專利名稱：通信系統(tǒng)、信關(guān)裝置和適配器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如公共交換電話網(wǎng)和因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)之間進 行相互連接的信關(guān)裝置，以及配有這種裝置的通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息通信需求的增長以及通信發(fā)展的自由化，包括語音和數(shù) 據(jù)通信的信息通信業(yè)務(wù)已經(jīng)多樣化。在這樣的背景下，新進入通信業(yè) 務(wù)領(lǐng)域的運營商的數(shù)量已經(jīng)增加，運營商之間的服務(wù)競爭已經(jīng)非常激烈。新運營商被稱為新公共運營商(NCC)，利用例如因特網(wǎng)協(xié)議語 音(VoIP)等技術(shù)提供各種服務(wù)。VoIP是通過將數(shù)據(jù)打包，集成語 音系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，來傳輸數(shù)字語音數(shù)據(jù)的技術(shù)。NCC常常以預定費用從擁有用戶線路的特定運營商租用交換機 這種設(shè)施。大部分NCC利用它們自己的資金構(gòu)建它們自己的網(wǎng)絡(luò)， 例如IP網(wǎng)。除了這些網(wǎng)絡(luò)之外，通過加上特定運營商的公共交換電 話網(wǎng)(PSTN)，就形成了通信系統(tǒng)。為了給用戶提供服務(wù)，以跨領(lǐng)域 方式使用這些設(shè)施。為了將PSTN和IP網(wǎng)這種不同通信網(wǎng)絡(luò)互相連接起來，使用了 信關(guān)裝置。這種裝置包括將語音數(shù)據(jù)和二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)包 的IP轉(zhuǎn)換單元，以及交換IP數(shù)據(jù)包的分組交換單元。所有這些單元 都充當IP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口。這種信關(guān)裝置中的一些與移動電話系統(tǒng)的基站一起工作。移動電 話系統(tǒng)包括所謂的蜂窩電話系統(tǒng)以及在日本所謂的個人手持電話系 統(tǒng)(PHS)。在下文中將這種無線電通信系統(tǒng)通稱為移動通信系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容當前有一個問題，即，信關(guān)裝置和基站之間的傳輸線路或網(wǎng)絡(luò)的帶寬不足。如果我們對這個問題不聞不問，由于這個問題已經(jīng)成為滿 足將來進一步增長的通信需求的瓶頸，因此需要采取一切措施。在日本專利申請公布第2002-290480號中公開了解決這個問題的一種方 法；不過這一專利文獻中公開的這一方法沒有考慮移動終端和PSTN 之間的通信。本發(fā)明的一個目的是提供一種通信系統(tǒng)、信關(guān)裝置和適配器裝 置，用于將帶寬擴展到足以滿足基站和信關(guān)之間的通信能力。一方面，本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)，包括由基站構(gòu)成的用戶網(wǎng)，基站與其中的移動終端無線通信；公共交換電話網(wǎng)；分組通信網(wǎng)；信關(guān)裝置，在所述用戶網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)和分組通信網(wǎng)之間相互轉(zhuǎn)換通信協(xié)議，以便將這些網(wǎng)絡(luò)相互連接；以及因特網(wǎng)協(xié)議處理裝置，安 裝在用戶網(wǎng)上，將所述信關(guān)裝置和所述基站之間的接口進行因特網(wǎng)協(xié) 議處理，其中所述信關(guān)裝置包括同步網(wǎng)絡(luò)終接單元，終接所述公共 交換電話網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；同步網(wǎng)絡(luò)終接單元，終接所述分組通 信網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；用戶網(wǎng)終接單元，通過已經(jīng)被處理成因特網(wǎng) 協(xié)議的接口與所述基站通信，并終接所述用戶網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號； 以及交換單元，交換從所述同步網(wǎng)絡(luò)終接單元、分組網(wǎng)絡(luò)終接單元和 用戶網(wǎng)終接單元產(chǎn)生的每一裝置內(nèi)信號。通過采取這樣的措施，將基站和信關(guān)裝置處理成IP。從而與通過 現(xiàn)有數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)(在PHS中是通過I'接口)容納基站相比，能夠顯 著地擴展頻帶。因此，能夠顯著地提高通信速度和增加信道數(shù)量。本發(fā)明的其它優(yōu)點將在后面的描述中說明，這些優(yōu)點可以部分地 從描述中了解，也可以通過實踐本發(fā)明來了解?？梢酝ㄟ^下文中特別 指出的手段和組合實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的優(yōu)點。


并入說明書并構(gòu)成說明書一部分的附圖用于說明本發(fā)明的實施 例，并與上面給出的一般性描述和下面給出的對實施例的詳細描述一 起，用來說明本發(fā)明的原理。圖1為說明本發(fā)明中通信系統(tǒng)一個實施例的系統(tǒng)示意圖；圖2為說明光存儲單元1和數(shù)據(jù)流細節(jié)的示意圖； 圖3A和3B為說明圖1所示適配器30A和30B —個實施例的功 能框圖；以及圖4為說明圖1所示內(nèi)置適配器50 —個實施例的功能框圖。
具體實施方式
圖1是本發(fā)明中通信系統(tǒng)一個實施例的系統(tǒng)示意圖。圖1所示系統(tǒng)包括公共交換電話網(wǎng)100;作為分組通信網(wǎng)絡(luò)的IP網(wǎng)200;以及用戶網(wǎng)300。這些網(wǎng)絡(luò)被連接到信關(guān)io。網(wǎng)絡(luò)ioo例如通過r接口與信關(guān)10相連。IP網(wǎng)200通過IP接口與信關(guān)10相連。信關(guān)10在用戶網(wǎng)300、公共交換電話網(wǎng)100和IP網(wǎng)200之間相 互轉(zhuǎn)換通信協(xié)議，將這些網(wǎng)絡(luò)彼此相連。在信關(guān)10內(nèi)部，利用時分交換機根據(jù)同步交換連接，彼此交換每一網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。用戶網(wǎng)300包括多個基站21~2n。每個基站21~2n通過無線信道 與PHS這種移動終端PS通信。在這些基站中，基站21具有經(jīng)I'接 口直接連接到信關(guān)10的信道，并具有經(jīng)適配器30A連接到信關(guān)10 的信道?；?2通過適配器30B與信關(guān)10相連?；?n包括內(nèi)置 適配器50并通過IP接口利用適配器50與信關(guān)10相連。在適配器30A和30B與信關(guān)10之間，以及在基站2n和信關(guān)10 之間，都通過現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)400連接至信關(guān)10。通過線路匯聚單 元500對從相應(yīng)基站21~2n延伸的光纖F進行線路匯聚并將其連接到 信關(guān)10。光纖網(wǎng)絡(luò)400為采用如無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的IP網(wǎng)絡(luò)。通 過基站自身或適配器30的功能將每個基站21 2n和光纖網(wǎng)絡(luò)400之 間的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口處理成IP?；?1具有兩個輸出接口。兩個接口 之一為連接到信關(guān)10的I'接口。信關(guān)10包括用于公共交換電話網(wǎng)IOO的公共網(wǎng)絡(luò)接口 ll和用于 IP網(wǎng)絡(luò)200的IP接口 12。公共網(wǎng)絡(luò)接口 11終接公共交換電話網(wǎng)100， 以生成是一種時分數(shù)據(jù)的脈沖編碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)。IP接口 12終 接IP網(wǎng)200以產(chǎn)生PCM數(shù)據(jù)。此外，信關(guān)IO裝備有光接口單元13、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元14和主 控制單元15。光接口單元13通過由線路匯聚單元500進行線路匯聚 的光纖F容納基站21~2n。也就是說，光接口單元13以光學和電氣 方式轉(zhuǎn)換來自光纖網(wǎng)絡(luò)400的光信號，并且還終接IP數(shù)據(jù)包以生成 PCM數(shù)據(jù)。主控制單元15除了集中控制信關(guān)10的功能之外還包括時間交換 機15a。時間交換機15a通過交換PCM數(shù)據(jù)來交換和連接公共交換 電話網(wǎng)100、 IP網(wǎng)200和用戶網(wǎng)300。此時，通過數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元14 將流向IP網(wǎng)200的信號打包成IP數(shù)據(jù)包。通過光接口單元13將流 向光纖網(wǎng)絡(luò)400的數(shù)據(jù)打包成IP數(shù)據(jù)包。在信關(guān)10內(nèi)部，通過PCM高速通道(PCM-HWY)傳輸PCM 數(shù)據(jù)。通過局域網(wǎng)(LAN)或數(shù)據(jù)LAN傳輸IP數(shù)據(jù)包。光接口單元13包括光交換機13a、光接口 13b、第2層數(shù)據(jù)交換 機(L2SW) 13c和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元13d。光交換機13a切換來自光纖 網(wǎng)絡(luò)400的光纖F的路由。通信系統(tǒng)由此可以進行切換，以操作基站 21 2n，并可以立即改善容錯性能。通過為光接口 13b提供的光電轉(zhuǎn)換元件(未畫出)將通過光交換 機13a引入裝置內(nèi)部的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光接口 13b從電信號再 生IP數(shù)據(jù)包。由L2SW13c為這些IP數(shù)據(jù)包選擇路由，以發(fā)送到IP 接口 12或數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元13d。數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元13d對流經(jīng)控制LAN 的數(shù)據(jù)包、流經(jīng)數(shù)據(jù)LAN的數(shù)據(jù)包和流經(jīng)PCM-HWY的時分數(shù)據(jù)進 行相互轉(zhuǎn)換。圖2說明光接口單元13和數(shù)據(jù)流的細節(jié)。光接口單元13具有時 鐘信號處理單元20。時鐘信號處理單元20給要被打包的PCM數(shù)據(jù) 添加定時信息。這一系統(tǒng)由此可以在同一信道中發(fā)送PCM數(shù)據(jù)和同 步定時數(shù)據(jù)，并可以對僅具有數(shù)字同步接口的基站做出響應(yīng)。在圖2所示的光容納單元13中，包括語音或二進制代碼的傳輸 數(shù)據(jù)所循的路由為光接口 13b、 L2SW 13c、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元14、主 控制單元15，以這一順序傳輸。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被主控制單元15的時 間交換機15a交換，再由數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換單元14分組，并通過IP接口 12發(fā)送到IP接口。由于基站21具有IP接口和數(shù)字同步接口，因此基站21可以通 過數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)發(fā)送經(jīng)過同步的信息。在這種情況下，系統(tǒng)可以通過 光接口 13b和數(shù)據(jù)L2SW 13c，通過IP接口 12按照數(shù)據(jù)包中原樣將 所傳輸數(shù)據(jù)按上述順序從基站的IP接口發(fā)送到IP網(wǎng)。作為數(shù)字同步 網(wǎng)絡(luò)的范例，在日本廣泛使用的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)是一種可 行的途徑。圖3A和3B是圖1所示適配器30A和30B —個實施例的功能框 圖。在適配器30A中，由電光轉(zhuǎn)換單元35對從基站21發(fā)送的通過 LAN接口 32處于數(shù)據(jù)包形式的IP數(shù)據(jù)包進行優(yōu)化，并發(fā)送到光纖F。 在適配器30B中，對通過時分復用(TDM)接口 33來自基站22的 時分數(shù)據(jù)進行打包。數(shù)據(jù)包通過時鐘信號處理單元34，被電光轉(zhuǎn)換 單元36優(yōu)化，發(fā)送到光纖F。在上層中對來自光纖F的數(shù)據(jù)包進行 時鐘信號傳輸處理，發(fā)送到I'接口 。這種處理是由中央處理單元(CPU) 31或CPU32集中進行的。圖4是圖1所示內(nèi)置適配器50 —個實施例的功能框圖。包括該 內(nèi)置適配器50使得基站2n能夠處理數(shù)據(jù)包和TDM信號。它們中的 數(shù)據(jù)包從LAN交換機52經(jīng)過信號處理單元54，被電光轉(zhuǎn)換單元55 優(yōu)化，發(fā)送到光纖F。在添加了來自時鐘信號處理單元53的時鐘信 息之后，TDM信號通過信號處理單元54，被電光轉(zhuǎn)換單元55優(yōu)化， 并發(fā)送到光纖F。這種處理是由CPU51集中控制的。根據(jù)上述配置，將基站的接口和信關(guān)10的接口之一處理成IP。 換言之，適配器30將來自基站的TDM信號打包成IP數(shù)據(jù)包。同樣 在信關(guān)10中，在光接口單元13中將進行了線路交換的PCM數(shù)據(jù)打 包成IP數(shù)據(jù)包。因此，由于用戶網(wǎng)300被處理成IP網(wǎng)，所以系統(tǒng)可 以擴展傳輸頻帶，使之大于是時分網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)用戶網(wǎng)。此外，在該實 施例中，優(yōu)化了用戶網(wǎng)300，并且形成了其中將PON技術(shù)與光纖網(wǎng) 絡(luò)400結(jié)合的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。由此可以確保用戶網(wǎng)300的信道速度直到 PON的上限速度(100Mbps或1.25Gbps)。此外，在基站內(nèi)安裝內(nèi)置適配器50能夠簡化適配器自身的配置，還能將光纖F直接連接到基站21 2n，并且能夠獲得好處，例如減少 雷電損傷。簡而言之，在該實施例中，該系統(tǒng)在用戶網(wǎng)300上安裝適配器 30、 50，將來自基站21 2n的I'接口轉(zhuǎn)換成IP接口，并且優(yōu)化物理 層接口。該系統(tǒng)還在信關(guān)10中安裝光接口單元13以容納來自適配器 30和50的光纖F，并將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成PCM數(shù)據(jù)，以在裝置中處 理IP數(shù)據(jù)包。因此，該系統(tǒng)還可以在信關(guān)10內(nèi)部轉(zhuǎn)換和連接從用戶 網(wǎng)300發(fā)送的數(shù)據(jù)。因此，公共交換電話網(wǎng)100、 IP網(wǎng)200和用戶網(wǎng) 300可以彼此相連。于是，能夠提供用于通過擴展能夠被容納的頻帶 來提高通信速度的通信系統(tǒng)、信關(guān)裝置和適配器裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易想到其它優(yōu)點和變型。因此，本發(fā)明 在其更寬方面中不限于這里所示和所述的細節(jié)和代表性實施例。因 此，可以做出各種變型而不脫離如所附權(quán)利要求及其等價要件所界定 的發(fā)明總構(gòu)思的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，其特征在于包括用戶網(wǎng)(300)，該用戶網(wǎng)(300)具有基站，所述基站以無線方式與其中的移動終端通信；公共交換電話網(wǎng)(100)；分組通信網(wǎng)(200)；信關(guān)裝置(10)，該信關(guān)裝置(10)在所述用戶網(wǎng)、所述公共交換電話網(wǎng)和所述分組通信網(wǎng)之間相互轉(zhuǎn)換通信協(xié)議，以相互連接這些網(wǎng)絡(luò)；以及因特網(wǎng)協(xié)議處理裝置(30A，30B)，安裝在所述用戶網(wǎng)上，并且將所述信關(guān)裝置和所述基站之間的接口進行因特網(wǎng)協(xié)議處理，其中所述信關(guān)裝置包括同步網(wǎng)絡(luò)終接單元(11)，該單元終接所述公共交換電話網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；分組網(wǎng)絡(luò)終接單元(12)，該單元終接所述分組通信網(wǎng)以生成所述裝置內(nèi)信號；用戶網(wǎng)終接單元(13)，該單元通過已經(jīng)處理成因特網(wǎng)協(xié)議的接口連接至所述基站，并終接所述用戶網(wǎng)以生成所述裝置內(nèi)信號；以及交換單元(15a)，該單元交換從所述同步網(wǎng)絡(luò)終接單元、所述分組網(wǎng)絡(luò)終接單元和所述用戶網(wǎng)終接單元產(chǎn)生的每一裝置內(nèi)信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于還包括 光激活裝置(13b)，用于通過光纖將所述基站和所述信關(guān)裝置彼此相連，并且以光學方式激活所述接口。
3. 如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于所述光激活裝置 包括電光轉(zhuǎn)換單元(35)，設(shè)置在所述用戶網(wǎng)中，以電光方式轉(zhuǎn)換從 所述移動終端發(fā)送并由所述基站接收的信號，并將所述信號發(fā)送到所述光纖；以及光電轉(zhuǎn)換單元，安裝在所述信關(guān)裝置中，以光電方式轉(zhuǎn)換通過所 述光纖輸入的光信號。
4. 如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于所述光激活裝置 安裝在所述基站中。
5. 如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于所述用戶網(wǎng)包括: 多個所述基站(21，……，2n);以及光線路匯聚單元(500)，該單元對從所述多個基站延伸而來的各 個光纖進行線路匯集，以將所述多個光纖連接到所述信關(guān)。
6. 如權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于所述信關(guān)裝置包 括光交換單元，所述光交換單元進行切換以操作所述多個基站。
7. —種信關(guān)裝置(10)，該信關(guān)裝置在用戶網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng) 和分組通信網(wǎng)之間相互轉(zhuǎn)換通信協(xié)議，所述用戶網(wǎng)包括與移動終端無 線通信的基站和用于將來自所述基站的接口進行因特網(wǎng)協(xié)議處理的 因特網(wǎng)協(xié)議處理裝置，所述信關(guān)裝置的特征在于包括同步網(wǎng)絡(luò)終接單元(11)，該單元終接所述公共交換電話網(wǎng)以生 成裝置內(nèi)信號；分組網(wǎng)絡(luò)終接單元(12)，該單元終接所述分組通信網(wǎng)以生成所 述裝置內(nèi)信號；用戶網(wǎng)終接單元(13)，該單元通過已經(jīng)經(jīng)過因特網(wǎng)協(xié)議處理的 接口連接至所述基站并終接所述用戶網(wǎng)以生成所述裝置內(nèi)信號；以及交換單元(15a)，該單元交換從所述同步網(wǎng)絡(luò)終接單元、所述分 組網(wǎng)絡(luò)終接單元和所述用戶網(wǎng)終接單元產(chǎn)生的每一裝置內(nèi)信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的信關(guān)裝置，當所述基站包括電光轉(zhuǎn)換單 元(55)，所述電光轉(zhuǎn)換單元以電光方式轉(zhuǎn)換由所述基站接收并從所述移動終端到達的信號，以將所述信號發(fā)送到連接到所述信關(guān)裝置的 光纖時，其特征在于還包括電光轉(zhuǎn)換單元，以對輸入的光信號進行光電轉(zhuǎn)換。
9. 如權(quán)利要求8所述的信關(guān)裝置，當所述用戶網(wǎng)包括多個基站 時，其特征在于還包括光交換單元(13a)，該單元進行切換以操作所述多個基站。
10. —種用于通信系統(tǒng)中的適配器裝置(30A)，包括信關(guān)裝置， 所述信關(guān)裝置在用戶網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)和分組通信網(wǎng)之間相互轉(zhuǎn)換 通信協(xié)議并相互連接這些網(wǎng)絡(luò)，所述用戶網(wǎng)包括與移動終端無線通信的基站，所述適配器裝置的特征在于包括因特網(wǎng)協(xié)議處理裝置(32)，用于將所述基站和所述信關(guān)裝置之 間的接口進行因特網(wǎng)協(xié)議處理。
11. 如權(quán)利要求IO所述的適配器裝置，該裝置安裝在所述基站中。
全文摘要
一種信關(guān)裝置(10)，所述信關(guān)裝置在用戶網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)和分組通信網(wǎng)之間相互轉(zhuǎn)換通信協(xié)議，所述用戶網(wǎng)包括無線容納移動終端的基站和用于將來自所述基站的接口進行因特網(wǎng)協(xié)議處理的因特網(wǎng)協(xié)議處理裝置，所述信關(guān)裝置(10)包括同步網(wǎng)絡(luò)終接單元(11)，該單元終接所述公共交換電話網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；分組網(wǎng)絡(luò)終接單元(12)，該單元終接所述分組通信網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；用戶網(wǎng)終接單元(13)，該單元通過已經(jīng)進行因特網(wǎng)協(xié)議處理的接口容納所述基站并終接所述用戶網(wǎng)以生成裝置內(nèi)信號；以及交換單元(15a)，該單元交換從所述同步網(wǎng)絡(luò)終接單元、所述分組網(wǎng)絡(luò)終接單元和所述用戶網(wǎng)終接單元產(chǎn)生的每一裝置內(nèi)信號。
文檔編號H04L12/46GK101247372SQ20081000483
公開日2008年8月20日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者石田雅史, 辻清高, 鈴木宗之 申請人:株式會社東芝