专利名称：使用不同传输特性的通信网络的制作方法
技术领域：
本发明有关一个通信网络，它包含多个连接到至少一个主节点上的二次节点，所述二次节点被用于按预定的传输特性，向主节点发送包。
本发明还有关一个用于这样一个通信网络中的节点和一个通信方法。
如以上所述的一个通信网络见于参考文献“A HybridMultiplexing Scheme for Multi-Service Networks”，出版在the proceedings of SPIE conference on Broaed band AccessNetworks，vol.2917，Boston，November 1996。
在开关宽带网络中，越来越需要向连接到这种网络上的用户提供不同的服务。可能的服务有广播电视，视频点播，电视会议，电话及快速因特网访问。实现这一网络的最有希望的解决方法之一是一个所谓的Hybrid Fiber Coax(HFC)网络(混合光纤同轴网)。这些宽带网络以IEEE 802.14，DVB和DAVIC为标准。
为提供具有明显不同属性的服务，这种网络可基于ATM。在ATM中，要被传送的信息被细分为固定长度的包，它有一个5个字节的标题和一个48字节的有效负载区。在ATM中，存在利用不同的传输特性，也被称为服务类型质量，传输不同类型的包(声音、图象和数据)的可能性。对于实时视频通信，要求高比特率和低延迟。对于视频广播，要求高比特率，但可以容许有一些延迟。在这两种情况下，都要求一个恒定比特率连接，但有不同的延迟要求。对于实时音频传输，比特率可以很低，但延迟要求大体相同。对于数据通信，例如文件传输，可以容许较低的比特率，且几乎没有延迟要求。
在以上所述技术文件中，没有讨论怎样将传输特性与要被传输给主节点的包结合起来。
本发明的一个目的是提供一个如前面所述的通信网络，其中，所要求传输特性以一种简单方式与要被传送给主节点的包联系起来。
为达到所述目的，如本发明的通信网络的特点在于，二次节点包含选择装置，用于根据包的标题中的地址信息挑选包，且其特点在于，根据选择装置所执行的挑选，传输装置以所选择的传输特性来传输所述包。
通过按某地址信息来挑选包并按所述地址信息分配传输特性，传输特性以一种简单而有效的方式与要被传送的包相关联。
本发明的通信网络的一个实施例的特点在于，二次节点包含地址转换装置，用于将从至少一个终端设备接收到的包所携带的初始地址信息转换为带有关于在传送相关包时要用到的传输特性的信息的所述地址信息。
通信网络的这个实施例使其能同以标准方式编址的终端设备接口。这个标准方式可以是终端设备在公用ATM网中编址的方式。通过将标准地址转换为包含要被使用的传输特性信息的一个地址，终端仍可以标准方式被标识。在这样一个核心网络中被分配给一个二次终端的地址被转换为一个适于在如本发明网络中使用的一个地址。通过由地址信息的第一部分来标识传输源，信号可被送到网络的适当部分。地址信息的第二部分可被用于指向网络中的其它路由。
按本发明的通信网络的另一个实例的特点在于，通信网络包含另一个地址转换装置，用于将所述地址信息转换回出现在由二次节点从所述终端设备接收的包中的地址信息。
通过引入附加地址转换装置，用于将已转换地址部分转换回出现在从终端设备接收的包中的地址信息，可以做到，如本发明的通信网络，在二次节点的输入和主节点的输出之间是完全透明的。
如本发明的通信网络的另一个实例的特征在于，该通信网络包含交叉连接装置，用于从二次节点向一个外部网络传送包，且其特征在于，安排了另一个地址转换装置，用于在包被送给交接装置之前，转换地址信息。
通过将另外的地址转换装置放在一个交接装置和网络其余部分之间，网络专用地址信息可被用于除了到一个核心网络的连接和到终端单元的连接之外的整个网络。
现在，借助于附图描述本发明，其中
图1是在其中应用了本发明的一个通信网络。
图2是按本发明的一个通信网络中的下游元件。
图3是一个图形，解释了当一个ATM信元被从核心网络2传送到终端46时，对它所进行的地址转换。
图4是按本发明的一个通信网络中的上游元件。
图5是一个图形，解释了当一个ATM信元被从终端46传送到核心网络2时，对它所进行的地址转换。
如图1的通信网络包括一个接入网络1，它通过一个开关4连接到核心网络2上。接入网络包含多个服务区域21，23，25。开关4通过一个交叉连接8被连接到所述服务区域21，23，25上。服务区域21，23，25的每一个都分别包括一个相应的网络控制节点3，12，5。网络控制节点3，12和5被连接到一个HFC网络上。该网络通常包含一个共享传输网7，9和19，例如一个CATV同轴网络。
网络控制节点将从交叉连接8接收的信号转换为调制在不同载波上的信号，以便在相应的HFC网络中传输。在HFC网络中，可以使用一些载波，例如128，将信号传输给二次节点，此处为网络终端(NT)中。在图1中显示了这些网络终端11中的一个。每个NT都被用于接收HFC网络中使用的所述载波的一个。网络终端11被用于将所接收信号从HFC网络传送到终端设备13，15和17。在每个服务区域中，可以使用同样的载波频率，因为在不同服务区域的HFC网络间没有连接。
网络终端11和32被用于分别从它们的终端13，15，17和46，48，通过一个上游载波，通过HFC网络7，9，向相应的网络控制节点3，12传送信息。为了能使用HFC网络进行上游传输，应该使用一个例如在IEEE 802.14中描述的访问协议，DVB或DAVIC。
在图2中，详细描述了如图1的网络中使用的下游元件。核心网络2是一个公用宽带网络，它可以是基于ATM的。开关4被用于建立连接到核心网络上的用户和连接到存取网络1上的用户之间的连接，开关9还被用于建立连接到存取网络1上的用户之间的局部连接。进入和离开开关4的ATM单元中包含的地址信息按照核心网络2上使用的编址方案。
开关4又被连接到一个交叉连接8上，交叉连接8被用于将ATM单元引导到网络中的合适部分。为了使交叉连接能将ATM单元引导到网络中的合适部分，在接口P10，ATM单元的地址由另一个转换装置，此处为转换器6，进行转换。由转换器6输入端的ATM单元携带的地址被转换为一个包含一个VPI标识符的地址，该标识符定义了该单元应被发送到的服务区域和在所述服务区域中应使用的载波。该换转是通过读一个表来执行的，该表由ATM包的初始VPI/VCI标识符寻址。
每当建立或断开一个连接时，转换器6中的表更新一次。在一个呼叫建立期间，添加一个输入值为被叫终端的VPI/VCI标识符的表项目。相应的输出值包括VPI区域中有关要被使用的服务区域和载波的信息，和VCI区域中的要被寻址的终端的标识符。
交叉连接8读输入ATM包的VPI域，并将其发送到一个由VPI值确定的输出。交叉连接8的所有输出都送给如本发明概念上的地址转换装置，此处为一个地址转换单元10。地址转换单元10用一个新的VPI/VCI组合替换VPI/VCI组合，这一新VPI/VCI组合是只由原始VCI值确定的。该转换使得有一个更灵活的编址，因为可以获得一个较大的地址空间。
在新VPI/VCI组合中，VPI域被用于寻址网络终端要连接到其上的网络终端连接器。VCI域标识目的终端。
带有已转换地址信息的ATM包，通过一个多路转换器14被传送给具有一个预定载波频率的服务区域中的一个调制器。对服务区域及其中的调制器的选择(是载波频率的选择)是根据接口10处的输出VPI值进行的。多路转换器14能够使网络控制节点12向相应的网络终端发送控制信息。所选调制器(例如22)的输出信号与其它调制器(例如22和26)的输出信号相结合，并通过一个同轴网络28被传送给网络终端30，32。
网络终端30，32解调并处理按分配给它们的载波频率接收的信号。在网络终端32中，一个解调器42对从HFC网络28接收的信号解调。一个连接到解调器40上的多路分离器42提取控制网络终端32的控制信息。多路分离器42的多个输出被连接到附加地址转换装置上，此处为一个地址转换器44。该地址转换器44将地址转换器10引入的VPI/VCI组合转换为从核心网络接收它们时的地址。随后，包被传送给终端46和48。
如果同在网络节点接口12处使用的ATM单元一样，VPI域为12位，VCI域为16位，则12位可被用于标识服务区域及其中要被使用的载波频率。若网络包含32个服务区域，则可以定义128个载波频率。对于每个服务区域，12位被用于定义网络终端，16位被用于定义终端。从而，在每个服务区域内可以编址4096个网络终端和65536个终端。
若在接口P10没有地址转换，可以用16位对网络终端和终端编址。若在这种情况下，必须编址4096NT，则用剩余的地址空间，只能挑选16个终端。从而，只能有16个终端被连接到一个网络终端上。
通过使用如本发明的地址转换器，可以连接65536个终端，而不对它们要连接到其上的网络终端作任何限制。
图3示出了当一个ATM包被从核心网络送到一个终端时，对它所做的地址转换的序列。一个来自核心网络的包具有如图3所示的VPI/VCI部分31。在接口P10，该VPI/VCT部分被转换为一个VPIc/VCI’部分35。该转换是通过用VPI/VCI部分作为输入信号寻址一个表33，并从表33的输出读VPIc/VCI’部分来执行的。表33是由图2中的转换装置6持有的。如在图3中所见到的，整个地址信息VPI/VCI被用于寻址表33。
地址信息35的VPIc部分被用于将ATM包传送给合适的服务区域和调制器。地址信息的VCI’部分被用作接口P7的地址信息转换的输入。VCI’部分被用于寻址一个表37，从该表可读出已转换地址信息VPINT/VCI”。表37在图2的转换装置10中。VPINT部分表明目的终端要连接到其上的NT的地址，VCI”部分表明目的终端的地址。
地址信息VPINT/VCI”的组合被用作接口P2处地址转换的输入。所述VPINT/VCI”组合被用于寻址图2中转换器44所持有的表41。在表的输出端，可以得到按照核心网络的编址方案的VPI/VCI组合，用来对一个终端寻址。
图4示出了对于如图1的通信网络，涉及上游传输的单元。在终端46或48始发的一个ATM包被加到一个地址转换器76上。网络终端连接器32中的地址转换器76将原始地址信息VPI/VCI转换为已转换地址信息VPINT/VCIPRIOR。
VPI部分指明发送包的网络终端32。按本发明的一个方面，VCIPRIOR部分表明传送ATM包时所必须的服务质量。此处选择装置是选择器74，它挑选从转换器76接收的ATM包并按照其VCIPRIOR指示器将它们传送给缓冲器68，70或72之一。缓冲器68可被分配给一个高比特率的恒比特率QoS(CBR)，缓冲器70可被分配一个中间比特率的恒比特率QoS(CBR)，缓冲器73可被分配一个可变比特率(VBR)QoS。
一个高比特率的CBR QoS适合于，例如传输视频信号，一个中间比特率的CBR QoS适于，例如传输音频信号，一个VBR QoS适合于传输例如文件传送时出现的数据。缓冲器68，70，72输出端的ATM包被多路转换器64多路复用为一个输出流。多路复用器按一个优先级(它由从中读出包的缓冲器确定)来传送包，从而将缓冲器68、70，72输出信号的不同QoS考虑在内。很明显，携带CBR信号的缓冲器比携带VBR信号的缓冲器优先级高。在携带CBR信号的缓冲器中，被分配高比特率流的缓冲器优先级最高，除了来自缓冲器68，70，72的信号之外，还有一个来自网络终端32的控制信号被加到多路复用器的一个输入端，以便能被传送到网络控制节点12。
调制器62将多路复用器64的输出信号调制到一个载波上，该载波的频率是分配给网络终端32的频率。按本发明概念的传输装置包括多路复用器64和调制器62的组合。网络终端32通过网络28将多路复用器62的输出信号传送给网络控制节点12。在网络控制节点，所接收信号由解调器56，58或60之一解调并由相应的多路分离器50，52或54进行多路分离。在多路分离器的独立输出端可以得到来自网络终端连接器32的控制信息，以便其后在网络控制节点12中使用。
多路分离器50，52或54的输出被连接到一个地址转换器10的相应输入端。该地址转换器将VPINT/VCIPRIOR的组合转换为新的地址信息VPIout/VCI’。该转换是通过将VCIPRIOR标识作为输入读一个表项目来作到的。按照ATM包的VPIout指示符，交叉连接器8将地址转换器10输出端的ATM单元传送到其输出端之一。交叉连接器8的输出被连接到地址转换装置6的相应输入端。地址转换器6将VPIout/VCI’的组合转换为包的原始目的地址VPI/VCI。带原始地址VPI/VCI的包被传送到开关4以便将该包传送到核心网络2。
图5概略示出了在ATM包被从一个终端46或48传送到核心网络时，对它所作的地址转换的序列。如图5所示，来自终端46或48的包具有一个VPI/VCI部分43。在接口P2，该VPI/VCT部分被转换为一个VPINT/VCIPRIOR部分47。通过用VPI/VCI部分作为输入信号来寻址一个表45，并从表45的输出端读地址信息VPINT/VCIPRIOR，来执行该转换。表45保存在图5中的转换装置76内。由图5中可以看到，整个地址信息被用于寻址表45。
地址信息47的VPIPRIOR部分被用于将ATM包，通过一个能够按照地址部分VCI’指明的合适的服务质量提供传输的路径，路由到网络控制节点12。地址信息的VCI’部分被用作地址信息转换的输入。
在接口P7，地址信息47的VCI’部分被用于寻址一个表49，从该表中可读出已转换地址信息VPIout/VCI’。表49由图4中的转换装置10持有。VPIout部分表明包应该被传送给交叉连接器8的哪个输出端。
地址信息VPIout/VCI’的组合被用作接口P10处地址转换的输入。所述VPIout/VCI’的组合被用于寻址图5中转换器6所持有的一个表53。在表53的输出端，可以获得按照核心网络编址方案的VPI/VCI组合，以便向开关4提交包。
很明显，对于上游和下游来说，接口P10，P7和P2的地址转换是非常近似的。这使得转换单元6，10和76可被用作下游和上游业务。
权利要求
1.包含多个被连接到至少一个主节点上的二次节点的通信网络，所述二次节点被用于按预定传输特性向主节点传送包，其特点在于，二次节点包含选择装置，用于根据包标题中的地址信息挑选包，且其特点在于，传输装置传输具有由选择单元选择确定的传输特性的所述包。
2.如权利要求1的通信系统，其特点在于，所述二次节点包含地址转换装置，用于将从至少一个终端设备接收的包所携带的初始地址信息，转换为带有关于传送相应包时要使用的传输特性的信息的所述地址信息。
3.如权利要求2的通信系统，其特点在于，通信网络包含另外的地址转换装置，用于将所述地址信息转换回二次节点从所述终端设备接收的包中出现的地址信息。
4.如权利要求3的通信系统，其特点在于，主节点包含另外的转换装置。
5.如权利要求3或4的通信系统，其特点在于，通信网络包含交叉连接装置，用于将来自二次节点的包传送给一个外部网络，且其特点在于，另外的地址转换装置用于在包被送给交叉连接装置之前，转换地址信息。
6.在一个通信网络中使用的节点，所述节点被用于按预定传输特性，向一个主节点传送包，其特点在于，二次节点包含选择装置，用于按照包标题的地址信息选择包，且其特点在于，转换装置被用于传输具有按选择装置所选择的传输特性的所述包。
7.如权利要求6的节点，其特点在于，所述节点包含地址转换装置，用于将从至少一个终端设备接收的包中所携带的初始地址信息转换为带有关于传送相应包时应使用的传输特性的信息的所述地址信息。
8.包含按预定传输特性传送包的通信方法，其特点在于，该通信方法包括按包标题的地址信息挑选包，且其特点在于，该通信方法包括传输由所挑选确定的传输特性的所述包。
9.如权利要求8的通信方法，其特点在于，该方法包括将从至少一个终端设备接收的包中所带有的初始地址信息转换为带有关于传送相应包时要使用的传输特性的信息的所述地址信息。
10.如权利要求9的通信方法，其特点在于，该通信方法包括将所述地址信息转换回二次节点从所述终端设备接收的包中所出现的地址信息。
全文摘要
在一个ATM通信网络中,要被从一个终端设备(46)传送到一个网络控制节点(12)的ATM单元,是根据某个被称为服务质量的传输特性被传输的。为确定传送一个给定包所要求的服务质量,由ATM单元首部的VPI/VCI标识符中的地址信息来确定服务质量。在本发明的一个实施例中,一个网络终端连接器(32)包含一个地址转换装置(76),用于将出现在从终端设备(46)接收的ATM单元中的地址转换为表明服务质量的地址。
文档编号H04Q11/04GK1249875SQ98803038
公开日2000年4月5日 申请日期1998年11月2日 优先权日1997年11月4日
发明者C·J·L·范德里尔 申请人:皇家菲利浦电子有限公司