PL174846B1 - Światłowodowy, cyfrowy system łączności z wielodostępem z podziałem czasu - Google Patents

Abstract

1 . Swiatlowodowy, cyfrowy system lacznosci z wielo dostepem z podzialem czasu zawierajacy centrale, do której dolaczone sa urzadzenia koncowe, oraz swiatlowodowa siec rozgalezna miedzy centrala a urzadzeniami koncowymi, do transmisji danych w postaci ramek o ustalonej dlugosci zawierajacych pole kanalów wspólnych przesylane z centrali do urzadzen koncowych oraz pole kanalów informacji i pole wyrównywania strumieni danych przesylane pomiedzy urza- dzeniami koncowymi 1 centrala, znamienny tym, ze siec rozgalezna jest oparta na co najmniej jednym swiatlowodzie (4), w którym kanaly sa transmitowane z kompresja czasu - TCM, zas pierwsza polówka (11) ramki (10) transm itow a- na z urzadzen koncowych (3) do centrali (1) zawiera pole (CC) kanalów wspólnych, pole (CA) wyrównywania strumieni danych 1 pole (CI) kanalów informacji, podczas gdy druga polówka (12) ramki (10) transmitowana z centrali (1) do urzadzen koncowych (3) zawiera pole (CC) kanalów wspól- nych 1 pole (CI) kanalów informacji, które z kolei posiada taka sama liczbe kanalów jak dla drugiego kierunku transmisji i wolny obszar równy polu (CA) wyrównywana strumieni da- nych wykorzystywanemu dla drugiego kierunku transmisji, który jest umieszczony wzdluz niego do wyrównywania razem z nim strumieni danych transmitowanych z urzadzen konco- wych (3) do centrali (1). F I G . 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest światłowodowy, cyfrowy system łączności z wielodostępem z podziałem czasu.

Zastosowanie włókien optycznych w systemach łączności wprowadziło szereg problemów związanych z dołączeniem do wielopunktowych systemów rozdzielczych abonenckich z elastycznym przydziałem pewnej liczby kanałów na każde urządzenie końcowe zgodnie z wymaganiami obsługi.

Znanych jest szereg sposobów dołączania włókien optycznych do abonenckich systemów dystrybucji z wielodostępem z podziałem czasu. Niektóre z nich są stosowane w sieciach z dwoma światłowodami i wykorzystują zwielokrotnienie z podziałem czasu, w którym informacja jest transmitowana w sposób ciągły w kierunku od centrali do urządzeń końcowych. Inne są zastosowane w sieciach z pojedynczym światłowodem i wykorzystują zwielokrotnienie z kompresją czasu, stosując transmisję dwukierunkową tym samym światłowodem.

Dokładniej jest to przedstawione w publikacji, pod tytułem: Wykaz i wymagania układowe dla włókna w układach pętli, której autorami są C..A Elderinga i A. Martina Mingueza, zawartej w Proceedings of Spie Oe-Fibers’92 Conference, Boston, MA, z września 1992, strony 156-165. W tej publikacji opisano możliwość użycia struktur ramek z grupami kanałów lub niezależnymi kanałami. W strukturach pierwszego rodzaju każde urządzenie końcowe, które zapewnia obsługę dla pewnej liczby abonentów, grupuje razem kanały przydzielone mu przez system w celu utworzenia pola zawierającego informacje, do którego dodaje ono preambułę, podczas gdy w strukturach drugiego rodzaju każdy kanał abonenta wytwarza pojedynczy strumień danych składający się z tego pola zawierającego informację abonenta oraz preambułę. W publikacji są pokazane dwie struktury ramek, jedna dla przypadku zwielokrotnienia z podziałem czasu i druga dla przypadku zwielokrotnienia z kompresją czasu. W pierwszym przypadku są zastosowane sieci z dwoma światłowodami i w drugim sieci z pojedynczym światłowodem. Te ramki zawierają kanał roboczy i podrzymania w obu kierunkach transmisji do wymiany rozkazów sterujących pomiędzy centralą i urządzeniami końcowymi oraz kanały wprowadzania opłaty, które są kanałami niosącymi informację abonencką podczas łączności.

Ustalenie struktury ramki podobnej do określonego powyżej wymaga jednak zastosowania początkowego procesu, który dopuszcza opóźnienia propagacji sygnału tak, że każde urządzenie końcowe, które będzie miało inne opóźnienie, wie kiedy ma przesyłać sygnał jego kanałami do centrali przy prawidłowym usytuowaniu w przydzielonym przedziale czasu. Ten proces może być rozwlekły i drobiazgowy, a ponadto musi być powtarzany za każdym razem, gdy w systemie występuje jakakolwiek zmiana, na przykład wprowadzenie nowego urządzenia końcowego, czy zamiana elementu s^'sl:emu.

Istotą światłowodowego, cyfrowego systemu łączności z wielodostępem z podziałem czasu, według wynalazku, zawierającego centralę, do której dołączone są urządzenia końcowe, oraz światłowodową sieć rozgałęźną między centralą a urządzeniami końcowymi, do transmisji danych w postaci ramek o ustalonej długości zawierających pole kanałów wspólnych przesyłane z centrali do urządzeń końcowych oraz pole kanałów informacji i pole wyrównywania strumieni danych przesyłane pomiędzy urządzeniami końcowymi i centralą, jest to, że sieć rozgałęźna jest oparta na co najmniej jednym światłowodzie, w którym kanały są transmitowane z kompresją czasu - TCM, zaś pierwsza połówka ramki transmitowana z urządzeń końcowych do centrali zawiera pole kanałów wspólnych, pole wyrównywania strumieni danych i pole kanałów infor4

174 846 macji, podczas gdy druga połówka ramki transmitowana z centrali do uszkodzeń końcowych zawiera pole kanałów wspólnych i pole kanałów informacji, które z kolei posiada taką samą liczbę kanałów jak dla drugiego kierunku transmisji i wolny obszar równy polu wyrównywania strumienia danych wykorzystywanemu dla drugiego kierunku transmisji, który jest umieszczony wzdłuż niego do wyrównywania razem z nim strumieni danych transmitowanych z urządzeń końcowych do centrali.

Korzystnie sieć rozgałęźna jest oparta na dwóch światłowodach, w których kanały są transmitowane ze zwielolaotnieniem z podziałem czasu - TDM, zaś ramka przesyłana przez światłowód włączony pomiędzy centralę i urządzenia końcowe zawiera pole kanałów wspólnych i pole kanałów informacji, podczas gdy ramka przesyłana przez światłowód włączony pomiędzy urządzenia końcowe i centralę zawiera pole kanałów wspólnych, pole kanałów informacji i pole wyrównywania strumieni danych, przy czym ramka ta jest przesunięta w czasie o przedział równy połówce ramki względem ramki przesyłanej przez światłowód w przeciwnym kierunku transmisji.

Korzystnie sieć rozgałęźna oparta na dwóch światłowodach jest siecią dostosowaną do transmisji przez jeden z dwóch światłowodów, który przesyła pierwsze dwie połówki ramek z centrali do urządzeń końcowych i odwrotnie.

Korzystnie każdy kanał w polu kanałów informacji zawiera pole zredukowanego zabezpieczenia, pole zredukowanej synchronizacji i pole informacji.

Korzystnie pojedynczy kanał za pośrednictwem pakietu danych jest dostosowany do realizacji usług wąskopasmowych, podczas gdy kilka kanałów jest dostosowanych do realizacji usług szerokopasmowych, przy czym usługi szerokopasmowe obejmują wykorzystanie różnych niezależnych kanałów, które są wydzielone z zespołu ramki i następnie przegrupowane bez wolnych obszarów.

Korzystnie urządzenie końcowe jest dostosowane do żądania przydzielenia kanału, który jest wolny, przy pomocy pola kanałów wspólnych wysyłanego w kierunku centrali, zaś centrala jest dostosowana do przydzielania kanałów informacji także przy pomocy pola kanałów wspólnych wysyłanego w kierunku uszkodzeń końcowych.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zapewnienie takiej struktury ramek, która umożliwia realizację procesu ustalania ramek zgodnie z kolejnym zachowaniem systemu, wystarczająco szybko i elastycznie dla umożliwienia wprowadzenia nowych kanałów lub zmiany istniejącego systemu bez przerywania procesu łączności.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy systemu według wynalazku i fig. 2 - strukturę ramki transmitowanej światłowodem w systemie według wynalazku w przypadku jednego światłowodu i dwóch światłowodów.

Figura 1 przedstawia światłowodowy, cyfrowy system łączności utworzony przez centralę 1, urządzenia końcowe 3, które są dołączone do centrali 1 przy pomocy światłowodów 4, i dystrybutory bierne 2, gdy tego wymaga umiejscowienie urządzeń końcowych. Każde urządzenie końcowe 3 jest z kolei dołączone do pewnej liczby abonentów, dla których zapewnia obsługę przy pomocy wielodostępu z podziałem czasu, który w podobny sposób jest wykorzystywany do transmisji światłowodem.

System może być oparty na pojedynczym światłowodzie lub na dwóch światłowodach, stosując zwielokrotnianie z kompresją czasu w pierwszym przypadku i zwielokrotnianie z podziałem czasu w drugim przypadku.

Figura 2 przedstawia ramkę 10 dla pierwszego przypadku, w którym pierwsza połówka 11 tej ramki 10 jest stosowana do kierowania transmisji z centrali 1 do urządzeń końcowych 3 i zawiera pole CC kanałów wspólnych, które są stosowane do przesyłania informacji sterującej z centrali 1 od urządzeń końcowych 3, pole CI kanałów informacji, które zawiera kanały użytkowników przydzielone abonentom dla realizacji połączeń oraz pole CA wyrównywania strumieni danych. Druga połówka 12 tej ramki 10, stosowana do kierowania transmisji z urządzeń końcowych 3 do centrali 1, zawiera pole CC kanałów wspólnych, równoważne polu CC kanałów wspólnych w pierwszej

174 846 połówce 11 ramki 10, do przenoszenia informacji sterującej z urządzeń końcowych 3 do centrali 1, pole CI kanałów informacji z kanałami użytkowników i pole CA wyrównywania strumieni danych, usytuowane poza odpowiednim polem CA wyrównywania strumieni danych pierwszej połówki 11 ramki 10 tak, że zespół dwóch pól CA wyrównywania strumieni danych jest stosowany w procesie lokalizacji strumieni danych dochodzących z urządzeń końcowych 3 do centrali 1 w przydzielonych przedziałach czasu bez zakłócania obsługiwanych kanałów.

W przypadku sieci z dwoma światłowodami każdy z nich transmituje ramkę odpowiadającą jednemu kierunkowi transmisji. To jest także pokazane na fig. 2, gdzie ramka 20 jest transmitowana przez centralę 1 do urządzeń końcowych 3 jednym z dwóch światłowodów, podczas gdy ramka 30 jest transmitowana przez grupę urządzeń końcowych 3 do centrali 1. .

Ramka 20 wysyłana z centrali 1, czyli zgodnie z kierunkiem strumienia danych zawiera pole CC kanałów wspólnych i pole CI kanałów informacji, przy czym nie ma konieczności stosowania pola CA wyrównywania strumieni danych. W przeciwnym kierunku ramka 30 wysyłana z grupy urządzeń końcowych 3, czyli niezgodnie z kierunkiem strumienia danych, podtrzymuje wszystkie powyższe pola, to jest pole CC kanałów wspólnych, pole CI kanałów informacji podzielone na dwie części przez pole CA wyrównywania strumieni danych, które jest rzeczywiście podwójnym polem utworzonym przez dwa identyczne pola usytuowane jedno za drugim. Pola CA wyrównywania strumieni danych są usytuowane w środku ramki 30.

Ponadto ramka 30 jest przesunięta o połowę długości ramki względem ramki 20, skutkiem czego na przykład pierwszy kanał informacji, usytuowany w polu CI kanałów informacji bezpośrednio po polu CC kanałów wspólnych ramki 20, ma partnera w przeciwnym kierunku transmisji, w polu CI kanałów informacji, bezpośrednio w pierwszym położeniu po polu CA wyrównywania strumieni danych ramki 30.

Takie rozwiązanie umożliwia zmianę ^y^^emu łączności z dwóch światłowodów na jeden światłowód w sposób natychmiastowy, transmitując tylko jednym z dwóch światłowodów pierwszą połówkę ramki 20 i drugą połówkę ramki 30 oraz tłumiąc w ramce 20 kanały, które pokrywałyby się z polem CA wyrównywania strumieni danych, które jest usytuowane po lewej stronie.

W ten sposób każdy kanał, podtrzymywany w polu CI kanałów informacji w kierunku transmisji od centrali 1 do urządzeń końcowych 3, ma partnera dla przeciwnego kierunku i ramka 10 jest utworzona dla pojedynczego światłowodu przy zastosowaniu zwielokrotnienia z kompresją czasu bez zmiany urządzeń.

Kanały informacji pola Ci kanałów informacji są kanałami utworzonymi przez pole I informacji, które podtrzymuje informację pojedynczego użytkownika, do którego jest dodane pole S zredukowanej synchronizacji i pole G zredukowanego zabezpieczenia, aby umożliwić nieznaczne przesunięcie w czasie dla kanałów. Informacja sterująca jest przesyłana kanałami wspólnymi, a nie w nagłówku tych kanałów.

Przez zastosowanie tylko jednego strumienia danych czyli kanału informacji do użytkownika, znanego również jako kanał niezależny, jest możliwe uzyskanie dynamicznego i elastycznego przydziału wolnych kanałów, dla których jest konieczne zastosowanie pola CA wyrównywania strumieni danych tak, że te przydziały mogą być dokonane bez jakiejkolwiek potrzeby przerywania przebiegającej łączności lub zmiany ich rozmieszczenia w celu bardziej skutecznego użytkowania kanałów.

W systemie według wynalazku, dzięki niezależnemu przydziałowi kanałów, możliwa jest obsługa rozszerzonych pasm, to jest realizacja usług szerokopasmowych, przez grupowanie razem co najmniej dwóch niezależnych kanałów i przydzielenie ich pojedynczemu abonentowi w celu zaoferowania większej szybkości transmisji danych, przy czym nie ma tu konieczności grupowania kanałów dla zapewnienia obsługi rozszerzonych pasm, które są umieszczone kolejno w ramce. W obu przypadkach abonent albo abonenci przesyłają strumień danych w dłuższym czasie, bez zastosowania

174 846 pól zabezpieczenia lub synchronizacji, które byłyby łączone lub rozłączane przez ba dane urządzenia końcowe systemu.

FIG.1

12

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Światłowodowy, cyfrowy system łączności z wielodostępem z podziałem czasu zawierający centralę, do której dołączone są urządzenia końcowe, oraz światłowodową sieć rozgałęźną między centralą a urządzeniami końcowymi, do transmisji danych w postaci ramek o ustalonej długości zawierających pole kanałów wspólnych przesyłane z centrali do urządzeń końcowych oraz pole kanałów informacji i pole wyrównywania strumieni danych przesyłane pomiędzy urządzeniami końcowymi i centralą, znamienny tym, że sieć rozgałęźna jest oparta na co najmniej jednym światłowodzie (4), w którym kanały są transmitowane z kompresją czasu - TCM, zaś pierwsza połówka (11) ramki (10) transmitowana z urządzeń końcowych (3) do centrali (1) zawiera pole (CC) kanałów wspólnych, pole (CA) wyrównywania strumieni danych i pole (CI) kanałów informacji, podczas gdy druga połówka (12) ramki (10) transmitowana z centrali (1) do urządzeń końcowych (3) zawiera pole (CC) kanałów wspólnych i pole (CI) kanałów informacji, które z kolei posiada taką samą liczbę kanałów jak dla drugiego kierunku transmisji i wolny obszar równy polu (CA) wyrównywania strumieni danych wykorzystywanemu dla drugiego kierunku transmisji, który jest umieszczony wzdłuż niego do wyrównywania razem z nim strumieni danych transmitowanych z urządzeń końcowych (3) do centrali (1).
2. 2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że sieć rozgałęźna jest oparta na dwóch światłowodach (4), w których kanały są transmitowane ze zwielokrotnieniem z podziałem czasu - TDM, zaś ramka (20) przesyłana przez światłowód (4) włączony pomiędzy centralę (1) i urządzenia końcowe (3) zawiera pole (CC) kanałów wspólnych i pole (CI) kanałów informacji, podczas gdy ramka (30) przesyłana przez światłowód (4) włączony pomiędzy urządzenia końcowe (3) i centralę (1) zawiera pole (CC) kanałów wspólnych, pole (CI) kanałów informacji i pole (CA) wyrównywania strumieni danych, przy czym ramka ta jest przesunięta w czasie o przedział równy połówce ramki względem ramki przesyłanej przez światłowód (4) w przeciwnym kierunku transmisji.
3. 3. System według zastrz. 2, znamienny tym, że sieć rozgałęźna oparta na dwóch światłowodach (4), jest siecią dostosowaną do transmisji przez jeden z dwóch światłowodów (4), który przesyła pierwsze dwie połówki ramek z centrali (1) do urządzeń końcowych (3) i odwrotnie.
4. 4. System według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy kanał w polu (CI) kanałów informacji zawiera pole (G) zredukowanego zabezpieczenia, pole (S) zredukowanej synchronizacji i pole (I) informacji.
5. 5. System według zastrz. 1, znamienny tym, że pojedynczy kanał za pośrednictwem pakietu danych jest dostosowany do realizacji usług wąskopasmowych, podczas gdy lalka kanałów jest dostosowanych do realizacji usług szerokopasmowych.
6. 6. System według zastrz. 5, znamienny tym, że usługi szerokopasmowe obejmują wykorzystanie różnych niezależnych kanałów, które są wydzielone z zespołu ramki i następnie przegrupowane bez wolnych obszarów.
7. 7. System według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie końcowe (3) jest dostosowane do żądania przydzielenia kanału, który jest wolny, przy pomocy pola (CC) kanałów wspólnych wysyłanego w kierunku centrali (1), zaś centrala (1) jest dostoso174 846 wana do przydzielania kanałów informacji także przy pomocy pola (CC) kanałów wspólnych wysyłanego w kierunku urządzeń końcowych (3).