专利名称：一种通信网的异步传送方法
技术领域：
本发明属于电通信技术领域，特别涉及综合业务通信网技术。
综合业务通信网是指用一个通信网可以传送各种各样通信业务，这样的通信网统称为综合业务通信网。已往的通信网都是单一业务的通信网，例如，电话网传送电话；计算机网传送计算机数据。虽然，电话网也能传送一些其他业务，但那是附带传送的，电话网的整个结构是根据电话业务的要求设计的。
随着电话网进入程控交换时代之后，出现了将用户线路数字化，从而使程控交换网不仅可传送电话业务，还可传送低速数据、可视电话等窄带通信业务，这样全数字化的程控交换网被称为窄带综合业务数字通信网。后来人们又提出了要求能传送各种宽带综合业务的数字通信网，叫宽带综合业务数字通信网，简写为BISDN。BISDN能够传送电话，中高速数据业务，高质量可视电话，会议电视，广播电视等各种通信业务。
国际电联规定，宽带综合业务数字通信网(BISDN)采用异步传送方式(英文简写为ATM)。ATM是一种快速分组交换体制。各种通信业务数据被分成一块一块的。每个数据块由一个数据分组来载送。在ATM中，数据分组(又叫信元)的长度都是53字节，其中头部由5个字节构成，信息域由48个字节构成。为了传送不同的通信业务，信息域的构成是不同的，但信元头基本上是一样的，信元长度也是一样的。不同的通信业务对传送延时的要求是不同的。比如电话业务的传送延时要求比较小，而计算机数据的传送延时一般要求不高。ATM网络的传送延时来源于打包延时，队列延时，传输延时，对于低速话音来说，打包延时占的份量相当大。例如，对于64Kb/s的语音编码速率来说，采用53字节长的电话信元的打包延时为5.875毫秒；对于8Kb/S的语音编码速率来说，电话信元的打包延时就达到47毫秒。随着编码速率的不断提高，语音编码速率呈不断下降趋势。这样，电话信元的打包延时就越来越大。目前，国际电联提出一种AAL2的适配层技术方案，比较适合于低速率编码的电话传送要求。AAL2采用子信元方式，一般来说，子信元的长度比信元短，因而在信元的信息域中可以安排若干个子信元。就是说将若干个子信元组装在一个信元的信息域中来传送。子信元也有自己的子信元头和子信元信息域。由于子信元的信息域长度也可以很短，因而用子信元来传送通信业务时，其打包延时可以很短，大大降低了通信业务的传送延时。
在传输条件比较差的无线环境中，采用AAL2方式有二个缺点。其一，由于子信元又多了个子信元头部，子信元头部的传输误码也会造成信元丢失，因而在无线环境中采用AAL2方式会增加信元丢失率，这对语音质量影响较大。其二，由于在无线环境下，需对信元增加许多差错控制措施，增加了信元中的开销字节，加上子信元头部的开销，这造成了传输效率明显下降。
本发明的目的在于为了克服已有技术的这二个缺点，提出一种通信网的异步传送方法，允许对不同通信业务的信元采用不同的信元长度，以兼顾不同通信业务对传送延时的不同要求，采用本发明方法的通信网中可进一步提高信元定界性能。
本发明提出一种通信网的异步传送方式，其特征在于1)在该通信网中，信元长度有K种，K不大于10；2)信元中含有信元长度标识符，以区分K种信元。
由于信元长度的不同会造成信元打包时间长度不同，从而造成信元传送延时的不同。不同的通信业务对传送延时有不同的要求。如果按各种不同通信业务对传送延时的要求来设计该种通信业务的信元长度，这样最能满足各种通信业务对传送延时的要求。当然，信元长度种类的增加会带来两个问题。一是需要在信元中设置信元长度标识符，从而增加了信元的开销；二是信元长度种类越多，收端信元定界的困难会增加，信元定界性能会下降。
本发明进一步提出一种易于实现的方案，即K取2。就是说，信元长度取2种，分别称为长信元和短信元。为了便于接收端的信元定界，可取长信元的长度为短信元长度的N倍，N为正整数。显然，由于长信元的打包延时比较长，从而导致采用长信元的通信业务的传送延时会比较长；由于短信元的打包延时比较短，从而导致采用短信元的通信业务的传送延时比较短。实际中，可用长信元传送普通数据业务和图象业务，而短信元特别适合于传送低速率的电话业务，或其他低速率的实时业务，相对来说，电话业务目前是要求传送延时比较小的通信业务。随着语音编码技术的不断提高，语音编码速率向着低速率方向发展，对减短信元长度的要求愈来愈迫切。本发明提出取长信元长度为短信元长度的N倍。这样做，在接收端进行信元定界时，只需在间隔短信元长度的时刻检查是否有信元头存在，而不必在每个码位检查是否有信元头存在。这使假信元头的出现概率会有一个很大的下降。
在异步传送方式的通信网中，还需要传送信令信元和管理信元。一般这两类信元与普通数据业务信元是属于同类型的，即也用长信元。还有空闲信元可用长信元，也可用短信元。在ATM网中，信令信元，管理信元和空闲信元是经常在网中传送的。鉴于此，本发明提出在使用长短信元的异步传送方式通信网中，每经长度为MN个短信元的时间间隔后，传输一个长信元(此信元称为周期性长信元)，M为正整数。这里，M取4较为适宜。这样做进一步方便了接收端的信元定界的实现。因为在这样的信元交流中，存在着周期性出现的长信元，利用此周期性，接收端的信元定界会变得更加容易了。当然，每经长度为MN个短信元时间间隔后，传输一个短信元(此信元称为周期性短信元)也是一种选择。这时，最好将信令信元和管理信元用短信元来实现。否则，若此时网中无电话业务就只好用短的空闲信元来填充周期性出现的短信元流。这会造成传输效率下降。在上述的MN个短信元时间间隔内可混杂着传输长信元和短信元。
为了进一步提高接收端信元定界的性能，在每经长度为MN个短信元的时间间隔后传输一个长信元的基础上，对码流中周期性长信元的信元头以外的部份作扰码处理。这样，传输的整个码流可看作由每隔MN个短信元时间间隔周期性出现的信元头和随机码构成。因而，传输码流中出现假信元头的概率变得非常非常小。这使得信元定界的性能有了显著的提高。这儿讲的扰码处理可以采用目同步扰码方法，其原理可见曹志刚和钱亚生著的《现代通信原理》一书，也可以采用外同步扰码方法。在同步数字系列(SDH)中，STM-N码流就采用了外同步扰码方法，其原理可见韦乐平著《光同步数字传输网》。在接收端，通过检测周期性出现的信元头，就可以确定出解扰的位置。经解扰就可恢复出扰码处理前的信元流。由于检测出了周期性的信元头，再利用信元中的长短信元标志，就可实现信元定界。按同样道理，我们也可以在每经长度为MN个短信元的时间间隔后传输一个短信元的基础上，对码流中周期性短信元的信元头以外的部份作扰码处理，同样也可以显著地提高该系统的信元定界性能。
本发明采用长短信元的异步传送方式，可将利用短信元的通信业务(如低速率数字电话)的打包延时降低N倍，从而大大缩短了其传送延时。
实施例实现本发明的一种信元结构可表述如下长信元的长度为63字节，信元头为4个字节，信元头中的虚电路号占12比特，信息域类型标识占4个比特，1个比特作信元丢失优先级标志。信元头的的后二字节为信元头差错控制编码，其中15比特可用于构造(31，16)BCH码，1个比特作信元头的奇偶校验位。信息域长度为59字节，其中48字节为用户业务数据字节，其他为差错控制使用。短信元的长度为21字节，前4个字节为信元头，与长信元结构相同，使用的差错控制编码也相同。短信元的后17个字节为信息域，载送用户业务数据。M取4，即每隔12个短信元时间间隔后，传输一个长信元。对周期性出现的长信元的信元头以外的码流部分进行扰码，扰码采用自同步扰码方式，扰码多项式为X43+1。
权利要求
1.一种通信网的异步传送方法，其特征在于1)信元的长度可以有K种，K不大于10；2)信元中含有信元长度的标识符，以区分K种信元。
2.如权利要求1所述的异步传送方法，其特征在于所说的信元的长度取两种数值，这两种信元分别称为长信元和短信元；所说的长信元的长度为短信元的N倍，N为正整数。
3.如权利要求2所述的异步传送方式，其特征在于，经长度为MN个短信元的时间间隔后，传输一个周期性长信元，M为正整数。
4.如权利要求2所述的异步传送方式，其特征在于，经长度为MN个短信元的时间间隔后，传输一个周期性短信元。
5.如权利要求3所述的异步传送方式，其特征在于，对周期性长信元的信元头以外的码流部份作扰码处理。
6.如权利要求4所述的异步传送方式，其特征在于，对周期性短信元的信元头以外的码流部份作扰码处理。
全文摘要
本发明属于电通信技术领域,涉及一种通信网的异步传送方法,包括:1)在该通信网中,信元长度有K种,K不大于10;2)信元中含有信元长度标识符,以区分K种信元。信元的长度取两种数值,这两种信元分别称为长信元和短信元;长信元的长度为短信元的N倍。本发明可将利用短信元的通信业务的打包延时降低N倍,从而大大缩短了其传送延时。允许对不同通信业务的信元采用不同的信元长度,以兼顾不同通信业务对传送延时的不同要求。
文档编号H04L12/42GK1263395SQ0010336
公开日2000年8月16日 申请日期2000年3月3日 优先权日2000年3月3日
发明者林孝康 申请人:清华大学