Основанная на протоколе трансляции кадров мультиплексирующая переключающая схема для спутниковой узловой сети

 

Спутниковая сеть связи для обеспечения полной узловой связываемости через спутник связи между оконечными устройствами, подключенными к соответствующим наземным станциям, содержит основопоглощающим компонентом переключатель на основе протокола трансляции кадров, имеющий несколько физических портов оконечных устройств, соединенных с линиями связи для обмена сообщений с оконечными устройствами, обслуживаемыми наземной станцией, и несколько портов линий связи вверх/вниз, соединенных с блоком модуляции/демодуляции. Переключатель управляемо соединяет выбранный один из нескольких виртуальных портов, соответствующий как минимум одному из физических портов оконечных устройств, по меньшей мере с выбранным одним из портов линий связи вверх/вниз, а также управляемо определяет маршрут сигналов сообщений, направленных по линии связи вниз. 2 н.п. и 18 з.п.ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится в целом к спутниковым системам связи и, в частности, направлено на интерфейс наземной станции на основе протокола трансляции кадров для обеспечения возможности полного узлового двунаправленного обмена сигналами между множеством оконечных устройств (с разной шириной полосы частот), включая многочисленные звуковые (речевые) схемы для любых станций сети.

Существующий уровень техники Увеличивающаяся доступность различных по стоимости услуг спутниковой связи и разнообразие устройств с узкой полосой (речь-данные) и с широкой полосой (видео), используемых для удовлетворения нужд широкой аудитории пользователей систем связи, привело к архитектурам систем связи, которые могут быть выполнены в терминах структуры связываемости и использования потребителем. Такое разнообразие типов оборудования и возможности обработки сигналов привело к желанию иметь локальные сети (ЛС), обычно ограниченные системами наземного базирования, как правило, ограниченные географической областью, которые расширялись бы так, чтобы заключать в себе гораздо больший диапазон услуг связи, предпочтительно с использованием оборудования передачи по спутниковой связи для связывания оконечных устройств между сильно рассредоточенными местоположениями телефонных станций.

Для упрощения связей между станциями предпочтительно иметь такие спутниковые системы, выполненные в виде полной узловой сети, схематически показанной на фиг. 1, в которой любое оконечное устройство 10 в сети (содержащееся в четырех наземных станциях 11, 12, 13, 14; иллюстрируемый пример не является ограничивающим) имеет прямую спутниковую линию связи 20 (по одному транзитному участку через транслирующий спутник 30) с любым другим оконечным устройством 10 в сети. Связность между соответствующим оконечным устройством 10, подключенным к интерфейсу связанной с ним станции, и соответствующим оконечным устройством, подключенным к другой станции, может быть достигнута за счет оборудования каждой наземной станции мультиплексирующей и демультиплексирующей подсистемой, которая работает, чтобы управляемо передавать идущее вверх сообщение от любого оконечного устройства (к примеру, звуковое (речевое) оборудование, оборудование работы с данными, видеооборудование) по выходящей линии связи, и чтобы распределять идущие вниз сообщения по оконечным устройствам, которым они адресованы.

Один из допустимых в использовании типов мультиплексирующей схемы содержит в себе устройство с временным уплотнением (ВУ) и разуплотнением, при помощи которого в фиксированном кадре информации размещается фиксированное количество байтов для каждого пользовательского порта. Размер кадра (общее количество байтов) может определяться количеством портов и их скоростями передачи данных, а также числом кадров, передаваемых за секунду. Число кадров ВУ в секунду определяет совокупную скорость передачи данных. Совокупная скорость передачи данных держит общую скорость передачи данных для всех пользовательских портов плюс кадрирующий заголовок.

Взаимодействие соответствующих оконечных устройств с подсистемой ВУ может осуществляться посредством специального многопортового переключателя, связанного с соответствующими мультиплексирующим и демультиплексирующим блоками на наземной станции, при этом каждый многопортовый переключатель сконфигурирован для равного количества портов аппаратуры передачи данных (АПД) и оконечного оборудования (ОО), чтобы обеспечивать соединения по полной матрице между портами АПД и ОО. Скорость и формат порта (АПД к ОО) должны согласоваться, однако матричные переключатели могут обычно осуществлять трансляцию между устройствами с различными физическими и электрическими характеристиками.

Проблемой, связанной с такой архитектурой станции с матричным ВУ переключателем является то, что связность между терминалами включает в себя специальные подключения портов, остающиеся фиксированными, пока система не будет физически переконфигурирована. В результате в такой системе достигается только очень ограниченная избирательность для речевых вызовов, так как могут быть осуществлены только соединения из точки в точку между речевыми мультиплексорами, а не между самими речевыми схемами, которые подключены к речевым мультиплексорам. Вдобавок схемы ВУ очень чувствительны к тактовой и сетевой синхронизации, так как не выполняется очередность. Для всех сетевых подсистем требуется источник тактирования главной сети. Из-за того, что компоненты мультиплексоров и матричных переключателей поставляются разными производителями, требуются также различные контролирующие и управляющие механизмы для каждой соответствующей части оборудования. Это требование дополнительно осложняется тем, что из-за уникального характера однонаправленного потока данных требуемый мультиплексор-демультиплексор не является легкодоступным продуктом. Наконец, у такой системы немалая стоимость, так как каждый из компонентов многопортового переключателя, а также мультиплексора и демультиплексора должны приобретаться отдельно.

Раскрытие изобретения В основу настоящего изобретения была положена задача создания простой и дешевой основанной на протоколе трансляции кадров мультиплексирующей переключающей схемы для спутниковой узловой сети.

Это достигается тем, что полная узловая связываемость для относительно малого количества сетевых станций (например, порядка 16 или менее; пример не является ограничивающим) успешно адресуется при помощи архитектуры интерфейса наземной станции на основе протокола трансляции кадров. Основополагающим компонентом такой архитектуры является переключатель на основе протокола трансляции кадров или просто переключатель трансляции кадров, который содержит компонент мультиплексирования связей, недавно введенный в практику для использования в речевой/факсимильной связи, и который использует стандарт "трансляции кадра" сетевого интерфейса для определения мультиплексирования нескольких виртуальных портов на одном физическом порте связи. Стандарт "трансляции кадра" интерфейса основан на передаче и приеме отдельных кадров или пакетов информации последовательно через порт, при этом соответствующий кадр цифровых данных содержит дополнительный адресный и управляющий байты для выбора маршрута, обнаружения первичной ошибки и управления потоком.

В наземной станции согласно настоящему изобретению переключатель трансляции кадров подключен через первый набор оконечных портов к нескольким локальным оконечным устройствам, которые могут включать в себя соответствующее речевое оборудование, оборудование работы с данными и видеооборудование. Линия речевого сигнала переносит оцифрованные речевые сигналы с низкой разрядной скоростью, типа сигналов со скоростью кодирования менее 10 кб/с, к мультиплексору речевых сигналов и от него для того, чтобы обеспечить взаимодействие потока речевого обмена с множеством схем речевых сигналов, которые избирательно доступны через мультиплексор. Линия связи речевого сигнала переносит также сигналы наблюдения вызова, в том числе определение тона вызова, набор номера, занятость схемы, соединение вызова и управление прекращением вызова, а также сигналы состояний. Мультиплексор речевых сигналов вставляет и декодирует информацию о выборе оконечного устройства в часть поля адреса в кадре, обрабатываемом переключателем трансляции кадра.

К переключателю трансляции кадра подключена также одна или более линий данных, которые могут быть соединены с двусторонними синхронными оконечными устройствами данных, обеспечивающими сигналы со скоростью передачи данных, к примеру, порядка 256 кб/с. Дополнительный порт переключателя трансляции кадра может быть соединен с линией связи для сигналов с широкой полосой, такой как терминал видео конференц-связи. Сигнал видео конференц-связи и связанный с ним речевой сигнал могут быть оцифрованы и сжаты в один поток данных с совокупной скоростью передачи данных, к примеру, порядка 112 - 384 кб/с. Из-за требуемой для видео конференц-связи более широкой полосы порт видеосвязи переключателя трансляции кадра в основном используется только в отдельных случаях и может требовать, чтобы один или более сигнальных каналов были выключены во время конференц-связи.

При помощи адресного и управляющего полей, используемых программой управления связываемости трансляции кадра, переключатель трансляции кадра может динамически конфигурироваться для обеспечения многоуровневой адресации и избирательности устройства (фильтрации), тем самым разрешающая поточечное связывание множества оконечных устройств, таких, как множество речевых схем, обслуживаемых блоком мультиплексирования речевых схем, к которому подключен порт речевого сигнала переключателя трансляции кадров. Коды набора номера на магистральном или станционном конце линии речевого сигнала транслируются в адреса трансляции кадров (идентификаторы соединений линий данных), которые добавляются к каждому кадру данных для выбора маршрута через сеть. При помощи этого дополнительного уровня направляющей информации становится доступна речевая связываемость между любыми двумя речевыми оконечными устройствами (например, магистралями) в сети.

На своем спутниковом конце линии связи переключатель трансляции кадра подключен к нескольким схемам модуляции и демодуляции, содержащимся внутри блока модуляции/демодуляции. Для обеспечения полной узловой связываемости в сети из нескольких наземных станций схемы модуляции/демодуляции содержат единственный модулятор линии связи вверх и несколько демодуляторов лини связи вниз. Соответствующие компоненты модулятора и демодулятора могут содержать сигнальные блоки фазовой манипуляции (ФМн), использующие, к примеру (в зависимости от скорости передачи данных), модуляцию: двоичная фазовая манипуляции (ДФМн)/квадратурная фазовая манипуляция (КФМн)/манипуляция фазового сдвига (МФС). Модемный блок подключен к соответствующему высокочастотному приемопередающему блоку, который подключен к соответствующей спутниковой антенне для передачи сигналов по каналу связи вверх к транслирующему спутнику и приема сигналов по каналу связи вниз от спутника.

Для оптимизации потока обмена среди различных оконечных устройств (речь, данные, видео), обслуживаемых интерфейсом на основе трансляции кадров, согласно настоящему изобретению, механизм управления маршрутизацией, используемый микроконтроллером переключателя трансляции кадров, включает в себя очередность приоритетов, которая обеспечивает несколько уровней очередности для управления задержкой очереди через переключатель трансляции кадров. Речевым кадрам дается наивысший приоритет, следующий наивысший приоритет дается кадрам конференц-связи, а кадрам данных дается самый низкий приоритет. Механизм очередности определяется так, что во время обычной работы через переключатель трансляции кадров не будет проходить большего потока, чем может обработать совокупный выходящий канал. Очередность приоритетов не оказывает воздействия на последовательность передаваемых кадров. Когда имеющаяся загрузка увеличивается или скорость появления ошибок канала превышает установленный предел, работает механизм очередности приоритетов для снижения загрузки сначала по потоку сигналов видео конференц-связи, а затем по потоку речевых сигналов.

Так как в полностью связанной узловой сети каждая наземная станция непрерывно контролирует каждый канал связи вниз на наличие кадров сообщений, которые могут быть адресованы этому каналу, желательно обеспечить механизм для уменьшения предварительных операций обработки сигнала, которые в противном случае будут выполняться на кадрах данных, которые не относятся к оконечному устройству назначения, обслуживаемому данной станцией. Параметры конфигурации порта в переключателе трансляции кадров определяют разрядную сетку, которая используется микроконтроллером, чтобы фильтровать и избирательно выбрасывать или пропускать кадры, основанные на части или на всем первом байте адреса трансляции кадра. Эта характеристика сетки позволяет принимать и обрабатывать переключателем трансляции кадров только те кадры линии связи вниз от различных внутренних каналов, которые предназначены одному или более оконечным устройствам, обслуживаемым данной наземной станцией. Такая предварительная фильтрация снижает нагрузку обработки и увеличивает эффективность маршрутизации переключателя трансляции кадров.

Механизм адресации и маршрутизации, используемый микроконтроллером переключателя трансляции кадров, вставляет также в заголовок трансляции кадра разряд приемлемости выбрасывания, который указывает для сети трансляции кадров, может или нет данный кадр изначально быть выброшен во время периодов перегрузки в попытке смягчить условия перегрузки. В результате возможной перегрузки системы, связанной с вышеописанными механизмами приоритета очередностей и фильтрации, может использоваться идентификатор соединения предварительно определенных линий связи данных для присвоения разряду приемлемости выбрасывания в заголовке трансляции кадра значения единичного разряда для всех кадров, использующих данный конкретный идентификатор соединения линии связи данных. Такое присвоение разряду приемлемости выбрасывания единичного значения посредством идентификатора соединения линии связи данных обеспечивает дополнительный уровень управления выдачей кадров из оконечных устройств, которые могут сами быть не в состоянии установить разряд приемлемости выбрасывания.

Краткое описание чертежей Далее изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых: - фиг. 1 схематически изображает полную узловую сеть связи спутникового базирования, в которой любое оконечное устройство в сети имеет прямую спутниковую связь с любым другим оконечным устройством в сети; - фиг. 2 - архитектуру интерфейса наземной станции на основе протокола трансляции кадров в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения; - фиг. 3 изображает формат поля в кадре трансляции кадра; - фиг. 4, 5 и 6 изображают детали соответственно адресного поля, поля идентификатора соединения линии связи данных (ИСЛД) и поля проверочной последовательности кадра (ППК) для формата трансляции кадров по фиг. 3.

Подробное описание изобретения Перед тем, как подробно описать конкретный интерфейс наземной станции на основе протокола трансляции кадров в соответствии с настоящим изобретением, следует упомянуть, что настоящее изобретение состоит прежде всего в новой структурной комбинации традиционных (коммерчески доступных) схем обработки сигнала и их компонентов, а не в конкретной их конфигурации. Соответственно структура, управление и компоновка этих схем и компонентов проиллюстрирована на чертежах посредством легко понимаемых блок-схем, которые показывают только те специфические подробности, которые относятся к настоящему изобретению, чтобы не затемнять его рассмотрение структурными деталями, которые будут сразу очевидны специалистам. Таким образом, иллюстрации блок-схем на чертежах не обязательно представляют механическую структурную компоновку системы, приведенной в качестве примера, но прежде всего направлены на иллюстрацию главных структурных компонентов системы в виде традиционных функциональных групп, посредством чего настоящее изобретение может быть сделано более понятным.

Как показано на фиг. 2, построение интерфейса наземной станции на основе протокола трансляции кадров, согласно выполнению по настоящему изобретению, схематически представлено как содержащее переключатель 110 на основе протокола трансляции кадров (или просто переключатель трансляции кадров), имеющий множество двунаправленных сигнальных связывающих портов и служащий для управляемого взаимодействия линий передачи сигналов, которые подключены ко множеству оконечных устройств, с компонентами для модуляции и демодуляции, связанными с блоком высокочастотного приемопередатчика спутниковой связи.

Более конкретно переключатель 110 трансляции кадров имеет первый набор портов 112 физического устройства, или терминала, которые подключены к нескольким локальным оконечным устройствам через соответствующие линии связи оконечных устройств, такие, как линия 130 мультиплексора речевых сигналов, множество линий 140, 150 данных и видеолиния 160. Линия 130 речевых сигналов передает с низкой разрядной скоростью оцифрованные речевые сигналы, типа сигналов со скоростью кодирования ниже 10 кб/с, с эхоподавлением и минимальной задержкой очередности, к мультиплексору 135 речевых сигналов и от него. Мультиплексор 135 речевых сигналов в свою очередь подключен ко множеству схем речевой сигнализации. Порты мультиплексора 135, который обеспечивает связываемость между одной из нескольких схем речевой сигнализации и линией 130 речевого сигнала, являются в действительности виртуальными портами переключателя 110 трансляции кадров, так как линия 130 физически подключена к одному порту мультиплексора 135, а не к самим оконечным устройствам.

Для входящих сигналов от соответствующей речевой схемы мультиплексор 135 работает для избирательного связывания сигналов, исходящих из данного оконечного устройства речевой схемы (к примеру, магистральной схемы), с линией 130 речевого сигнала. В ходе мультиплексирования такой выбранной речевой схемы к линии 130 речевого сигнала мультиплексор 135 выдает информацию идентификатора соединения линии связи данных (адрес виртуального порта), как часть адресного поля сигналов сообщения вызова, которые подаются на переключатель трансляции кадров. Поле адреса пункта назначения также содержит код оконечного устройства (например, номер вызываемой стороны), который мультиплексор речевых схем, обслуживаемый станцией назначения, использует для управления демультиплексированием речевых сигналов для вызываемого оконечного устройства.

Подобным же образом в процессе демультиплексирования входящего вызова, подаваемого от переключателя 110 трансляции кадров по линии 130 речевого сигнала, мультиплексор 135 декодирует информацию идентификатора соединения линии связи данных как часть адресного поля сигналов сообщения вызова, поступающих от переключателя трансляции кадров, так, чтобы послать вызов нужному оконечному устройству. По линии 130 переносятся также обычные сигналы контроля вызова, включая сигналы инспектирования вызова, сигналы обнаружения тона набора, набора номера, занятости схемы, соединения вызова, управления прерыванием вызова и сигналы состояний.

Линии 140 и 150 данных могут подключаться к двусторонним синхронным оконечным устройствам данных и могут обеспечивать скорость передачи данных порядка 256 кб/с. Видеолиния 160 может быть подключена к терминалу видео конференц-связи. Видеосигналы конференц-связи и связанные с ними речевые сигналы могут быть оцифрованы и сжаты в единый поток данных с совокупными скоростями передачи данных, к примеру, порядка 112 - 384 кб/с. Из-за более широкой полосы, требуемой для возможности видео конференц-связи, порт видеосвязи переключателя трансляции кадров предназначен для использования только при необходимости и может требовать, чтобы один или более других каналов сигнализации отключались во время конференц-связи.

Переключатель 110 трансляции кадров может содержать коммерчески доступный блок переключателя трансляции кадров, такой как управляемый микроконтроллером переключатель трансляции кадров модели 9800, производимой фирмой Teleglobe Inc., Монреаль, Канада. Переключатель трансляции кадров использует стандарт "трансляции кадров" сетевого интерфейса (например, ANSI, рассматриваемый МККТТ), для определения мультиплексирования множества виртуальных портов через один физический порт связи. Стандартная "трансляция кадров" интерфейса основана на передаче и приеме отдельных кадров (или пакетов) информации последовательно через порт. В соответствии с этим стандартом соответствующий кадр или цифровые данные содержат адресный и управляющий байты, которые используются для определения маршрута и обнаружения первичной ошибки, а также для управления потоком.

Фиг. 3 представляет формат полей кадра в кадре трансляции кадра, содержащий n-октетный кадр, который включает в себя первый флаг границы кадра (октет 1 = 01111110), 16-разрядное адресное поле, состоящее из адресных октетов 2 и 3, поле пользовательских данных, состоящее из октетов 4 - n-3, 16-разрядную последовательность проверки кадра (ППК), занимающую октеты n-2 и n-1, и оконечный флаг границы кадра (октет n = 01111110).

Соответствующие компоненты адресного поля формата кадра трансляции кадра по фиг. 3, представленные октетами 2 и 3, схематически показаны на фиг. 4, содержащими первый идентификатор соединения линии связи данных (ИСЛД), состоящий из разрядов 3-8 октета 2, (неиспользуемый) разряд 2, разряд 1 адресного расширения, второй идентификатор соединения линии связи данных (ИСЛД), состоящий из разрядов 5-8 октета 3, посылаемый вперед (к устройству назначения) разряд 4 оповещения о явной перегрузке, посылаемый назад (от исходного устройства) разряд 3 оповещения о явной перегрузке, разряд 2 приемлемости выбрасывания (будет описан ниже) и разряд 1 адресного расширения. Разрядное отображение для каждого идентификатора соединения линии связи данных (ИСЛД) показано на фиг. 5, а фиг. 6 показывает разрядное отображение для последовательности проверки кадра.

Как отмечено выше, при помощи адресного и управляющего полей своего программного обеспечения управления связываемостью переключатель 110 трансляции кадров может быть динамически конфигурирован для обеспечения многоуровневой адресации и выбора устройств (фильтрации), чем обеспечивается поточечная связываемость нескольких оконечных устройств, таких как множество речевых схем 170-1, . .., 170-N, обслуживаемых мультиплексором 135 речевых схем, к которому подключена линия 130 мультиплексора речевых сигналов, чтобы действовать через единственный порт. С этой целью коды набора номера на аналоговом магистральном или станционном конце линии 130 мультиплексора речевых сигналов, представляющие виртуальные порты переключателя трансляции кадров, транслируются в адреса трансляции кадров (или идентификаторы соединения линии связи данных), которые добавляются к каждому кадру данных для маршрутизации прохождения по сети. При помощи этого дополнительного уровня информации о маршруте становится возможным речевое связывание между любыми двумя оконечными устройствами (например, магистральными схемами) в сети.

Со стороны его спутниковой линии связи переключатель 110 трансляции кадров соединен через второй набор оконечных портов 114 ко множеству схем модуляции и демодуляции, содержащихся в блоке 120 модуляции/демодуляции. Для обеспечения полной узловой связываемости в сети (из четырех наземных станций) в неограничивающем примере по фиг. 1, описанной выше, блок 120 модуляции/демодуляции (модем) содержит единственный модулятор 210 линии связи вверх и множество (три в данном примере с четырьмя наземными станциями) демодуляторов 220, 230 и 240 линии связи вниз. Соответствующие компоненты модулятора и демодулятора в модеме 120 могут содержать блоки сигналов ФМн, использующие, например (зависящую от скорости передачи данных), модуляцию ДФМн/КФМн/МФС. Таким образом, переключатель 110 трансляции кадров обеспечивает динамическую маршрутизацию сигналов между одним или более оконечными устройствами, к которым подключены порты 112, и одним или более модуляторами и демодуляторами модема 120, к которому подключены порты 114.

Модем 120 подключен к блоку 122 высокочастотного приемопередатчика, который соединен с блоком 124 спутниковой антенны линий связи вниз/вверх. В качестве неограничивающего примера соответствующие компоненты модема 120 могут обмениваться сигналами с блоком 122 высокочастотного приемопередатчика на частоте порядка 70 МГц, тогда как сигналы спутниковой связи, посылаемые и принимаемые блоком 122 высокочастотного приемопередатчика, могут попадать в пределы полосы 11-14,5 ГГц. Блок 122 высокочастотного приемопередатчика может работать в форматах многостанционного доступа с временным разделением каналов (МДВР) или одного канала на несущую (ОКН).

Для оптимизации потока обмена между оконечными устройствами (речевое оборудование, оборудование работы с данными, видеооборудование), обслуживаемых интерфейсом на основе трансляции кадров, согласно настоящему изобретению, механизм управления маршрутом, используемый микроконтроллером переключателя трансляции кадров, содержит также очередность приоритетов, которая обеспечивает несколько (например, три для трех типов обслуживания сигналов оконечных устройств по настоящему изобретению (речевые, данные, видео)) уровней очередности для управления задержкой очереди через переключатель 110 трансляции кадра. В частности, речевым кадрам (подаваемым по линии 140) дается наивысший приоритет, кадрам видео конференц-связи (подаваемым по линии 160) дается следующий высший приоритет, а кадрам данных (подаваемым по линиям 150) - низший приоритет. Механизм очередности определен так, что во время обычной работы переключатель 110 трансляции кадров не будет иметь большего потока, чем может обработать совокупный выходящий канал. Очередность приоритетов не оказывает воздействия на последовательность передачи кадров. Когда предлагаемая нагрузка увеличивается или коэффициент ошибки канала превышает установленные пределы, механизм очередности приоритетов действует сначала для снижения воздействия нагрузки на видеоконференц-связь, а затем на обмен речевыми сигналами.

Так как в полностью связанной узловой сети каждая наземная станция непрерывно контролирует каждый канал связи вниз на наличие кадров сообщений, которые могут быть ей адресованы, желательно обеспечить механизм для уменьшения предварительных операций обработки сигнала, которые в противном случае будут выполнены на кадрах данных, не относящихся к оконечному устройству назначения, обслуживаемому данной наземной станцией. С этой целью параметры конфигурации порта переключателя трансляции кадров могут использоваться для определения разрядной сетки, которая используется микроконтроллером для фильтрации и выборочного выбрасывания или пропускания кадров, основанного на части или на всем первом байте адреса трансляции кадра. Характеристика этой сетки позволяет только идущим по линии связи вниз от нескольких внутренних каналов кадрам, адресованным одному или более оконечным устройствам, которые обслуживаются данной наземной станцией, быть принятыми и обработанными переключателем трансляции кадров. Эта предварительная фильтрация снижает нагрузку обработки и увеличивает эффективность маршрутизации через переключатель трансляции кадров.

Механизм адресации и маршрутизации, используемый микроконтроллером переключателя трансляции кадров, содержит в заголовке трансляции кадра вышеупомянутый разряд приемлемости выбрасывания (ПВ) (во втором октете адресного поля, как показано на фиг. 4), который сообщает сети трансляции кадров, может или нет в условиях перегрузки данный кадр быть изначально выброшен при попытке уменьшить перегрузку. А именно любой кадр разряд приемлемости выбрасывания которого установлен в "единицу", будет выброшен при попытке уменьшить перегрузку. В результате потенциальной перегрузки в системе на основании вышеописанного механизма очередности приоритетов и фильтрации идентификатор соединения заранее определенной линии связи данных может быть использован для присвоения разряду приемлемости выбрасывания в заголовке трансляции кадра "единичного" значения для всех кадров, использующих данный идентификатор соединения линии связи данных. Такое присвоение "единичного" значения разряду приемлемости выбрасывания посредством идентификатора соединения линии связи данных обеспечивает дополнительный уровень управления выдачей файлов из оконечных устройств, которые могут быть неспособны самостоятельно установить разряд приемлемости выбрасывания.

Как следует из предыдущего описания, устройство интерфейса наземной станции на основе протокола трансляции кадров в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает механизм для успешного достижения полной узловой связываемости для относительно небольшого числа сетевых станций. Преимуществом, составляющим основополагающий компонент данной архитектуры, является переключатель трансляции кадров, использующий стандарт "трансляции кадров" сетевого интерфейса для определения мультиплексирования нескольких виртуальных портов на одном физическом порте связи. Вследствие этого через адресное и управляющее поля своего программного обеспечения по управлению связыванием, переключатель трансляции кадров может быть динамически переконфигурирован для обеспечения многоуровневой адресации и выбора устройства, что позволяет достичь поточечной связываемости нескольких оконечных устройств, таких как несколько речевых схем, осуществляемой через единственный порт. Коды набора номера на станционном конце линии мультиплексора звукового (речевого) сигнала транслируются в адреса трансляции кадров (идентификаторы соединения линии связи данных), которые добавляются к каждому кадру данных для определения маршрута по сети. При помощи этого дополнительно уровня информации маршрутизации становится доступной звуковая (речевая) связываемость между любыми двумя звуковыми (речевыми) схемами (например, магистралями) в сети.

Хотя мы показали и описали один вариант выполнения настоящего изобретения, следует понимать, что оно им не ограничивается, а может быть подвергнуто многим изменениям и модификациям, как это известно специалистам, и потому мы не хотим ограничиваться подробностями, показанными и описанными здесь, а стремимся охватить все такие изменения и модификации, которые очевидны любому специалисту.

Формула изобретения

1. Спутниковая сеть связи для обеспечения при помощи спутника связи полной узловой связываемости через спутник связи между оконечными устройствами, подключенными к соответствующим наземным станциям, отличающаяся тем, что она содержит на соответствующей наземной станции блок приемопередатчика, который работает, чтобы передавать по каналу связи вверх к спутнику связи сообщения, которые транслируются спутником связи по каналам связи вниз к соответствующим наземным станциям сети, и который работает, чтобы принимать по соответствующему каналу связи вниз от спутника связи сообщения, которые транслируются спутником связи по каналам связи вниз к соответствующим наземным станциям сети, блок модуляции/демодуляции, который соединен с блоком приемопередатчика и работает, чтобы модулировать сообщения, направленные по линии связи вверх, исходящие от одного или более оконечных устройств, которые подключены к наземной станции в соответствии с предписанным форматом модуляции для передачи блоком приемопередатчика по каналу связи вверх, и демодулировать сообщения, направленные по линии связи вниз, принимаемые блоком приемопередатчика от спутника связи и адресованные одному или более оконечным устройствам, которые подключены к наземной станции, и переключатель на основе протокола трансляции кадров, имеющий несколько физических портов оконечных устройств, соединенных с линиями связи для обмена сообщениями с оконечными устройствами, обслуживаемыми наземной станцией, и несколько портов линий связи вверх/вниз, соединенных с блоком модуляции/демодуляции, упомянутый переключатель на основе протокола трансляции кадров работает, чтобы управляемо соединять выбранный один из нескольких виртуальных портов, соответствующий как минимум одному из физических портов оконечных устройств, по меньшей мере с выбранным одним из упомянутых портов линий связи вверх/вниз, и тем самым соединять сигналы направленного вверх сообщения от любого оконечного устройства, которое способно иметь тракт связи, подключенный к одному из упомянутых нескольких виртуальных портов, с портом линии связи вверх из упомянутых нескольких портов линий связи вверх/вниз, а также управляемо определять маршрут сигналов сообщений, направленных по линии связи вниз, которые подаются на любой порт связи вниз из упомянутых нескольких портов линий связи вверх/вниз, к любому выбранному одному из упомянутых виртуальных портов, в зависимости от содержимого сигналов сообщения, направленного по линии связи вниз.

2. Сеть по п. 1, отличающаяся тем, что один из нескольких физических портов оконечных устройств соединен с мультиплексором оконечных устройств, который работает, чтобы управляемо производить обмен сигналами между несколькими виртуальными портами, к которым подключены несколько оконечных устройств, обслуживаемых упомянутой наземной станцией, и одним из упомянутых нескольких физических портов оконечных устройств.

3. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что один из упомянутых нескольких физических портов оконечных устройств соединен с мультиплексором схем звуковых сигналов, который работает, чтобы управляемо производить обмен сигналами звуковых сообщений между несколькими виртуальными портами, к которым подключены устройства схем звуковых сигналов, обслуживаемые упомянутой наземной станцией, и одним из упомянутых нескольких физических портов оконечных устройств.

4. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что блок модуляции/демодуляции содержит единственный модулятор линии связи вверх и несколько демодуляторов линий связи вниз.

5. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые оконечные устройства включают в себя соответствующие устройства звуковых сигналов, сигналов данных и видеосигналов.

6. Сеть по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый переключатель на основе протокола трансляции кадров работает, чтобы направлять сигналы сообщений по сети в соответствии с несколькими уровнями очередности, соответственно связанными с различными видами сигналов сообщений.

7. Сеть по п.6, отличающаяся тем, что упомянутые оконечные устройства включают в себя соответственно устройства звуковых сигналов, сигналов данных и видеосигналов, а упомянутый переключатель на основе протокола трансляции кадров работает, чтобы выбирать маршрут сигналов сообщений через сеть так, что речевым кадрам дают наивысший приоритет, кадрам видеоконференц-связи - следующий наивысший приоритет, а кадрам данных - самый низкий приоритет.

8. Сеть по п. 6, отличающаяся тем, что параметры конфигурации портов упомянутого переключателя на основе протокола трансляции кадров определяют код управления маршрутизацией кадров, который работает для избирательного выбрасывания или пропускания кадров на основании заранее заданной части адреса трансляции кадров.

9. Сеть по п.8, отличающаяся тем, что упомянутые параметры конфигурации портов переключателя на основе протокола трансляции кадров, которые определяют код управления маршрутизацией кадров, основаны на содержимом первого байта адреса трансляции кадров.

10. Сеть по п. 6, отличающаяся тем, что кадр, связанный с заранее заданным адресом, обрабатываемый упомянутым переключателем на основе протокола трансляции кадров, содержит заголовок задержки кадров, который включает в себя код приемлемости выбрасывания, который заставляет соответствующий кадр изначально выбрасываться при попытке облегчить условия перегрузки.

11. Способ обеспечения полной узловой связываемости между любыми двумя оконечными устройствами спутниковой сети связи, имеющей спутник связи и несколько наземных станций, каждая из которых подключена к нескольким оконечным устройствам сети, отличающийся тем, что он содержит следующие операции: обеспечение на каждой из упомянутых наземных станций блока приемопередатчика, который работает, чтобы передавать по каналу связи вверх к спутнику связи сообщения, которые транслируются спутником связи по каналам связи вниз к соответствующим наземным станциям упомянутой сети, и который работает, чтобы принимать по соответствующему каналу связи вниз от спутника связи сообщения, которые транслируются спутником связи по каналам связи вниз к соответствующим наземным станциям упомянутой сети, блока модуляции/демодуляции, который соединен с блоком приемопередатчика и работает, чтобы модулировать направленные вверх сообщения, подаваемые одним или более оконечными устройствами, которые соединены с наземной станцией, в соответствии с предписанным форматом модуляции для передачи блоком приемопередатчика по каналу связи вверх, и демодулировать направленные вниз сообщения, принятые блоком приемопередатчика от спутника связи и адресованные одному или более оконечным устройствам, подключенным к наземной станции, и переключателя на основе протокола трансляции кадра, имеющего несколько физических портов оконечных устройств, соединенных с линиями связи для обмена сообщениями оконечными устройствами, обслуживаемыми упомянутой наземной станцией, и несколько портов линий связи вверх/вниз, соединенных с блоком модуляции/демодуляции; выработку на первой наземной станции сообщения от связанного с ней вызывающего оконечного устройства, заставляющую переключатель на основе протокола трансляции кадров первой наземной станции соединять выбранный один из нескольких виртуальных портов, связанных по меньшей мере с одним из физических портов оконечных устройств, с выбранным одним из портов линий связи вверх/вниз, и тем самым соединять сигналы направленного вверх сообщения от вызывающего оконечного устройства с одним портом линии связи вверх из нескольких портов линий связи вверх/вниз; и на второй наземной станции отсылку сообщения к оконечному устройству назначения, заставляющую переключатель на основе протокола трансляции кадров второй наземной станции управляемо направлять сигналы направленного вниз сообщения, которые подаются на порт линии связи вниз из нескольких портов линий связи вверх/вниз, на выбранный виртуальный порт, с которым соединено оконечное устройство назначения, в зависимости от содержимого сигналов направленного вниз сообщения.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что один из физических портов оконечных устройств соединен с мультиплексором оконечных устройств, который работает, чтобы управляемо осуществлять обмен сигналами между несколькими виртуальными портами, к которым подключены несколько оконечных устройств, обслуживаемых наземной станцией, и одним из упомянутых нескольких физических портов оконечных устройств.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что один из нескольких физических портов оконечных устройств соединен с мультиплексором схем звуковых сигналов, который работает, чтобы управляемо осуществлять обмен сигналами звуковых сообщений между несколькими виртуальными портами, к которым подключены обслуживаемые наземной станцией устройства звуковых схем, и упомянутым одним из нескольких физических портов оконечных устройств.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что блок модуляции/демодуляции содержит единственный модулятор линии связи вверх и несколько демодуляторов линий связи вниз.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что терминальные устройства включают в себя соответственно устройства звуковых сигналов, сигналов данных и видеосигналов.

16. Способ по п.11, отличающийся тем, что операция выработки на первой наземной станции сообщения от связанного с ней вызывающего оконечного устройства заставляет переключатель на основе протокола трансляции кадров направлять сигналы сообщений по сети в соответствии с несколькими уровнями очередности, связанными соответственно с различными типами сигналов сообщений.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что терминальные устройства включают в себя соответственно устройства звуковых сигналов, сигналов данных и видеосигналов, и в котором операция выработки на первой наземной станции сообщения от связанного с ней вызывающего оконечного устройства заставляет переключатель на основе протокола трансляции кадров направлять сигналы сообщений по сети так, что звуковым кадрам дают наивысший приоритет, кадрам видеоконференц-связи - следующий наивысший приоритет, а кадрам данных - самый низкий приоритет.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что параметры конфигурации порта переключателя на основе протокола трансляции кадров определяют код управления маршрутизацией кадра, и в котором операция на второй наземной станции отсылки сообщения к оконечному устройству назначения заставляет переключатель на основе протокола трансляции кадров выборочно выбрасывать или пропускать кадры в соответствии с кодом управления маршрутизацией кадра.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что параметры конфигурации порта переключателя на основе протокола трансляции кадра, которые определяют упомянутые коды управления маршрутизации кадра, основаны на содержимом первого байта адреса трансляции кадра.

20. Способ по п.16, отличающийся тем, что кадр, связанный с предписанным адресом кадра, обработанным переключателем на основе протокола трансляции кадров, содержит заголовок трансляции кадра, который включает в себя код приемлемости выбрасывания, в ответ на который соответствующий кадр выбрасывается переключателем на основе протокола трансляции кадров при попытке облегчить условия перегрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6