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Die
folgenden Patente in gemeinsamer Inhaberschaft beziehen sich auf
die vorliegende Erfindung:
US-Patent Nr. 5,544,163 mit dem
Titel "Expandable Telecommunications
System" (Erweiterungsfähiges Telekommunikationssystem);
und
US-Patent Nr. 5,349,579 mit dem Titel "Telecommunications Switch With Programmable
Communications Services" (Telekommunikationsvermittlung
mit programmierbaren Kommunikationsdiensten).
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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Telekommunikation
und insbesondere eine programmierbare Telekommunikationsvermittlungsanlage
mit programmierbaren Karten, die dynamisch Verbindungsbearbeitungs-
und Kommunikationsdienste für
jeden Anschluß in
der Vermittlung bereitstellen.
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STAND DER
TECHNIK
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Bei
herkömmlichen
digitalen Telekommunikationsvermittlungsanlageen wird häufig eine
Zeitschlitzaustauscheinheit (TSI – Time Slot Interchange) eingesetzt,
um Vermittlung unter Verwendung von TDM-Verfahren (Time Division
Multiplexing – Zeitmultiplex)
zu bewirken. Wie bekannt, enthält
eine herkömmliche
TSI eine Speichervorrichtung zum Speichern von digitalen Informationen
(d.h. Sprache, Daten usw.), einen Zähler und einen Steuerspeicher. Der
Zähler
erzeugt zyklisch aufeinanderfolgende Adressen, die an die Speichervorrichtung
angelegt werden. Bei Anlegen jeder derartigen Adresse an die Speichervorrichtung
wird ein, als Zeitschlitz bekannter Teil von digitalen Informationen
(d.h. ein Byte) an der dieser Adresse entsprechenden Stelle in der Speichervorrichtung
gespeichert. Im allgemeinen ist in Telekommunikationsvermittlungen
des Standes der Technik jeder Zeitschlitz einem einzigen einmaligen „Anschluß" der Vermittlung
zugeordnet, wobei jeder Anschluß eine
mögliche
Verbindung für
eine Fernsprechleitung, eine Verbindungsleitung oder eine sonstige
Vorrichtung darstellt.
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Die
Vermittlungsfunktion wird durch den Steuerspeicher bewirkt, der
Adressen gleichzeitig mit dem Zähler
erzeugt. Die durch den Steuerspeicher erzeugten Adressen können jedoch
dynamisch geändert
werden und sind allgemein nicht aufeinanderfolgend. So ist bei Anlegen
dieser umgeordneten Adressen an die TSI-Speichervorrichtung während einer
Leseoperation die Wirkung, die Reihenfolge zu wechseln oder auszutauschen,
in der die vorher gespeicherten Informationen aus der Speichervorrichtung
abgerufen werden. Auf diese Weise können Informationen, die in
der Speichervorrichtung gespeichert werden, nachdem sie von irgendeinem
gegebenen Anschluß während eines
bestimmten Zeitschlitzes empfangen worden sind, danach aus dem Speicher
ausgelesen und während
eines anderen Zeitschlitzes zu einem beliebigen anderen Anschluß übertragen
werden.
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Zusätzlich zu
der eben beschriebenen grundlegenden zeitlichen Durchschaltefunktion
stellen viele digitale Telekommunikationsvermittlungen Kommunikations-
oder Verbindungsbearbeitungsdienste bereit. Solche Dienste enthalten
typischerweise Tonerzeugung und Tonerkennung und andere bekannte
Dienste, um die Erfordernisse einer bestimmten Systemanwendung zu
erfüllen.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zur Bereitstellung von Verbindungsbearbeitungsdiensten
besteht im Konfigu rieren einer Vermittlung mit den notwendigen fest
zugeordneten Schaltungen (z.B. einem oder mehreren Tongeneratoren
und einem oder mehreren Tonempfängern
der entsprechenden Protokolle) unter Verwendung der TSI zum Herstellen
von Kommunikationswegen zwischen solchen fest zugeordneten Schaltungen
und den entsprechenden Anschlüssen. Man
nehme beispielsweise an, daß ein
Benutzer seinen Handapparat abhebt und die Vermittlung erkennt,
daß seine
Leitung nunmehr im abgehobenen Zustand ist. Die Vermittlung reagiert
dann durch Herstellen eines Kommunikationsweges durch die TSI zwischen
einem verfügbaren
Tongenerator und der abgehobenen Leitung, und infolgedessen wird
vom Benutzer ein durch den Tongenerator erzeugter Wählton gehört.
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Es
gibt bei diesem herkömmlichen
Verfahren jedoch bedeutende Nachteile und eine Lösung dieser Probleme ist verständlich im
US-Patent 5,345,579 mit dem Titel „Telecommunications Switch
with Programmable Communications Services" (Telekommunikationsvermittlungsanlage
mit programmierbaren Kommunikationsdiensten) (hiernach das Patent '579) aufgeführt, das
dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist.
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Obwohl
die im Patent '579
offenbarte dynamische Zuteilung von Ressourcen einen bedeutsamen
Fortschritt im Stand der Technik darstellt, werden von dem hier
offenbarten System nur ganze Zeitschlitze (z.b. ein ganzes Byte)
von Informationen vermittelt oder bearbeitet. Das heißt während jedem Zeitschlitz
werden die PCM-Daten (Pulse Code Modulated) Byte-weise durch die
Digitalsignalverarbeitungsmoduln in die TSI eingeschrieben und aus
ihr ausgelesen. Ein Aspekt dieser Architektur besteht darin, daß nur ein
einziger DSP jeden Zeitschlitz benutzen kann. Das heißt, selbst
wenn ein DSP weniger als einen Byte eines Zeitschlitzes zu benutzen wünscht, das
gesamte Byte effektiv dem DSP gewidmet ist. Während des Zeitschlitzes würden daher mehrere
Bit des Byte nicht benutzt werden.
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Mit
dem Aufkommen digitaler drahtloser Dienste und der mit diesen Diensten
zur Verfügung stehenden
umfangreichen Merkmale könnte
die Zuordnung eines gesamten Zeitschlitzes zu einem DSP ineffizient
sein, wenn eine Anzahl von DSP weniger als das gesamte Byte des
Zeitschlitzes benutzt.
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Auch
ist es bekannt, ein digitales Kommunikationsvermittlungssystem bereitzustellen,
das eine Hauptvermittlung mit normaler Bitrate und eine „Zusatz"-Vermittlung mit Teilbitrate enthält, die
modular mit der Vermittlung normaler Bitrate verbunden ist (Internationale
Patentanmeldung WO-97/27720). Teilbitraten-Zeitschlitze werden zu
der Teilbitratenvermittlung über
die Normalbitratenvermittlung übertragen.
Die Teilbitratenvermittlung vermittelt gezielt ein oder mehrere
Bit entsprechend einem oder mehreren Teilbitratenkanälen in einem
Zeitschlitz mit einer Datenübertragungsrate,
die geringer ist als eine normale Bitrate, die aufgenommen werden
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine programmierbare
Telekommunikationsvermittlung bereitzustellen, die die Vermittlung
und Verarbeitung von Informationseinheiten im Größenbereich von einem einzigen
Bit bis zu einem gesamten Zeitschlitz erlaubt.
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Die
Erfindung entspricht den unabhängigen Ansprüchen 1 und
11, wobei bevorzugte Ausführungsformen
den abhängigen
Ansprüchen
entsprechen.
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Kurz
gesagt enthält
gemäß der vorliegenden Erfindung
eine programmierbare Telekommunikationsvermittlung eine CPU-/Matrixkarte,
eine oder mehrere Leitungsanschluß karten und eine oder mehrere
programmierbare Kommunikationsdienstekarten, von denen alle in kommunizierendem
Verhältnis verbunden
sind. Die CPU-/Matrixkarte enthält
eine Zeitschlitzaustauscheinheit (TSI), deren Zeitschlitze Anschlüssen der
Vermittlung entsprechen, und einen zentralen Verbindungsprozessor,
der von einem Hostcomputer empfangene Nachrichten verarbeitet und
die Leitungsanschlußkarten
und die Kommunikationsdienstekarten steuert. Jede Kommunikationsdienstekarte
ist unabhängig
programmierbar und verarbeitet von der CPU-/Matrixkarte empfangene Nachrichten.
Die Kommunikationsdienstekarte enthält eine Mehrzahl von Digitalsignalprozessor-(DSP-)Moduln, die
dynamisch programmiert werden können,
um die Erfordernisse einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
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Die
CPU-/Matrixkarte, die Leitungsanschlußkarten und die Kommunikationsdienstekarten
sind über
eine Mehrzahl von Bussen zusammengeschaltet, wodurch Nachrichten
in beiden Richtungen zwischen den Karten weitergeleitet werden können. Insbesondere
sind die CPU-/Matrixkarte und die Kommunikationsdienstekarten mit
einem TDM-Bus verbunden, so daß diese
Karten fortlaufend alle von den Leitungsanschlußkarten während aller Zeitschlitze übertragenen
PCM-Informationen empfangen. Während
eines beliebigen gegebenen Zeitschlitzes kann jedoch eine und nur
eine der CPU-/Matrixkarte oder verfügbaren Kommunikationsdienstekarten
PCM-Informationen zu der Leitungsanschlußkarte mit dem diesem gegebenen
Zeitschlitz zugeordneten Anschluß übertragen. So kommen für jeden
gegebenen Zeitschlitz die zum entsprechenden Anschluß übertragenen
PCM-Informationen entweder von der TSI auf der CPU-/Matrixkarte
oder von den Kommunikationsdienstekarten. Infolge dieser Anordnung
können die
Kommunikationsdienstekarten PCM-Informationen
direkt über
den TDM-Bus zu den Leitungsanschlußkarten (Anschlüssen) übertragen,
ohne Zeitschlitze zu belegen, die ansonsten für andere Verbindungen zur Verfügung stehen
würden.
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Vorzugsweise
enthält
jedes der auf einer Kommunikationsdienstekarte residenten DSP-Moduln
seine eigene TSI. Bedeutsamerweise kann dadurch jedes DSP-Modul gleichzeitig
alle von den Leitungsanschlußkarten übertragenen
Informationen empfangen. Da zusätzlich
jedes DSP-Modul seine eigene fest zugeordnete TSI enthält und jede
dieser TSI parallel an den gleichen TDM-Bus angeschlossen ist, kann
eine oder mehrere TSI während
eines Zeitschlitzes Daten auf diesen Bus ausgeben.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
dies die Zuweisung von mehreren Kommunikationsdienstekarten-TSI
zur Übertragung
während
des gleichen Zeitschlitzes. Wenn beispielsweise ein erstes DSP-Modul
nur drei Bit eines Acht-Bit-Zeitschlitzes benötigt und ein zweites DSP-Modul fünf oder
weniger Bit benötigt,
dann können
beide DSP-Moduln der Übertragung
während
des gleichen Zeitschlitzes zugewiesen werden. Die erste TSI würde Daten
beispielsweise als die drei mindestwertigen Bit ausgeben, während die
zweite TSI ihre Daten als die übrigen
Bit des Zeitschlitzes ausgeben würde.
Vorteilhafterweise erteilt dies der Telekommunikationsvermittlungsanlage
eine Fähigkeit,
Zeitschlitze mit „Teilrate" auf Bitebene zu multiplexen.
Durch dieses System wird weiterhin die Verwendung von PCM oder sonstigen
Daten mit veränderlicher
Länge erleichtert.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden angesichts der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
derselben wie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt deutlicher
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Telekommunikationsvermittlungsanlage mit
Teilratenvermittlung;
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2 ist
ein Blockschaltbild einer in der Telekommunikationsvermittlungsanlage
der 1 residenten CPU-/Matrixkarte;
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3 ist
ein Blockschaltbild einer in der Telekommunikationsvermittlungsanlage
der 1 residenten Kommunikationsdienstekarte; und
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4 ist
ein schematisches Blockschaltbild eines Teils der Kommunikationsdienstekarte
mit einer Mehrzahl paralleler DSP, jeweils mit einer TSI.
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BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
die hauptsächlichen
Funktionskomponenten einer bevorzugten Ausführungsform einer programmierbaren
Telekommunikationsvermittlungsanlage 10, in der die vorliegende
Erfindung implementiert werden könnte.
Auf einer Reihe von Leitungsanschlußkarten-Eingangs/Ausgangs-(E/A-)Karten 14 sind
Netz-/Leitungsschnittstellen 12 vorgesehen,
die Verbindungen zu einem öffentlichen
Wählnetz
(PSTN – Public
Switched Telephone Network) oder Privatnetz (oder beiden) darstellen
können.
Wenn gewünscht
kann wahlweise eine redundante E/A-Karte 16 und ein redundanter E/A-Bus 17 bereitgestellt
werden, um bei Ausfall einer der E/A-Karten 14 fortlaufenden Betrieb
der Vermittlung zu erlauben.
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Eine
oder mehrere Digitalnetz-(T1, E1 oder J1) oder analoge Verbindungsleitungs-Leitungsanschlußkarten 18 kommunizieren
mit den E/A-Karten 14 über
die E/A-Leitungen 20 der
Leitungsanschlußkarte
(LC). Die Leitungsanschlußkarten
sind auch im kommunizierenden Verhältnis mit redundanten Koppelbussen 22a und 22b verbunden.
Wiederum können,
sofern gewünscht,
eine oder mehrere redundante Leitungsanschlußkarten 23 bereitgestellt
werden, wobei solche redundanten Leitungsanschlußkarten zum Kommunizieren mit
der redundanten E/A-Karte 16 über die redundanten LC-E/A-Leitungen 24 angeordnet
sind. Es versteht sich, daß durch
Bereitstellung anderer Kartenarten in der Vermittlungsanlage 10 andere
Arten von Kommunikationsprotokollen wie beispielsweise DS3, SONET,
SS7, oder andere ebenfalls durch die Vermittlungsanlage 10 unterstützt werden
können.
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Die
Steuerung der Operationen der Vermittlungsanlage 10 wie
auch die eigentlichen Vermittlungsfunktionen werden entweder durch
eine CPU-/Matrixkarte oder eine Knotenvermittlung 26a durchgeführt. Wenn
eine CPU-/Matrixkarte ausgewählt
wird, fungiert die Vermittlungsanlage 10 als freistehende
Vorrichtung (d.h. im Gegensatz zum Betrieb als Vermittlungsknoten
in einem erweiterungsfähigen
Telekommunikationssystem). In diesem Fall ist die CPU-/Matrixkarte
mit einer Hostschnittstelle 27a verbunden, über die
Kommunikationen mit einer (nicht gezeigten) externen Hostvorrichtung
bewirkt werden.
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Wenn
alternativ eine Knotenvermittlung ausgewählt wird, kann die Vermittlungsanlage 10 als
Vermittlungsknoten in einem erweiterungsfähigen Telekommunikationssystem
betrieben werden. In einer solchen Ausführungsform ist die Knotenvermittlung vorzugsweise
mit einer Ring-E/A-Karte 28a verbunden, über die
Kommunikationen mit einem Paar faseroptische Ringe 29a bewirkt
werden. Auch kann die Knotenvermittlung über die Host-Schnittstelle 27a mit
einem externen Host kommunizieren.
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Ungeachtet
dessen, ob eine CPU-/Matrixkarte oder eine Knotenvermittlung ausgewählt wird, kann
wahlweise eine passende Reserve-CPU-/Matrixkarte oder -Knotenvermittlung 26b vorgesehen sein
und von der entsprechenden Host-Schnittstelle 27b oder
Ring-E/A-Karte 28b (oder beiden) begleitet sein. In einer
solchen Konfiguration ist zur direkten Kommunikation zwischen aktiven
und Reserve-Vorrichtungen 26a und 26b eine Verbindungsstrecke 32 vorgesehen.
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Einzelheiten
des Aufbaus und der Funktionsweise einer geeigneten CPU-/Matrixkarte
sind in dem hier besprochenen US-Patent 5,349,579 zu finden. Auf ähnliche
Weise sind Einzelheiten des Aufbaus und der Funktionsweise einer
geeigneten Knotenvermittlung im US-Patent Nr. 5,544,163 zu finden,
das eine hochratige digitale Kommunikationsvermittlung hoher Bandbreite
und ein Netz zum Verbinden mehrerer programmierbarer Vermittlungsknoten
beschreibt. Die Vermittlungsknoten enthalten Schaltungen zum Übertragen
und Empfangen von paketierten Informationen veränderlicher Länge über das
Zwischenknotennetz und ermöglichen
damit jedem Knoten, durch Abhören
aller Zeitschlitze Informationen von allen anderen Knoten zu empfangen
und durch Einschreiben in die Zeitschlitze zu einer geplanten Zeit
Informationen zu allen anderen Knoten zu übertragen.
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Verschiedene
programmierbare Kommunikationsdienste wie beispielsweise Tonerkennung
und -erzeugung, Konferenzgespräche,
aufgezeichnete Sprachansagen, Verbindungsaufbauanalyse, Spracherkennung,
ADPCM-Komprimierung und viele andere können durch eine oder mehrere
Mehrfunktions-Digitalsignalverarbeitungs-(MFDSP-)Karten 33 bereitgestellt
werden. ISDN-Primärratendienst
und andere Paketkommunikationsdienste werden durch eine oder mehrere
PRI-32-Paketprozessorkarten 34 bereitgestellt. Redundante
MFDSP-Karten 33 und redundante PRI-32-Karten 34 können ebenfalls
enthalten sein.
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2 ist
eine schematische Blockschaltbilddarstellung der CPU-/Matrixkarte 26a.
Ein zentraler Vermittlungsprozessor 54 ist mit den Koppelbussen 22a verbunden, die
einen HDLC-Bus 40 (High Speed Data Link Control) und einen
Anschlußkarten-LC-Zustands-/Steuerbus 44 umfassen.
Der zentrale Vermittlungsprozessor 54 ist auch mit Host-Auswahlschaltungen 55,
Direktzugriffs- und
Nurlesespeichern 56, Überwachungszeitgabeschaltungen 58,
Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Steuerschaltungen 60, Takt- und
Steuerungs-/Auswahlschaltungen 62 und einer Zeitschlitzaustauscheinheit
TSI (Time Slot Interchange) 64 verbunden. Die Takt- und
Steuerungs-/Auswahlschaltungen 62 sind mit der TSI 64, einem
Takt-/Steuerbus 46 (zur Schleifenzeitgabe) und mit einer
Mehrzahl (z.B. drei) Quellen von Taktsignalen, bezeichnet als Signale
REF 1, REF 2 (die von externen Quellen für Bezugszeitgabe
geliefert werden können)
bzw. OSCILLATOR (das von einem auf der CPU-/Matrixkarte 26a befindlichen
freilaufenden Oszillator geliefert werden kann) verbunden.
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Der
zentrale Vermittlungsprozessor 54, der beispielsweise einen
Mikroprozessor Motorola 68302 enthält, hat die Kontrolle über alle
anderen Schaltungen auf der CPU-/Matrixkarte 26a. Der zentrale
Vermittlungsprozessor 54 läuft unter einem Echtzeit-Betriebssystem wie
beispielsweise dem von Integrated Systems vertriebenen SOS® und
benutzt Q.931-ähnliche
Nachrichten, ein CCITT-Standardprotokoll zum Kommunizieren über den
HDLC-Bus 40. Unter Verwendung des HDLC-Busses 40 kann der zentrale Vermittlungsprozessor 54 eine
Nachricht gleichzeitig zu allen an diesen Bus angeschalteten Karten übertragen.
Der Prozessor 54 kann den LC-Zustands-/Steuerungsbus 44 zum
Auswählen
einer bestimmten Karte zum Übertragen
einer Nachricht über den
HDLC-Bus 40 benutzen. Die Host-Auswahlschaltungen 55 informieren
den Prozessor 54 darüber,
ob er beim Einschalten mit dem internen Host oder dem externen Host
kommunizieren soll.
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Die
E/A-Steuerschaltungen 60 verwalten die Kommunikation zwischen
dem zentralen Vermittlungsprozessor 54 und einem (nicht
gezeigten) externen Host.
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Wie
weiter unten beschrieben fungieren die Takt- und Steuerungs-/Auswahlschaltungen 62 als Reaktion
auf Anweisungen vom zentralen Vermittlungsprozessor 54 zum
Auswählen
eines von fünf verfügbaren Signalen
zum Synchronisieren der CPU-/Matrixkarte 26a. Vom Takt-/Steuerbus 46 werden
zwei derartige Signale bereitgestellt, wobei die anderen drei die
Signale REF 1, REF 2 und OSCILLATOR sind.
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Die
TSI 64 ist vorzugsweise eine blockierungsfreie Matrix,
die ankommende PCM-Daten über einen
TDM-Bus 42 empfängt
und nach Anweisung durch den zentralen Vermittlungsprozessor 54 zum Austauschen
von Zeitschlitzen auf herkömmliche Weise
als digitaler Speicher-Zeitschalter wirkt.
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3 ist
eine Blockschaltbilddarstellung der MFDSP-Karte 33. Die Karte 33 enthält eine
Reihe von Bustreibern/-empfängern 65,
die an den HDLC-Bus 40, den TDM-Bus 42 und den LC-Zustands-/Steuerbus 44 angeschlossen
sind. Die Bustreiber/-empfänger 65 besitzen
vorzugsweise offene Kollektorausgänge, da sich die MFDSP-Karte 33 den TDM-Bus 42 mit
der CPU-/Matrixkarte 26a, den Leitungsanschlußkarten 14, 18 und
der Paketprozessorkarte 34 teilt. So erlaubt die Verwendung
von Treibern/Empfängern 65 mit
offenen Kollektorausgängen,
daß die
entsprechenden Karten direkt mit dem TDM-Bus 42 verbunden
werden können.
Zwecks Bereitstellung von Redundanz können einige oder alle der Busse 40, 42 und 44 doppelt
ausgeführt
sein.
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Von
jedem TDM-Bus 42 werden zwei Kommunikationswege mit der
Bezeichnung „LSpcm" und „SLpcm" bereitgestellt.
Der LSpcm-Weg 42a führt PCM-Informationen
von den Leitungsanschlußkarten 14, 18 zur
CPU-/Matrixkarte 26a der MFDSP-Karte 33 und der
Paketprozessorkarte 34, Andererseits führt der SLpcm-Weg 42b PCM-Informationen
von der CPU-/Matrixkarte 26a, der MFDSP-Karte 33 und der
Paketprozessorkarte 34 zu den Leitungsanschlußkarten 14, 18.
In einer bevorzugten Ausführungsform
werden zwei Acht-Bit-Parallelbusse für die LSpcm- und SLpcm-Wege 42a bzw. 42b benutzt.
Als Alternative können
diese Wege durch eine Mehrzahl von gemultiplexten seriellen Bussen
bereitgestellt werden, von denen jeder eine Mehrzahl von Zeitschlitzen
führt.
Es versteht sich, daß der
TDM-Bus 42 unter Verwendung anderer Arten und Konfigurationen
von Bussen zur Herstellung zutreffender Kommunikationen zwischen
den verschiedenen Karten implementiert werden kann.
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Eine
CPU 66 (z.B. ein Mikroprozessor Motorola 68302) ist an
den HDLC-Bus 40 wie auch den Nurlesespeicher ROM (Read
Only Memory) 68, den Direktzugriffsspeicher RAM (Random
Access Memory) 70, die Takt- und Steuerschaltungen 72 und
eine Mehrzahl von Digitalsignalverarbeitungsmoduln 94–96 über einen
synchronisierten seriellen Kommunikationsweg angeschlossen. Eine
Batterie 71 liefert Reservestrom für den RAM 70, so daß darin
gespeicherte Informationen bei einer Unterbrechung der Hauptstromversorgung
erhalten bleiben.
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Der
Multiplexer 74 leitet Informationen von den Bustreibern/Empfängern 65 auf
eine Leitung 75, die in jedes der auf der MFDSP-Karte residenten
Digitalsignalprozessormoduln 94–96 eingegeben wird. Umgekehrt
leitet der Multiplexer 76 Informationen von jedem der Digitalsignalverarbeitungsmoduln
zu den Bustreibern/Empfängern 65.
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Bedeutsamerweise
enthält
jedes der Mehrzahl der Digitalsignalverarbeitungsmoduln eine Zeitschlitzaustauscheinheit
TSI (Time Slot Interchange) 100–102 und einen Digitalsignalprozessor 104–106 (z.B.
ein mit 25 MHz arbeitender der Modellnummer TI-320C31 von Texas
Instruments), der betriebsmäßig mit
der CPU 66 verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält
jedes der Mehrzahl von Digitalsignalverarbeitungsmoduln 94–96 jeweils
seine eigene TSI 100–102.
Bedeutsamerweise erlaubt dies jedem Modul den gleichzeitigen Empfang
aller von den Leitungsanschlußkarten 34, 38 übertragenen
Informationen (1). Da zusätzlich jedes Digitalsignalverarbeitungsmodul
seine eigene fest zugeordnete TSI enthält und jede dieser TSI parallel
an den gleichen Bus angeschlossen ist, kann eine oder mehrere TSI
Daten während
eines einzigen Zeitschlitzes auf den TDM-Bus 42 ausgeben.
Vorteilhafterweise erlaubt dies die Zuweisung von mehreren TSI 100–102 zum
gleichen Übertragungszeitschlitz.
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Jede
TSI weist vorzugsweise eine Speicherkapazität von mindestens 8 Bit × 4K auf.
Der gewöhnliche
Fachmann wird jedoch erkennen, daß Speichervorrichtungen anderer
Größe auch
benutzt werden können,
in Abhängigkeit
beispielsweise von der Gesamtsystemkonstruktion und den Erfordernissen einer
bestimmten Anwendung.
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Nunmehr
wird die allgemeine Funktionsweise der MFDSP-Karte 33 kurz beschrieben.
Die CPU 66 besitzt Gesamtkontrolle über die anderen Komponenten
und Moduln, die sich auf der MFDSP-Karte 33 befinden. Die
CPU 66 empfängt
Nachrichten vom und überträgt Nachrichten
zum zentralen Vermittlungsprozessor 54 (auf der CPU-/Matrixkarte 26a) über den
HDLC-Bus 40. Vom zentralen Vermittlungsprozessor 54 zur
CPU 66 gesendete Nachrichten werden typischerweise zur
Anweisung, daß eine
gewisse Handlung durchzuführen
ist, benutzt. Von der CPU 66 zum zentralen Vermittlungsprozessor 54 gesendete
Nachrichten werden typischerweise zum Melden, daß gewisse Handlungen ausgeführt worden
sind, benutzt.
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Die
MFDSP-Karte 33 wird mittels über den Takt-/Steuerbus 46 empfangenen
Taktsignalen mit der CPU-/Matrixkarte 26a synchronisiert.
Infolgedessen sind die TSI 100–102 jeweils so verbunden,
daß sie
fortlaufend die von den Leitungsanschlußkarten 14, 18 übertragenen
PCM-Daten (über
den LSpcm-Bus 42a) empfangen. So werden von irgendeiner der
Leitungsanschlußkarten 14, 18 übertragene PCM-Daten
gleichzeitig an entsprechenden Speicherstellen in der CPU-/Matrixkarten-TSI 64 (2) und
in der Mehrzahl von MFDSP-Karten-TSI 100–102 (3 und 4)
gespeichert.
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Sobald
Daten in den TSI 100–102 der
programmierbaren Digitalsignalverarbeitungsmoduln 94–96 gespeichert
sind, können
die Daten von den Digitalsignalprozessoren 104–106 verarbeitet
werden (d.h. bearbeitet werden). Die programmierbare Verarbeitung
kann die Funktionen wie beispielsweise Tonerzeugung oder -erkennung,
Verbindungsaufbauanalyse, Wiedergabe einer aufgezeichneten Ansage, Spracherkennung,
ADPCM-Komprimierung, Konferenzgespräch, ISDN-Verbindungssteuerung
und jede andere bekannte Signalverarbeitung umfassen, die mit sowohl
drahtgebundenen als auch drahtlosen Systemen wie beispielsweise
Zellularfunk- und PCS-Systemen verbunden ist.
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Während jedes
gegebenen Zeitschlitzes darf nur eine von der CPU-/Matrixkarte 26a,
der MFDSP-Karte 33 und der Paketprozessorkarte 34 PCM-Daten über den
TDM-Bus 42 zu den Leitungsanschlußkarten 14 übertragen.
Die Auswahl, welche der Karten PCM-Daten übertragen darf, wird durch den
zentralen Vermittlungsprozessor 54 durch einen Nachrichtenaustausch über den
HDLC-Bus 40 geleitet.
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Für einen
gegebenen Zeitschlitz geben die TSI 100–102, wenn die MFDSP-Karte 33 nicht
für die Übertragung
von PCM-Daten ausgewählt
ist, jeweils ein vorbestimmtes Bitmuster (z.B. FF hex) aus, das die
Treiber/Empfänger 65 effektiv
abschaltet. So wird die MFDSP-Karte 33 für den gegebenen
Zeitschlitz keine Wirkung auf den TDM-Bus 42 ausüben.
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4 ist
ein schematisches Blockschaltbild eines Teils der MFDSP-Karte mit
DSP-Moduln 94–96,
die zugehörige
TSI 100–102 und
DSP 104–106 einschließen. Jedes
der Moduln 94–96 überträgt Daten
auf einen MFDSP-Kartenbus 110, der
funktionsmäßig als
verdrahtetes ODER dargestellt ist, bei dem alle Leitungen vorzugsweise
elektrisch hochgezogen sind. Insbesondere kann eines oder mehrere
Digitalsignalverarbeitungsmoduln 94–96 gleichzeitig Informationsbit
auf den MFDSP-Kartenbus 110 übertragen, wobei diese Informationen
effektiv in einen einzigen Acht-Bit-Zeitschlitz auf dem TDM-Bus 42 (d.h.
dem SLpcm-Bus) kombiniert sind.
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Vorteilhafterweise
erleichtert die vorliegende Erfindung die Durchführung verschiedener Funktionen
einschließlich
von Teilratenmultiplexen und Sprachcodierungsfunktionen, die besonderen
Nutzen in PCS finden (d.h. drahtlosen Kommunikationssystemen). Beispielsweise
kann es in einem PCS-System wünschenswert
sein, Vier-Bit-Sprachabtastwerte zu benutzen, anstatt der 'gewöhnlich in drahtgebundenen
Systemen (z.B. PSTN-Systemen) benutzten Acht-Bit-Abtastwerten, zwecks wirkungsvollerer
Verwendung der Systembandbreite (z.B. der HF-Bandbreite). In diesem
Fall müssen
vom PSTN zur Übertragung
an einen drahtlosen Teilnehmer empfangene Acht-Bit-Zeitschlitze
zuerst auf vier Bit sprachcodiert (d.h. komprimiert) werden. Dies
wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, bei der solche Acht-Bit-Abtastwerte
von einer der Leitungsanschlußkarten 14, 18 (1) über den
LSpcm-Bus 42 empfangen werden. Für eine gegebene Verbindung werden
solche Acht-Bit-Abtastwerte wie oben beschrieben in allen TSI-Schaltungen 100–102 gespeichert
werden. Im allgemeinen wird nur einer der DSP 104–106 (z.B.
DSP 104) zur Verarbeitung der empfangenen Acht-Bit-Abtastwerte
gemäß einem vorbestimmten
Komprimierungsalgorithmus zum Verringern jedes derartigen Abtastwertes
auf beispielsweise einen Vier-Bit-Wert zugewiesen werden. Gleicherweise
kann DSP 105 der Durchführung
einer ähnlichen
Komprimierungsfunktion bezüglich
anderer Acht-Bit-Abtastwerte zugewiesen werden, die anderen über den
LSpcm-Bus empfangenen Verbindungen zugeordnet sind. Im Gegensatz
dazu kann DSP 106 zum Dekomprimieren von durch die Vermittlungsanlage 10 von
einem drahtlosen Teilnehmer empfangenen und für das PSTN bestimmten Vier-Bit-Abtastwert programmiert
werden.
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Nachdem
der DSP 104 die Komprimierungsfunktion durchgeführt hat,
wird der resultierende Vier-Bit-Abtastwert
in der TSI 100 gespeichert. Danach wird synchron zu einem
entsprechenden (Acht-Bit-)Zeitschlitz auf dem SLpcm-Bus 42 dieser Vier-Bit-Abtastwert
aus der TSI 100 ausgelesen und auf diesen Bus gesetzt.
Die übrigen
vier Bit dieses Zeitschlitzes können
dazu benutzt werden, einen vorher komprimierten Vier-Bit-Abtastwert (oder
irgendeine sonstige Information kleiner als vier Bit), der sich auf
eine unterschiedliche Verbindung bezieht, zu führen. Auf diese Weise erlaubt
die vorliegende Erfindung einer Telekommunikationsvermittlungsanlage effektiv,
die doppelte Anzahl von Verbindungen zu bearbeiten, die ansonsten
unter Verwendung herkömmlicher
Vermittlungsverfahren mit fest zugeordneten Acht-Bit-Zeitschlitzen bearbeitet
werden könnten.
Der gewöhnliche
Fachmann wird jedoch erkennen, daß die vorliegende Erfindung
nicht darauf begrenzt ist, in Vermittlungssystemen zu fungieren,
die acht Bit in vier Bit komprimieren oder Vier-Bit-Sprachabtastwerte
auf Acht-Bit-Abtastwerte dekomprimieren. Statt dessen ist die vorliegende
Erfindung einer Zeitkoppelfunktion für eine beliebige Größeneinheit von
Informationen beginnend mit einem einzigen Bit bis zu und einschließlich einem
gesamten Zeitschlitz (z.B. einem Byte) fähig, vorausgesetzt, daß eine ausreichende
Anzahl von DSP-Moduln vorhanden und verfügbar sind.
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Es
versteht sich, daß der
Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf mit programmierbaren
Digitalsignalverarbeitungskarten bevölkerte Telekommunikationsvermittlungsanlagessysteme wie
hier offenbart begrenzt ist. Statt dessen kann die durch die vorliegende
Erfindung bereitgestellte Teilratenvermittlung in eine Vielzahl
von Kommunikationsvorrichtungen eingebaut werden. Beispielsweise muß nicht
jede der parallel konfigurierten TSI einem Digitalsignalverarbeitungschip
zugeordnet sein, und ein gewöhnlicher
Fachmann wird erkennen, daß es eine
Anzahl von vermittlungssystemauslegungen gibt, die in der Lage sind,
die Vorteile des Multiplexens von Zeitschlitzen auf Bitebene (d.h.
Teilratenvermittlung) gemäß der vorliegenden
Erfindung auszunutzen.
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Obwohl
es einem gewöhnlichen
Fachmann klar ist, ist die vorliegende Erfindung zusätzlich eindeutig
nicht auf Systeme begrenzt, die mit den hier offenbarten Taktgeschwindigkeiten
oder Busbreiten oder Bustypen betrieben werden. Statt dessen wird
in Betracht gezogen, daß verschiedene
Taktgeschwindigkeiten und Busbreiten und -typen benutzende Systeme
einige oder alle der Vorteile der vorliegenden Erfindung zur Erfüllung bringen
können.