[发明专利]等时权标环用的枢纽和接口

说明书

本发明一般地涉及远程通信，特别是涉及等时权标环（Token-Ring）用的枢纽和接口。

过去15年中，通信产业的发展趋势显然是试图在同一物理媒体上传输各种不同类型的数据，先是通过已有的电话网，在话音信号之上还可用调制解调器来传输计算机数据，再稍后，新设置的ISDN（综合业务数字网）原本就是设计除传输话音外还同等地传输计算机数据，并考虑到了图像通信。

相应地，终端用户设备也有明显的发展。现行的硬件往往易处理计算机数据、话音和图像这三种信号;根据已出版的技术刊物记载，相应的软件也在开发中。目前，工作站或个人计算机的特点在于备有保真声音、图像用的适配卡及小型盘的大容量存储器，等等。操作系统都将会能管理与同步各种信息数据，包括与等时信号（即以某个有规律的时间间隔为特征的信号）相关的声音、活动图像等信息数据。

所谓的“多媒体”大变革即将来临，它要求在网络/终端用户接口上有较宽的可用带宽。一些新的电信媒体正在出现（例如宽带ISDN），以满足那些要求，但进展还是相当慢的，并且价格很贵;所以，对终端用户需尝试在用户所连接的已有网络上利用多媒体的可能性。

尤其是，数千个局域网（LAN）已将遍及全球的各终端用户互连起来。它们之中，大量的网是权标环结构为特征的（IEEE    802.5标准）。

对于权标环结构，熟悉该技术方面的人们是周知的，并有许多书刊论及此主题，例如包括有Mark    E.Miller的“局域网规约”（ISBN    1-55851-0990），J.Scott    Haugdahl的“内权标环”（ISBN    0-939405-00-），William    Stallings的“计算机通信手册”（ISBN    0-672-22665-00，0-02-948071-X和0-672-22666-9），它们的内容将在后面予以引用。

为了赋予这些已有的权标环局域网以多媒体能力，并在不冲击终端用户过去投资情况下向它们提供以必需的额外带宽，这意味有着下列的限制：

对已安装的线路应保持不变动，也就是说，在物理媒体上不容许增高信号频率（例如，大多数已安装的非屏蔽电话扭绞线对（UTP）仅能支持一个16Mbps的局域网信息量，并不能支持数据流的增加）;

有额外带宽储备的工作站应能与标准权标环相连接;

有额外带宽储备的设备，诸如枢纽，应能兼处理标准站和有额外带宽储备的工作站，并区别开这两种工作站;

所增加的带宽应能适应今天的图像压缩技术，以及将来（例如MPEG2）需要约6Mbps。

本技术领域的人员所想到的解决办法在于在16Mbps数据包上携带多媒体业务量，是利用了包括IEEE    802.5标准的权标环结构在内的权标环优先特性。

然而，这种解决办法是很差的，因为：

已知的各种图像压缩技术（DVI，MPEG1）通常需要恒定的1.5Mbps，所以，极大地限制了可能的多媒体工作站的数目，或者，对于给定数目的工作站，极大地限制了网络通信量;以及

对于具有很高要求的直至抖动控制方面（例如，电视会议中声音的嘴唇同步）的应用，显得难以支持。

为此，本发明的一个目的是提供一种方法，通过在网络/终端用户接口处增加可用带宽来赋予权标环局域网以多媒体能力。

本发明的另一个目的是提供一种这样的方法，亦即，它可与已安装的局域网的设备高度兼容。

本发明还有一个目的是利用以标环网络的星形连线布局来将信息资源放入一个枢纽和接口中，以使每个工作站除享有一个标准16Mbps权标环数据通道外，还对它提供一个专用的等时通道。

本发明包括一个枢纽，其特征是有几个端口，供各工作站连接到局域网使用。该枢纽包含有集中逻辑电路，用以处理复用的输入和输出权标环及来自和去往各工作站的等时数据流。

集中逻辑电路包含一个从输入的权标环数据包数据流中恢复时钟的时钟恢复逻辑，用以再生差分曼彻斯特（DM）编码数据和恢复权标环时钟。集中逻辑电路还包含一个循环帧发生器，它从枢纽底板上接收到一个125μs的同步时钟（是从一个枢纽内部时钟中本地产生的，或是从连接于枢纽的宽域网（WAN）同步信号中直接产生的），即权标环时钟，并产生出控制信号给每个端口。

每个端口是由一个端口传送接口和一个端口接收接口组成的。