[发明专利]采用分布交换的用于声音和数据的分时多路传送通讯系统

说明书

本发明涉及采用分时多路传送的局部区域网络通讯系统。

当今，许多办公室采用网络在办公室内的计算机终端和其它装置之间传送数据。对于声音通讯，一般用到一种专用的交换分机（PBX）。在一个交换分机中，所有电话机连到一个中心交换装置，该中心交换装置将各个电话分机互相连接，并提供与外部公共交换网络的连接。

对于数据通讯，则采用了几种不同的结构。在星形网络中，所有终端连到星的中心点，该中心点提供了对数据的中央控制。这种系统中的中央控制依靠轮流将来自一个或其余传送终端的数据在其时隙来到之前存储在寄存器中，可以将来自不同终端的数据进行分时多路传送。中央控制单元提供将数据插入到其相应的时隙中所必须的同步。遗憾的是，星形网络有几个缺点。能通过交换矩阵的带宽，以及通过交换的数据的完整性是有限的。此外，因为每增加一个电话机，就必须铺设一条从中央控制到设电话机的新的线路，所以，难以布置线路。另外，中央控制系统出错会使整个系统瘫痪。

另一种数据系统结构，也是较容易布置的一种，是环形网络。在环形网络中，一根电缆穿过每一个数据终端，因此，网络的带宽被分享。带宽多路传送采用标记方法，而不是依赖于分配时隙或取得时隙。在这种方法中，一个标记从一个终端传到另一个终端，希望进行信号传送的终端将该标记抓住。一个终端除非有了这标记，否则是不能进行信号传送的，所以，在某一时间里，仅有一个终端将进行信号传送。因而这种类型的分时多路传送不规则地脉冲式传送数据，而不是在有规则分配的时隙长度内传送。这种传送类型适合于通常发生得不频繁但时间较长的脉冲式数据通讯。另一方面，声音通讯需要在较长时间内有一持续的连接。

在以太（Ethermet）系统中，采用了一种防止因两个用户同时试图获得网络带宽而产生的差错的替换结构。在这个系统中，终端在能传送信号之前先看网络带宽是否已在使用中，然后在传送过程中，读数据终端再测定传送出的数据是否以相同的形式被接收到。如果接收到的数据不同，则有另一个终端同时也在传送信号，导致冲突，并因而形成被混杂的数据。于是，传送站停止传送，在一随机量时间之后再传送信号。这样，就不再需要对获得网络带宽的时隙的中央控制。因为数据传送发生得不频繁，第二次传输发生冲突的可能性较低。但耦合到系统的终端数量增多，冲突的可能性也随之增大。这种系统不适合于声音传输，因为声音通讯需要在较长时间内持续传送，冲突的可能性会因而增大。另外，通过网络的延迟时间是不固定的。

在授予科菲的名称为“分布交换网络（DSN）”的美国专利第4，470，140号中揭示了一种不用专用交换分机但综合了声音和数据通讯的途径。该DSN系统立足于一多总线网络。在DSN系统中，通讯媒介由双绞线构成。为了网络工作正常，至少要敷设三对绞合线路。这种线路绞合起到DSN系统的支持的作用。其中一对用来向线路组中心装置传送信息，余下两对用在一反馈线路中，以通过线路组中心装置从其它单元或远程单元接收信号。每根传送和接送线分成各个帧（frame），再分成各个时隙（timeslot）。在该网络中，任意两个单元之间的通讯要求每个单元为其自身传输需要取得一个时隙，并接收和读出另一单元的时隙，以提供双向通讯。DSN系统的一个主要假设是，各根总线是同步的，换句话说，总线上不容许信号溢出或时间不配合。每个时隙被划分成能接收一个字节的信息，这样，定时错误就不会发生了。

DSN系统本身由两个主要单元构成，并行存取通讯接口块（PIBs）和线路组中心装置。PIBs用于将通讯装备连接到网络上。PIBs与发送线路和反馈接收线路的上游部分并行连接。采用并行存取是重要的，因为当一块PIB在公用传输线路上传送信号时，这种传送同时向上游和下游发出。线路组中心接口装置（LGIS）是DSN系统中所有绞合线路的终点。LGIS提供了网络定时，发送和接收线路之间的转换、室内呼叫和公共交换电话网之间的转换、以及所有网络控制功能。

在一块PIB要发送信息时，有两件事情发生。PIB发送线路首先取得定时信息，从而确定何时在发送总线上发送信号。该定时信息由线路组中心装置产生，并送出到接收线路上。通过测定接收和发送线路的状态，该PIB能确定有一特定时隙可以使用。这种对是否有一时隙可供使用的测定完全依赖于PIB与发送和接收线路的并行连接。