专利名称:三时隙数字用户线终端的制作方法
本发明涉及数字传输系统，更具体地讲是关于数字用户线终端。
人们已经开发出一种数字用户线基本速率接口(BRI)格式，这种接口格式包含两个称为B信道的通信传输信道和一个称为D信道的信令信道，上述接口格式还可以用于以数据包的格式传送用户数据。一般说来，这种接口格式称为2B+D数字用户线格式。在一个例子中，B信道的传输速率为64K bit/sec(千位/秒)，D信道的传输速率为16K bit/sec。B信道可以方便地用于传送电文、图象以及数据，还可以传送语言。因此，上述通信信道的一个或多个时隙中可能包括全部逻辑O。上述D信道用于传送B信道的信令信息。
正如最近实践的情况那样，数字用户线的传输距离受到某种限制。因此，为了对位于综合业务数字网(ISDN)交换局中有限距离之外的各用户提供服务，则必须使用其他类型的传输设施，例如可以包括诸如T1型载波数字传输线路。
众所周知，对于任何PCM信道而言，具有全逻辑O的一个或多个时隙是不符合在数字传输线路中中继器对于逻辑1密度要求的。此外，当多于预先确定数目的连续信道中(即时隙)，发生全逻辑0时，可能引起在T型载波系统中黄色差错告警条件(erroneous yellow alarm condition)。这些条件是不希望发生的，也是不能允许的。
在先有技术装置中，首先检测在信道中(即时隙中)是否包含有全逻辑0状态，然后将一个预先确定的非全逻辑0的比特图形插入到该特定的信道之中。事实上，利用产生一种预先形成的双极性违章序列，将经过了变换的数字信号进行传输。在接收器中检测上述双极性违章序列，然后将逻辑0重新插入上述相应信道中的所有比特位。
这种装置的问题是，由于当复接到该体系中的一个较高数字速率之前，必须将双极性数字信号变换成单极性的形式。因此上述双极性违章序列在数字传输体系中丢失掉了。为此，在每个复接器中要把双极性违章型式信号变换为某种其他形式的信号，以便使包含有全逻辑0的信道进行通信。
根据本发明的一个方面，使用一种独特的数字信号格式，该信号格式包括至少一个通信信道，即时隙，和与之相关的控制信道，即时隙，克服了在T型载波系统或其他传输设施中在数字传输体系方面传输基本速率数字用户线用户信号所存在的问题。该相关的控制信道至少包含一个比特位，该比特位用来传送一个指示信号，指示在至少一个相关的通信信道中是否包含有一个预先确定的逻辑信号，例如在所有比特位上都是逻辑0。询问相关的至少一个通信信道确定该信道是否包含有在所有比特位上具有预先确定的逻辑信号，即在每一个比特位上都是逻辑0的一种预先确定的比特图形(bit pattern)。如果有上述图形的信号，则用具有不同于上述预先确定的逻辑信号，例如在至少一个预先确定的比特位置上是逻辑1的一种规定的比特图形来代替上述预先确定的比特图形。另外，将一个相应的指示信号，例如逻辑1，插入到控制信道中的一个相关的比特位。在接收时，询问控制信道的至少一个指示位，如果是以上述方式指示的，则将全逻辑0插入到相关的通信信道中。
在一个具体的实施例中，由最低有效位为逻辑1的规定的比特图形来代替上述预先规定的比特图形。
此外，在控制信道比特位中的一个预先规定的比特位上插入一个预先确定的逻辑信号，例如逻辑1，排除传送黄色差错告警指示的可能性。在控制信道中另外一个预先确定比特位上，同样也插入一个逻辑1，排除控制信道所有的比特位上包含全逻辑0的可能性。在控制信道中至少有另一个比特位用于为相关的至少一个通信信道传送信令信息。
在一具体的实施方案中，根据本发明的一个方面，将2B+D数字用户线格式变换为所谓三时隙格式，以便在传输体系中通过T型载波设施或其他数字传输设施进行传输。三时隙方式是传输两个B通信信道和一个称之为D+的控制信道。该D+控制信道包含两个零字节指示位(其中每一个零字节指示位与一个特定的通信信道B有关系)，一个黄色告警比特位，一个“1”密度比特位，两个D信道令位，一个维护位和一个维护成帧位。如果B通信信道中的一个信道或两个信道包含有全逻辑0，则将一个预先确定的非全零字节插入到特定的B信道，同时将一个逻辑1插入到D+控制信道相关的零字节指示位。在接收时，询问零字节指示位，以确定其是否为逻辑1，如果是逻辑1，则将一个零字节插入到相关的B通信信道。
在附图中图1以简化方框图的形式表示可能利用本发明的传输系统;
图2表示数字用户线基本速率接口(BRI)的格式;
图3表示本发明的三时隙数字格式;
图4以简化方框图的形式，表示用于将BRI数字格式变换为使用在图1信道单元中的本发明的三时隙数字格式的一种传输单元;
图5是一个用来说明图4传输单元操作原理的流程图;
图6以简化方框图的形式，表示用于将本发明的三时隙数字格式变换为BRI数字格式的接收机单元;
图7是一个用来说明图6接收机操作原理的流程图。
图1以简化方框图的形式表示使用本发明的一个实施例的传输系统。图中示出一个信道单元101，根据本发明的一个方面，该信道单元用于与一个数字用户线接口，上述信道单元将基本速率接口(BRI)信号变换为公知的DS1传输信号，以便经由传输设施102传送到一个远端的信道单元103。信道单元101和103在实现上是相同的，并且往往利用一种数字信道处理单元(digital channel bank)。这种数字信道处理单元在本技术领域：
是公知的，例如可参见一篇题为“信道处理单元”的文章(“The Channel Bank”，BSTJ Vol.61，NO.9，November 1982，Pages 2611-2664。)。然而，应该了解，该信道处理单元本身并非构成本发明的一部分，并且对于本技术领域：
中的专业人员而言，本发明的概念显然可以用于其他的和不同的信道处理单元或数字终端。应当注意到，每个信道单元101和103各包括一个将BRI信号变换为DS1信号的发送单元和一个将DS1信号变换为BRI信号的接收单元。下面描述发送和接收单元。
图2表示公知的典型BRI信号格式，一般称之为2B+D格式。从而，表示出一个成帧比特位F，一个维护比特位N，包含8个比特的第一通信信道B1，也包含8个比特的第二通信信道B2，包含2个比特的信令信道D，该信令信道D包括的2个比特位由B1和B2通信信道时分共用。如图所示，通信信道B1包含一个全零字节，通信信道B2包含一个非全零字节。
图3表示一种根据本发明的一个方面的三时隙信号格式，虽然围绕着2B+D基本用户线格式对本发明进行描述，但是应当了解，用户可以获得一个单个通信信道和一个控制信道，例如B1或B2和D+，或者如果需要的话，其任何形式的组合。如图所示，该三时隙格式包括用于一个通信信道B1的一个时隙，该时隙中包含8个比特位，即一个字节;用于第二个通信信道B2的另一个时隙，该时隙也包含8个比特位;用于控制信道D+的一个时隙，也包含有8个比特位。还应该了解，通信信道B1和B2以及控制信道D+的安排并非是唯一的，在本发明的三时隙格式中，它们可以安排为任何所需要的次序。控制信道D+包含两个零字节指示(ZBI)比特位，即相应于通信信道B1的ZBI1和相应于通信信道B2的ZBI2，一个黄色告警比特位(Y)，一个“1”密度比特位(“1”)，两个信令比特位(D信道)，一个维护信道(N)比特位和一个维护信道成帧(NF)比特位。除了第二个比特位应将逻辑1插入之外，对于将特定的比特插入D+控制信道哪些位置，并无特殊的要求。上述这种插入逻辑1，可以防止使该三时隙格式模拟形成(emulate)T型载波传输设施中的一种所谓黄色警告条件。控制信道D+的其他比特位，在这个例子中分别如下所述比特位1是ZBI1，该比特位与通信信道B1(图2中的BRI)相对应，由于在这个例子中来自用户线的通信信道B1包含着一个全零字节，所以将一个非全零的比特图形插入到该三时隙格式中相应的时隙之中，并且将一个逻辑1插入到ZBI1位。在这个例子中，该非全零字节在最低有效位包含一个逻辑1。如果指示一种变换的ZBI逻辑1信号在传输过程中丢失的话，这种方式可将对用户数据的影响减至最小。也可以使用其他的非全零字节比特图形，例如，同样可以用最低有效位的邻位为逻辑1的比特图形。比特位4相对应于通信信道B2的ZBI2，在这个例子中，由于来自于用户线的通信信道B2(图2中的BRI)包含一个非全零的字节，因此这个字节不需要变形，并将一个逻辑0插入到ZBI2比特位。将来自D信道的信令比特XX插入到第5和第6比特位。维护信息位N插入到第8比特位，同时一个相应的维护成帧位NF插入到第7比特位，该NF成帧图形是1111111000000。将一个逻辑1插入到第3比特位，以保证满足T型载波传输设施对1密度的要求。ZBI1和ZBI2比特用于在一个远端接收机中确定通信信道B1和B2是否已分别被变换而具有非零字节。如果已进行了上述变换，则将一个全零字节插入上述通信信道。
图4以简化方框图的形式表示用于图1信道单元101和103中发送器单元400的细节。上述发送器单元将BRI信号根据本发明的一个方面变换为三时隙格式的PCM信号，以便以DS1数字信号格式通过T型载波或其他数字传输设施进行传输。相应地，图中示出BRI信号分接器(DMUX)401，该信号分离器简单地将图2的BRI格式进行分接，然后产生分别的数字信号，这些数字信号包括通信信道B1、通信信道B2、信令信道D和维护信道N。BRI DMUX401还产一个BRI SYNC信号，这一信号是以公知的方式，根据从输入的BRI信号中成帧比特和从DS1 MUX412送过来的DS1 SYNC信号而获得的。从而，BRI SYNC信号与DS1 SYNC信号是同相位的。所以，对于本技术领域：
的专业人员而言，BRI DMUX401显然包括成帧、定时恢复和其他类似的电路(未示出)，以便与数字用户线接口。可以注意到，BRI信号是以160K bit/sec的速率通过数字用户线进行传输的。通信信道B1的8个比特以并行方式馈送到零字节监视器402，同样通信信道B2的8个比特也以并行方式馈送到另一个零字节监视器403。信令信道D的2个比特以并行方式馈送到D+发生器404。维护信道N的1比特也馈送到D+发生器404。BRI SYNC信号以8KHz的速率分别馈送到零字节监视器402、零字节监视器403和D+发生器404，以保证所产生的三时隙格式中包含有BRI的帧信号。零字节监视器402比较通信信道B1的各个比特，以确定它们是否是全逻辑0，如果是全逻辑0，则将一个逻辑1送到D+发生器404和可控开关405。如果不是全逻辑0，则将一个逻辑0送到D+发生器404和可控开关405。在这个例个中，通信信道B1包含一个全逻辑零字节，因此，将一个逻辑1送到D+发生器404，用以插入到控制信道D+的第一比特位ZBI1(图3)。来自零字节监视器402的逻辑1还使开关405将非零字节单元407与B1缓冲器相联，非零字节单元407是一个寄存器，该寄存器包含如图3所示的通信信道B1的一个预先确定的非全零字节。如果通信信道B1所包含的不是一个全零字节，则B1通信信道的这个信息经开关405馈送到B1缓冲器409。零字节监视器403、可控开关406和非零字节单元408的功能分别与零字节监视器402、可控开关405和非零字节单元407的功能相同。在这个例子中，在BRI信号中的通信信道B2(图2)包含一个非全零字节，因此，零字节监视器403送一个逻辑0到D+发生器404，用以插到控制信道D+的第4个比特位ZBI2上(图3)。该逻辑0还送到可控开关406，从而使可控开关406维持其将零字节监视器403与B2缓冲器410相连接的正常位置。因此，通信信道B2的非零字节送入B2缓冲器410中暂时存贮。另外一种情况，如果通信信道B2包含的是一个全零字节，则零字节监视器403应当产生一个逻辑1插入到D+通信信道相应的ZBI2比特位，并且开关406应当将非零字节单元408连接到B2缓冲器410。单元408应当馈送预先确定的非零字节到B2缓冲器410。D+发生器产生的D+控制信道如图3所示。正如上面所指出的那样，除了为防止模拟形成黄色告警条件，必须将一个逻辑1插入到控制信道D+的第2个比特位之外，D+控制信道中各个比特的排列位置不是唯一的。所以在这个例子中，将一个逻辑1插入到控制信道D+的ZBI1比特位，用来表示通信信道B1包含一个全零字节;将一个逻辑1插入到第2比特位，用来防止模拟形成黄色告警条件;将一个逻辑1插入到第3比特位，用来满足“1”密度条件;将D信道的信令比特XX插入到第5和第6位;将维护信道成帧位NF插入到第7比特位和将维护信道位N插入到第8比特位。另一方面，应当注意到，信令比特是由通信信道B1和通信信道B2时分共用的。D+控制信道的8比特信号以并行方式送到D+缓冲器411。然后，来自B1缓冲器409的通信信道B1的8比特字节、来自B2缓冲器410的通信信道B2的8比特字节、来自D+缓冲器411的控制信道D+的8比特字节都以并行方式馈送给DS1复接器(MUX)412。DS1 MUX412馈送一个DS1 SYNC信号分别到B1缓冲器409、B2缓冲器410和D+缓冲器411，用以保证被馈送的各个信号字节与DS1数字信号同步。还将DS1 SYNC信号送到BRI DMUX401，用来保证BRI SYNC与DS1 SYNC之间同相位。DS1 SYNC也是一个8K bit/sec速率的信号。根据本发明的一个方面，DS1MUX412形成如图3所示的三时隙格式信号。该信号将以DS1信号形式传送。对于本技术领域：
的专业人员而言，DS1 MUX412显然包括成帧、定时和其他类似的电路(未示出)以便于与在这个例子中的T型载波传输设施相接口。还应注意到，DS1信号是以1.544mbit/sec的速率通过T型载波传输设施进行传送的。
图5是以流程图的形式表示根据本发明的并如图4所示的发送器单元400的操作原理。操作是从步骤501开始的，然后，在条件转移点502进行测试，确定来自数字用户线(DSL)的通信信道B1是否包含有一个全零字节，即B1/DSL＝0。如果测试结果为否(NO)，则方框503将一个逻辑0插入到控制信道D+的ZBI1比特位，并且方框504将来自DSL通信信道B1中的字节经开关405送到B1缓冲器409。如果在步骤502中测试结果为是(YES)，则方框506将一个逻辑1插入到控制信道D+的ZBI1比特位，方框507将来自非零字节单元407的如图3所示的非全零字节信息经由开关405送到B1缓冲器409。条件转移点505和方框508至511对通信信道B2执行与上面描述的通信信道B1相同的操作。然后，方框512将B1字节、B2字节和D+字节经由DS1MUX412以DS1格式复接到T型载波传输设施。
图6以简化方框图的形式表示用于图1信道单元101和103的接收器单元的细节，该接收器单元根据本发明的一个方面，将DS1信号的三时隙格式变换为数字用户线BRI格式。图中相应地表示出分接如图3所示三时隙格式DS1信号分接器(DMUX)601，该信号分接器并将通信信道B1的8比特字节以并行方式送到B1/DS1缓冲器602;将通信信道B2的8比特字节以并行方式送到B2/DS1缓冲器603;将控制信号D+的8比特字节送到D+缓冲器604。DS1 DMUX601将DS1SYNC信号送到B1/DS1缓冲器602、B2/DS1缓冲器603、D+缓冲器604以及BRI MUX613，以保证与输入的DS1信号同步。而且，DS1 SYNC信号是以8K bit/sec的速率工作的。对于本技术领域：
的专业人员而言，DS1 DMUX601显然包括成帧、定时恢复以及类似的电路(未示出)，以便(例如，在本例中)与T型载波设施相接口。B1/DS1缓冲器602连接到可控开关605，B2/DS1缓冲器603连接到可控开关606，D+缓冲器604连接到D+监视器609。D+监视器609分别询问控制信道D+中作为第1和第4比特位的ZBI1和ZBI2，分别确定相关的通信信道B1和B2是否包含有一个全零字节。在ZBI1或ZBI2比特位中的逻辑1表示与之相关的通信信道包含有一个全零字节。在ZBI比特位中的逻辑0表示与之相关的通信信道包含有一个非全零字节。因此，如果ZBI1比特位中包含一个逻辑1，则D+监视器609将送一个逻辑1到可控开关605，然后，可控开关605再将来自零字节单元607的一个全零字节送到B1/BRI缓冲器610。另外一种情况，如果ZBI1比特位包含一个逻辑0，则将来自D+监视609的一个逻辑0送到开关605，然后，开关605将处于其正常位置，将B1/DS1缓冲器602的内容送到B1/BRI缓冲器610。D+监视器609以相同方式操作，询问控制信道ZBI2比特位，当控制信道D+的ZBI2比特位是逻辑0时，将控制可控开关606，将来自B2/DS1缓冲器603的信息字节送到B2/BRI缓冲器611。当控制信道D+的ZBI2比特位是逻辑1时，将来自零字节单元608的全零字节送到B2/BRI缓冲器611。D+监视器609还将D信道的2个比特以及N信道的1个比特送到D缓冲器612。B1/BRI缓冲器610、B2/BRI缓冲器611以及D缓冲器612都与BRI复接器(MUX)613相连。BRI MUX613产生一个BRI SYNC信号，该信号与来自DS1 DMUX601的DS1 SYNC信号同相位。该BRI SYNC信号分别送到B1/BRI缓冲器610、B2/BRI缓冲器611以及D缓冲器612，以便使它们与BRI用户线信号同步。并且该BRI SYNC信号与DS1 SYNC信号同相位，以8K bit/sec速率工作。对于本技术领域：
的专业人员而言，BRI MUX613显然包括成帧、定时以及类似的电路(未示出)以便与数字用户线接口。因此，B1/BRI缓冲器610、B2/BRI缓冲器611以及D缓冲器612的内容以并行方式送入BRI MUX613后，BRI MUX613将其形成如图2所示的2B+D信号格式，以便以160K bit/sec的速率进行传输。而且，在这个例子中，通信信道B1被表示为包含全零字节，而通信信道B2被表示为包含非全零字节。
图7以流程图的形式表示根据本发明的接收器单元600的操作原理。相应地，操作是从步骤701开始的，然后，在条件转移点702使D+监视器609询问ZBI1，以确定通信信道B1是否包含有全零字节，如果为否(NO)，则方框703使B1/DS1缓冲器602的内容经由开关605送到B1/BRI缓冲器610。如果在步骤702的测试结果为是(YES)，即通信信道B1包含有全零字节，则方框704使一个来自零字节单元607的全零字节经由开关605送到B1/BRI缓冲器610。条件转移点705以及方框706、707如同上面对通信信道B1的描述一样，对通信信道B2执行相同的操作。最后，方框708使B1/DS1、B2/DS1字节以及D信道和维护信道形成BRI 2B+D格式予以输出，以便在数字用户线上传输。
权利要求
1.用于与具有至少包含一个通信信道的数字传输格式类型数字用户线接口的传输设备，用于接口的该设备的特征是用于询问上述至少一个通信信道的各比特位中的逻辑信号的询问装置，上述询问装置产生一个输出信号，该输出信号指示在至少一个通信信道中存在着一种预先确定的比特图形，并且上述的至少一个通信信道在所有比特位中具有第一预先确定的逻辑信号，响应来自上述询问装置的输出信号、用一种规定的比特图形代替上述在至少一个通信信道中的预定比特图形的替代装置，上述规定的比特图形在至少一个比特位上具有不同于上述第一预先确定逻辑信号的逻辑信号，用于产生具有多个比特位的控制信道的发生器装置，上述发生器装置响应于来自上述询问装置的输出信号，将第二预先确定的逻辑信号插入到上述控制信道的第一预先确定的比特位，用以指示上述预先确定的比特图形已经被取代，用于将上述至少一个通信信道和上述控制信道组合的组合装置，以便通过数字传输设施传输到远端接收设备。
2.如权利要求
1所限定的设备，其特征还包括由上述询问装置所询问的第一预先确定的逻辑信号是逻辑0。
3.如权利要求
1所限定的设备，其特征在于上述规定的比特图形在至少一个比特位上包括一个逻辑1。
4.如权利要求
3所限定的设备，其特征在于在上述规定的比特图形中上述至少一个预先确定的比特位是最低有效位。
5.如权利要求
1所限定的设备，其特征在于被所述发生器装置插入到所述控制信道的所述第一予定比特位的所述第二予定的逻辑信号，当所述予定比特图形已被所述规定比特图形所替代时，为第一逻辑状态，当所述予定比特图形没有被其所替代时，为第二逻辑状态。
6.如权利要求
5所限定的设备，其特征在于，上述数字用户线信号格式还包括具有多个比特位的信令信道，其中上述发生器装置将上述多个信令信道比特位插入到上述控制信道的预先确定的比特位中。
7.如权利要求
6所限定的设备，其特征在于，上述发生器装置在第二个预先确定的比特位上产生具有一个预先确定逻辑信号的上述控制信道，该逻辑信号用来排除形成模拟的DS1 PCM传输中黄色告警条件的可能性。
8.如权利要求
7所限定的设备，其特征在于，在上述第二个预先确定的比特位的预先确定的逻辑信号是1。
9.如权利要求
7所限定的设备，其特征在于，上述发生器装置还在第三预先确定的比特上产生具有一个预先确定逻辑信号的所述控制信道，以满足T型载波数字传输对逻辑1密度的要求。
10.在权利要求
1所限定的设备中包括接收设备，以便使来自上述传输设备的接收信号与数字用户线信号格式相接口，上述接口设备的特征是用于从上述接收的信号的规定的数字格式中分接至少一个通信信道和一个控制信道的多路分接装置，用于询问上述控制信道的至少一个预先确定比特位的询问装置，上述询问装置产生一个输出信号，该输出信号指示出在所有比特位上具有第一预先确定的逻辑信号的予定的比特图形已经为一种规定的比特图形所代替，该规定的比特图形具有的逻辑信号，至少在一个用作传输的通信信道的至少一个予定的比特位上，与所述予定逻辑信号不相同，以及响应于来自上述询问装置的输出信号，在上述至少一个通信信道中，用一个上述预先确定的比特图形来代替上述规定的比特图形的替代装置。
11.用于与包括至少一个通信信道的数字传输格式类型的数字用户线相接口的一种方法，其特征在于询问上述至少一个通信信道中的各比特位上的各逻辑信号，产生一个询问输出信号，该输出信号指示在上述至少一个通信信道的所有比特位上，是否存在一种具有第一预先确定的逻辑信号的预先确定的比特图形，当上述询问输出信号指示在上述至少一个通信信道中存在上述第一预先确定的比特图形时，用一个规定的比特图形代替在上述至少一个通信信道中的该比特图形，上述规定的比特图形是至少在一个比特位上不同于上述第一预先确定的逻辑信号的一种逻辑信号，产生一种具有预先确定的比特位数的控制信道，在上述控制信道的一个预先确定的比特位上插入一个逻辑信号，指示上述预先确定的比特图形已经被代替，和将上述至少一个通信信道和上述控制信道组合起来，以便通过数字传输设施进行传输。
12.一种将接收的信号与数字用户传输线信号格式相接口的方法，其特征在于从上述接收的信号的一种规定的数字格式中，分接为至少一个通信信道和一个控制信道，询问上述控制信道的至少一个预先确定的比特位，产生一个询问输出信号，该询问输出信号指示在所述至少一个通信信道中，是否在所有比特位上具有一个第一预先确定的逻辑信号的预先确定的比特图形已经被一种规定的比特图形所代替，当上述询问输出信号指示出肯定的结果，则在上述至少一个通信信道中用上述预先确定的比特图形代替上述规定的比特图形。
专利摘要
本发明公开了一种将数字用户线(DSL)与PCM数字传输设施，例如T型载波系统相接口的信道单元。该信道单元将基本速率接口(BRI)的2B+D格式变为以DS1 PCM信号格式传输的三时隙格式。首先询问两个通信信道B，确定它们是否为全零字节，如果是，则用一个非全零字节来代替，并将一个逻辑1指示位插入到控制信道的相关比特。在接收端，询问上述指示位，确定是否传输了一个全零字节，如果是，则将一个全零字节插入到相关的通信信道。
文档编号H04L25/49GK87105673SQ87105673
公开日1988年3月2日 申请日期1987年8月19日
发明者方荣震 申请人:美国电话电报公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan