复用的B通道多路复用器242；和将从接口241输出的D通道帧数据多路复用的D通道多路复用器241。
N-ISDN中继通道控制器220和时分交换模块225以与N-ISDN用户通道控制器120相同的方式工作。因此，下面将说明中继线接口的操作。
首先说明用于处理23B+D T1帧数据的T1中继通道控制器220的操作，象N-ISDN用户通道控制器120一样，23B+C接口221与被接收的23B+D T1帧连接，区分D通道与B通道，并将B通道和D通道多路复用到对应的子高速通道上。按照将第一22B+D帧的D通道数据被多路复用到子高速通道帧的第一通道的方法，D通道数据被多路复用到子高速通道帧上，第二23B+D帧的D通道数据被多路复用到子高速通道帧的第二通道上，并且第n个23B+D帧的D通道数据被多路复用到子高速通道帧的第n个通道上。时分交换模块225的操作与N-ISDN用户通道控制器120中的时分交换模块125的操作方式相同。
接下来，说明处理30B+D E1帧的E1中继通道控制器220的操作，如同N-ISDN用户通道控制器120那样，30B+D接口241与被接收的30B+D T1帧连接，将C-通道和D通道区分开，并将B-，和D通道分别多路复用到相应的子高速通道上。30B+D E1帧处理器将B-或D通道数据多路复用到输出子高速通道上，不保留空时隙。即，30B+D帧处理器所含有的输入帧时隙数量与输出帧的时隙数量相同，使得没有空的时隙产生。
如上所述，N-ISDN通道控制器120,220,320和420包括时分交换模块125,225,325和425，它们分别具有相同的结构。为方便说明，图8表示了用户输入模块100的时分交换模块125和其相应电路之间的连接。
时分交换模块125与现有电路交换系统所使用的相同，因此具有同一呼叫控制方法。即，时分交换模块125通过时隙交换方法，交换64Kbps多路复用数据的子高速通道流各自的DS0通道。这里，时隙交换的控制信息被存储在时分交换模块125的内部控制存储器中。根据本发明，时分交换模块125的时隙交换功能的进行如同下面所述。
首先，时分交换模块125按照下面的方法交换时隙，即，根据对应于输入子高速通道的DS0通道的目的地(输出)时分交换模块号码的时隙，按照升序将所述时隙排序。就是说，准备到较小的目的地时分交换模块号码去的数据被安排在其中子高速通道具有较小的时隙号码的位置。图8举例说明目的地时分交换模块1,7，和8。通过时分交换模块125中的控制存储器完成排序，并且在呼叫建立期间，从通道控制器710中接收控制存储器信息。
没有相同数量的时隙是空的，这是必要的。如果准备到同一目的地时分交换模块的数据小于子高速通道的数量(图8中“m”)，则准备到不同目的地的单元可从在具有相同数量的时隙中混合排列。图8中的时隙数据“7”和“8”是这种情况的例子。如果准备到同一目的地时分交换模块的数据大于子高速通道的数量，则超出“m”的数据将被携带在邻近通道上。在图8中，时隙数据“1”超出“m”。这里，“m”与子高速通道的数量相同，并且可以把它作为在一个单元上携带的时隙的数量。
如上所述处理数据的理由是要按照目的地将DS0数据分组。分组后的DS0数据通过DLAD130被组合成为相应的单元，然后被传送到相应的目的地。
在时分交换模块125上按照目的地分组的通道数据被加到CLAD130上，以便对所述单元进行组合和分解。图9表示CLAD130的结构。
参考图9,CLAD130收集从时分交换模块125的DS0通道中的、准备到同一目的地的输入数据，以便将所收集的数据组合成为ATM单元，或将由ATM交换系统800交换的ATM单元分解，并将被分解的数据传送到输出时分交换模块。
如上所述，CLAD130包括路由控制器131和单元多路复用器132。路由控制器131将单元标题和路由标记附加在单元的有效载负上，并指出单元的有效数据长度。单元多路复用器132对从路由控制器131输出的单元进行多路复用。与其相似，对置的CLAD330包括多路分解器和路由控制器，用来将ATM交换系统800上的已交换的ATM单元分解，并将该单元发送到目的地。
在图9中，在路由控制器131上的字母“a”,“b”,“c”，…代表存储在单元标题缓冲区136中的单元标题，字母“1”,“2”,“3”，…代表存储在路由标记缓冲区137内的路由标记。因此，为每一个ATM单元分配一个单元标题和一个路由标记(以“a”和“1”,“b”和“2”,“c”和“3” ，…各对的形式)。这些值由呼叫控制器720在呼叫建立期间提供，并被存储在缓冲区136和137中，直到该呼叫被解除。在图9中，字母“L”通过字节数字代表单元有效载荷上携带的数据的有效部分。
参考图10，由于DS0数据已经在时分交换模块125按照目的地分组，所以可以通过将处在相同时隙的DS0数据映像到ATM单元的有效载荷上，把准备到同一目的地的数据收集在同一ATM单元中。然而，如同图8中所示，假如准备到几个输出时分交换模块的数据相互混在一起，那么，时分交换模块125就按照目的地将混合的数据分组，并且，CLAD130为相应的目的地产生新的ATM单元。例如，如果在所述组中有五个目的地，则将复制的单元数量上增加到五个，并且每个单元将收集具有相同目的地的数据。因此，64Kbps的数据传输速率将增加N倍，这并不影响ATM交换系统800的交换速度。
呼叫建立期间，在呼叫控制器720的控制下单元标题信息和路由标记信息被加到路由控制器131，并一直保持到呼叫被解除。如图10所示，分别存储在缓冲区136和137中的单元标题信息和路由标记信息被加到相应的子高速通道的时隙中。添加路由标记提高了ATM交换系统800的运行速度。
当CLAD130组合单元时，必须向单元有效载荷指出有效的数据长度。具体地说，利用单元有效载荷的最后字节，以字节数表示有效数据的长度，并在目的地通过CLAD删除。在图10中，用来指示有效数据长度的指示器由尾部附加部分()代表。这里，α代表N-ISDN通道模块的数目，β代表N-ISDN通道控制模块的数量和其它接口模块数量的总和。按照交换系统的结构，α和β的值可以设置为不同。含有单元标题，路由标记和有效数据长度的单元格式可以组成如表1所示的结构。
<表1>
在表1中，填入呼叫类型中的数据用来指示呼叫类型，如，语音对语音呼叫，语音对非语音呼叫，等。
另外，单元多路复用器132将从路由控制器131输出的组合单元进行多路复用。这里，一个内部单元包括路由标记和单元有效载荷，在它上面装载有来自DS0通道的分组数据，并且在图4中字母“S”代表内部单元。因此，内部ATM单元的速度变为(单元有效载荷+单元标题+路由标记)×8位，并且应与ATM交换系统800的端口速度相同。ATM交换系统800的端口速度是根据如何实现ATM交换而变化的。
根据实现ATM交换系统800的因素之一，CLAD130的输入/输出条件被确定与ATM交换系统800的输入/输出接口相一致，使得对于任何类型的ATM交换系统800可以使用一种结构。ATM交换系统800可以由通用的ATM来实现。在本说明书中，对于ATM交换系统800的说明将被省略。
在图4中，D通道处理器510对于被传输到D通道的分组数据进行处理。D通道数据可以直接从N-ISDN通道模块、或经过含有ATM交换系统800的路由被接收。
图11是用于说明本发明的ATM交换系统如何交换DS0通道数据的示意图。在本说明书中将重点对于用户输入(始发)模块100和用户输出(目的地)模块300进行描述。
如图4到11所示，输入的DS0通道数据被交换并通过输入时分交换模块125→CLAD130→ATM交换系统800→输出的CLAD330→输出时分交换模块325(图中没有显示)而被传输。然后，通过N-ISDN用户通道控制器300的反向输出操作，时分交换模块325的输出信号(图中没有显示，而是包括在N-ISDN用户通道320中)被传送到目的地。
输入到时分交换模块125的数据被这样排序，使得它们被送往输出(或目的地)时分交换模块325，单元标题和路由标记被加到已排序的数据分组上，以便组合成为ATM单元。然后，组合后的ATM单元经过ATM交换系统800被传送到CLAD和时分交换模块。终止方的时分交换模块进行时隙交换，将ATM单元传送到最终目的地N-ISDN用户/中继接口。从图中可知，利用时隙交换的电路交换功能是用现有的方法完成的。图中下方的两个表表示了时分交换模块的控制存储器。
本发明的ATM交换系统可以具有四种类型的与输入端口连接的模块，并且还具有四种类型的与输出端口连接的模块，使得ATM交换系统能够进行四种交换功能。为了提供各种相应的服务，ATM交换系统应具有处理N-ISDN和ATM单元的软件程序，以及用于数字翻译和信令的软件程序。
第一，将说明输入(或始发)方和输出(或目的地)方均为N-ISDN用户或N-ISDN中继线(即，N-ISDN到N-ISDN呼叫)的情况。参考图12,(a)代表本地呼叫路径，来自N-ISDN用户的呼叫经过该路径被切换到另一个N-ISDN用户，(b)代表呼出路径，来自N-ISDN用户的呼叫经过该路径被切换到N-ISDN中继线。另外，(c)代表呼入路径，从N-ISDN中继线输入的呼叫经过该路径被切换到N-ISDN用户，(d)代表中转呼叫路径，从N-ISDN中继线输入的呼叫经过该路径被切换到另外一个N-ISDN中继线。即，(a)是N-ISDN到N-ISDN本地呼叫路径，而(b)-(d)是N-ISDN到N-ISDN中继线呼叫路径。
第二，将说明输入(或始发)方是N-ISDN用户或是N-ISDN中继线，并且输出(或目的地)方是ATM用户或ATM中继线(即，N-ISDN到ATM呼叫)的情况。参考图13,(e)表示本地呼叫路径，经过该路径，从N-ISDN用户输入的呼叫被切换到ATM用户。(f)表示呼出路径，经过该路径从N-ISDN用户输入的呼叫被切换到ATM中继线，(g)表示呼入路径，经过该路径从N-ISDN中继输入的呼叫被切换到ATM用户，(h)代表中转呼叫路径，经过该路径从N-ISDN中继线输入的呼叫被切换到ATM中继线。另外，(i)代表本地呼叫路径，经过该路径从ATM用户输入的呼叫被切换到N-ISDN用户，(j)代表呼出路径，经过该路径从ATM用户输入的呼叫被切换到N-ISDN中继线，(k)代表呼入路径，经过该路径从ATM中继线输入的呼叫被切换到N-ISDN用户，(1)代表中转呼叫路径，经过该路径从ATM中继线输入的呼叫被切换到N-ISDN中继线，即，(e)是N-ISDN到ATM的本地呼叫路径，(f)到(g)是N-ISDN到ATM的中继线呼叫路径，(i)是ATM到N-ISDN的本地呼叫路径，(j)-(l)是ATM到N-ISDN的中继线呼叫路径。
第三，将说明输入(或始发)方和输出(或目的地)方均为ATM用户或ATM中继线(即，ATM到ATM呼叫)的情况。参考图14,(m)代表本地呼叫路径，经过该路径，从ATM用户输入的呼叫被切换到另外一个ATM用户，(n)代表呼出路径，经过该路径从ATM用户输入的呼叫被切换到ATM中继线。另外，(o)代表呼入路径，经过该路径，从ATM中继线输入的呼叫被切换到ATM用户，(p)代表中转呼叫路径，经过该路径，从ATM中继线输入的呼叫被切换到另外一个ATM中继线。即，(m)是ATM到ATM的本地呼叫路径，(n)-(p)是ATM到ATM中继线呼叫路径。
如上所述，根据本发明的ATM交换系统具有以下优点。
(1)该ATM交换系统能够在组合ATM单元时避免延迟。
(2)由于避免了单元延迟，因此不会产生回波，所以该ATM交换系统不需要回波消除器。
(3)单元带宽效率的降低将被减至最低的程度。
(4)现有的时隙交换电路(或芯片)和控制方法还可以使用，由于这点，因此，降低了系统成本。
(5)该ATM交换系统能够利用单一的交换既提供STM业务又提供ATM业务，而不需分开的STM和ATM交换。
(6)使用分布式互通技术，该ATM交换系统在STM和ATM之间具有简单的CLAD互通。
(7)由于N-ISDN通道控制模块将D通道子高速通道与B通道子高速通道分离处理，所以D通道子高速通道能够被直接或经过交换结构连接到D通道处理器(例如，分组处理器)。
虽然已经结合特殊的实施例详细地描述了本发明，但是，这些实施例只是示范性的应用。因此，显然，本专业的任何一个技术人员都可以做出多种修改而不脱离本发明的范围和精神。
权利要求
1．一种ATM(异步传输方式)交换系统包括用户输入模块，该模块包括2B+D帧处理器，用来将从N-ISDN(窄带综合服务数字网络)用户输出的2B+D通道数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第一时分交换模块，用来按照与目的地时分交换模块号码对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道；用来集合从目的地时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元的第一输入CLAD(单元组合和分解)；中继输入模块，该模块包括帧处理器，用来将从N-ISDN中继线输出的帧数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第二时分交换模块，用来按照与目的地时分交换模块号码对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道上；第二输入CLAD，用来集合从目的地第二时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元；ATM交换系统，该系统具有与用户输入模块和中继输入模块连接的输入端口和与用户输出模块和中继输出模块相连的输出端口，该交换系统用来使从用户输入模块和中继输入模块输入的ATM单元自选路由，使得ATM单元交换到各个目的地；所述用户输出模块用来按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN用户，所述用户输出模块的结构与用户输入模块的结构相同；所述中继输出模块用来按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN中继线上，所述中继输出模块的结构与中继输入模块的结构相同。
2．根据权利要求1的ATM交换系统，其特点在于所述用户/中继输入模块中的每一个CLADs都包括第一路由控制器，用来将各个子高速通道上的时隙数据映入ATM单元有效载荷部分，将单元标题和路由标记附加在有效载荷上，并指示该ATM单元的有效长度；以及单元多路复用器，用来对由路由控制器组合的ATM单元进行多路复用，并将多路复用后的ATM单元输出到ATM交换系统；所述用户/中继输出模块中的CLADs包括单元多路分解器，用来对从ATM单元交换系统输出的ATM单元进行多路分解；第二路由控制器，用来删除被多路分解的ATM单元中的单元标题和路由标记，将单元有效载荷数据分解为具有目的地时分交换模块编号的流数据，并将所述流数据输出到相应的高速通道上。
3．根据权利要求1的ATM交换系统，其特点在于所述时分交换模块对于要被排列的时隙进行交换，所述排列是根据对应于从各个高速通道输入的B通道和D通道数据的目的地时分交换模块号码的时隙升序排列。
4．一种多媒体交换系统包括用户输入模块，该模块包括2B+D帧处理器，用来将从N-ISDN用户输出的2B+D通道数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第一时分交换模块，用来按照与目的地时分交换模块号码对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道；第一输入CLAD，用来集合从目的地时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元；中继输入模块，该模块包括帧处理器，用来将从N-ISDN中继线输出的帧数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到相应的高速通道上；第二时分交换模块，用来按照与目的地时分交换模块号码对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道上；用来集合从第二输入CLAD目的地第二时分交换模块输出的语音数据、以便组合ATM单元；输入ATM用户接口模块，用来连接从ATM用户输出的ATM单元；输入ATM中继接口模块，用来连接从ATM中继线输出的ATM单元；ATM交换系统，该系统具有与用户输入模块和中继输入模块连接的输入端口和与用户输出模块和中继输出模块相连的输出端口，该交换系统用来使从用户输入模块和中继输入模块输入的ATM单元自选路由，使得ATM单元交换到各个目的地；所述用户输出模块用来按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN用户，所述用户输出模块的结构与用户输入模块的结构相同；所述中继输出模块用来按相反的顺序处理从ATM交换系统输出的ATM单元，并将处理后的ATM单元输出到另一个N-ISDN中继线上，所述中继输出模块的结构与中继输入模块的结构相同；输出ATM用户接口模块，用来将从ATM交换系统输入的ATM单元输出到ATM用户。输出ATM中继接口模块，用来将从ATM交换系统输入的ATM单元输出到ATM中继线上。
5．一种在ATM交换系统中处理N-ISDN业务的方法包括下面的步骤将从N-ISDN用户和N-ISDN中继线输入的通道数据分割为B通道数据和D通道数据，并将分割后的B通道和D通道数据多路复用到各自的高速通道上；按照与目的地时分交换模块号码相对应的时隙对各个高速通道上的通道数据进行排序，并且，把按照目的地分组的通道流数据切换到各个高速通道上；按照目的地收集所述流数据，并将收集的流数据组合成为ATM单元；使所述ATM单元自选路由，并将自选路由的ATM单元切换到相应的目的地；分解按照目的地交换的ATM单元，以便将ATM单元转换成为通道流数据；以及根据分解后的通道流数据的目的地来切换所述时隙，以便将所述通道流数据输出到相应的目的地的接口。
6．根据权利要求5的方法，其特点在于所述组合ATM单元的步骤包括以下步骤将子高速通道上的时隙数据映像到ATM单元的有效载荷部分，在单元有效载荷上附加单元标题和路由标记，并指示有效数据的长度；多路复用ATM单元。
7．根据权利要求6的方法，其特点在于，所述分解ATM单元的步骤包括以下步骤多路分解交换后的ATM单元；以及从多路分解后的ATM单元中删除单元标题和路由标记，将单元有效载荷数据分解成为具有目的地时分交换模块号码的流数据，并将所述流数据输出到各自的高速通道上。
全文摘要
ATM交换系统包括用户输入模块、中继输入模块、ATM交换系统、用户输出模块和中继输出模块。用户输入模块包括2B+D帧处理器、第一时分交换模块和第一输入CLAD。中继输入模块包括帧处理器、第二时分交换模块和第二输入CLAD。ATM交换系统具有与用户输入模块和中继输入模块连接的输入端口和与用户输出模块和中继输出模块相连的输出端口,该交换系统使从用户输入模块和中继输入模块输入的ATM单元自选路由,将ATM单元交换到各个目的地。
文档编号H04Q11/04GK1211863SQ9811477
公开日1999年3月24日 申请日期1998年6月11日 优先权日1997年6月11日
发明者宋德永 申请人:三星电子株式会社