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数据交换系统
    本发明涉及一种数据交换系统。

    目前已知的这种系统，例如电话领域的自动交换机，基本上是电缆连接(cablé)的电子设备。由于其相当大的复杂程度，这种交换机极其昂贵。另外，其灵活性太小。具体来说，这种交换机通常只用于单一的用途。

    文献EP0737920涉及到一种从计算机网络管理系统分析网络故障的方法，这种管理系统使用网络实体的模型而形成一个虚拟网络。该管理系统包括一个虚拟网络，它具有一系列代表网络实体的模型，其中每个模型含有有关相应网络实体的网络数据，以及用来处理所述网络数据以便为使用者提供信息的设备。所述虚拟网络另外还包括代表所述网络实体之间联络的模型联络。所述系统还包括向所述虚拟网络中的相应模型传递所述网络实体的网络数据的设备，以及向虚拟网络的用户提供用户信息的设备。所述模型联络形成了网络设备之间的网络连接以及网络实体之间的层级关系。当所述网络数据符合预定的标准时就产生报警条件。这样的管理系统仅允许对物理单元进行一种模型化，被控制的对方目标仅代表一个物理实体。该文献中所述的模型建立严格对应于现实网络，适合对故障进行自动搜索。这样的系统没有应用于数据交换系统时所需的灵活性。

    还有文献US4713806部分地涉及了通信系统控制设备的呼叫处理和资源管理，尤其涉及了用来通过系统的各种结构来提供各种服务的各部分地结构和相互协作。所述对呼叫的处理以及资源管理子系统是以软件实现的，因此它是基于实体通信系统的抽象逻辑概念运行的。例如在包含宽带和窄带交换机的多功能数字网络中，按照该文献，网络控制的整套设备包括一个呼叫处理设备，后者受一个程序的控制，独立于资源管理设备和实体网络。所述呼叫处理设备将网络视为包括若干逻辑信道。在宽带和窄带通信之间，该设备作识别或者不作识别。如果不作识别，它就对电话用户请求用户功能进行宽带和窄带通信的信息作出应答，指令资源管理设备建立和切断逻辑呼叫路径。用户可以请求和操控的网络资源有两种：呼叫和会议。这种系统是一种实体性对方目标的数字化管理系统，用来集成到传统类型的自动交换机中，而不能将后者舍弃。该系统另外还使用一个纯物理模型。

    对于所述数据交换系统，有必要使之以合理的成本适合各种应用。

    本发明的目的是提供一种这样的系统，它能弥补上述现有技术中的系统的缺陷，这种系统在许多情况下可以由简单的微机进行管理。

    为此，本发明提出了一种在通信网络终端之间进行数据交换的系统，其特征在于它包括：

    --存储和管理设备，用来存储所述网络的模型并实现对该模型的管理，所述模型由一组代表指定时刻网络单元的对方目标构成，该组对方目标具有可确定该时刻所述单元特征的性能，

    --对方目标控制设备，可以建立新对方目标，修改现有对方目标或者取消模型中现有对方目标，以及

    --所述存储和管理设备与网络实体单元之间的接口，

    所述模型由一组尤其包括地址型对方目标的逻辑寻址对方目标以及一组物理寻址对方目标构成，所述该两组目标适应于在所述地址型对方目标处连系起来。所述地址型对方目标各自特性中具有一个逻辑地址和一个物理地址，因此本发明的一个基本特征是具有由代表网络实体单元的对方目标组成的模型，以及最低限度的操纵这些对方目标的设备，即建立、修改和取消对方目标的命令。

    这样，就可以利用逻辑设备来至少实现所述存储和管理设备。所述对方目标操纵设备本身可以集成到所述逻辑设备中，以响应来自网络终端的具体请求。

    我们还将看到，本发明的所述系统可以应用于电话之外的其他领域。下面所举的例子是电话领域的，但本发明尤其还可应用于打印设备、电视电话或者交互式电视网络的管理。

    具体来说，所述逻辑寻址对方目标组可以包括所述构成逻辑寻址图(graphe d’adressage logique)的节点的地址、构成在所述逻辑寻址图的某个逻辑源地址与某个逻辑目标地址之间定向转换的链接网、由接入网的线性系统构成的连接(connexion)，以及由若干连接的组合构成的呼叫(appel)。

    在下面可以看到，一个地址除了其逻辑地址和物理地址之外，其特性还包括一个容量(capacité)，来确定可以引用该地址的链接的数目。

    同样，一个链接网的特性除了其源地址和目标地址的基准之外，还包括一个容量，确定可以通过该连接网的连接数。

    还有，在一种具体的实施方式中，一种连接的特性还包括“状态”，用以表征其过程的进展情况。另外，其特性还包括与其相配合的呼叫基准(référence)。

    更具体地，一种连接的状态可以是在建立逻辑路径的过程中、在建立物理路径的过程中、等待建立、所述建立逻辑路径和物理路径的过程被终止、所述逻辑路径和物理路径已建立，或者是在取消的过程中。所述“状态”特性就是决定了这个特征参数。

    最后，作为其特性，一个呼叫可以具有一个与其相配合的连接处理表。

    在涉及物理寻址对方目标组的方面，可以包括一些外围设备，即能够管理特定数目的信道的对方目标，这些信道适合完成一次物理通信，各自与一个外围设备相结合；还可以包括一些多路设备(multiplex)，后者确定一个要被连接到零、一个或若干个连接的信道的容量。

    在一种具体的实施例中，所述物理寻址对方目标组另外可以包括一些输出路径，设置这些输出路径是为了将一组物理地址系统与一个外围设备的指令系统配合起来。

    对于一个链接，根据其在所述逻辑寻址图中的寻址路径计算与某一输出路径相联系的物理地址。

    在一种具体的实施方式中，外围设备还具有容量特性，来确定其可以管理的最大信道数。例如，对于一条非多路传输的电话线来说，该数为一。

    在另一种具体的实施例中，信道具有一个“本地地址”和一个“远程地址”特性，确定其所描述的物理通信的两端地址。它还包括有一个其所通过的链接的列表。我们将看到，这些链接中同时只能有一个连接有效。

    本发明的另一个目的是一种利用上述系统的方法。

    按照本发明，当应当向一给定的物理地址建立通信时，对呼出呼叫(appel sortant)的管理方法包括下列步骤：

    --根据所述给定的物理地址选择一个输出路径；

    --在选中的所述输出路径所确定的系统中选择一个外围设备；

    --搜索与所述给定的物理地址相关联的多路设备；

    --根据所述多路设备确定在同一个信道上可以建立多少连接；

    --如果所述多路设备的容量严格大于零，并且已经针对所述选定的输出路径的外围设备之一向所述给定的物理地址建立了一个信道，则在已建立的信道上进行所述呼叫；或者

    --在相反的情况下建立一个新的信道。

    呼入的呼叫以同样的方式管理，不同之处是所述选择输出路径的步骤以及去除有关外围设备的步骤。

    下面将参照所附的示意图以举例而非限制性的方式对本发明的一种实施方式加以说明，附图中：

    --图1是本发明的数据交换系统的整体示意图；

    --图2示出了本发明的系统的逻辑寻址设备的一个例子；

    --图3示出了所述系统的物理寻址设备的原理；

    --图4a到图4f在逻辑级示出了由本发明的系统管理一次电话通信的各个步骤；

    --图5是一次呼出呼叫的管理算法的流程图。

    系统结构

    现在在图1中看本发明的系统的总体结构。

    首先，该系统包括一些存储和管理设备，构成核心设备1。该核心设备1由一个存储模块2和一个管理模块3构成。

    所述存储模块2主要由一个存储器构成，其中存储由具有特性Pj的对方目标Oi构成的模型。在处理时，可以将所述对方目标Oi视为坐标向量(vecteurs de coordonées)Pj。

    所述管理模块3是一些计算设备，用来在所述存储的模型随时间的变化过程中确保所述存储模型的相关性(cohérence)。该模块3还有一个功能是通知所述外围设备，这将在下文对模型状态的说明中进行描述。

    所述核心设备1最好是一台微机的形式。但是，它也可以或多或少地部分以电缆连接。相反地，它可以完全集成在专门的半导体电路上。

    存储在所述存储模块2中的所述模型代表本发明的系统应当在其上进行交换数据的网络。更具体地，各个对方目标Oi代表该网络中的各单元，这些对方目标的特性Pj确定了所述单元在给定时刻的特征性。

    前述网络可以传输任何类型的数据。在图1中示出了一个这样的网络，其包括一个因特网组件4、一个视频信号传输组件5、一个电话组件6，以及一个由一打印设备网络构成的组件7。

    所述每个组件都配有一定数目的终端。这里仅示出了电话组件的由电话机8构成的终端。

    一个模块9来实现所述核心设备1和所述组件4-8之间的接口。该接口实际上可以集成到所述核心设备1中去。

    该接口模块9的功能是响应影响网络实体单元尤其是所述终端比如8的事件而生成模型修改命令。对于某些电话机，这样的事件比如是摘下听筒、编辑号码、等待线路或者编辑转移到网络中(或者网络外，因为将本发明应用于电话的效果之一就是在内线和外线电话机之间没有区分)另一台电话机的前缀。

    除了可能有的简单显示命令比如对方目标罗列命令之外，仅三个操作指令就可以管理所述系统。这三个命令是对方目标创建命令、对方目标修改命令或者更确切地说修改对方目标至少一个特性的命令，以及取消对方目标的命令。这些命令构成所述模型之对方目标的操控设备。

    该接口9还在另一个方向上向终端传送命令，例如振铃命令。

    可以看出，在图1中没有在所述接口内部区别严格意义上的电子接口功能与生成所述对方目标创建、修改、取消命令的功能。另一种选择是将所述命令生成功能集成到所述核心设备1中，仅在模块9中保留严格意义上的接口功能。

    存储于存储模块2中的所述模型具有两种类型的对方目标，分别属于逻辑寻址组和物理寻址组。

    所述逻辑寻址对方目标隶属于一个代表网络的逻辑寻址图，但不与该网络的实体单元直接关联。尤其是这个特征使本发明的系统具有了灵活性。

    相反，所述物理寻址对方目标直接代表所述实体单元。逻辑寻址对方目标和物理寻址对方目标之间的对应是在适合于某些目标特性实现的，尤其是下文将要描述的地址型对方目标，这种对方目标各自在其特性中具有一个逻辑地址和一个物理地址。

    模型对方目标

    现在对模型的主要对方目标作一详细说明，包括其主要特性和对每个特性都有效的“创建”、“修改”命令。“取消”命令仅对整个对方目标组有效。

    逻辑寻址对方目标

    这些对方目标有四种类型：地址、链接、连接和呼叫。

    一个地址是所述逻辑寻址图的一个节点。下面的表1指出了其主要特性并给出了特征参数。

    一个地址首先具有一个规则的识别表达式(id)，允许用一个或多个名称象征性地指示该地址。

    其逻辑地址和物理地址允许将模型的逻辑级和物理级对应起来。

    其容量是可以通过该地址的连接数。一般，在电话的情况下，其地址容量的溢出对应的是占线音的情况。不然就是呼叫振铃或者是等待信息。

    呼叫(路径)选择算法允许在到达所述地址的多个呼叫中进行选择。

    同样，当一个呼叫抵达具有多个子地址的地址时，由分配算法来确定所述呼叫指向哪个子地址。这种情况例如是当所述呼叫到达的地址是接线员组(pool d’opérateur)的地址时。此时，例如就将该呼叫指向剩下的链接时间最短的接线员。另外，可以利用语言标准来选择接线员。

    可以看出，除了所述标识之外，所述全部特性的集合可以在对方目标创建的时候固定，并可以在以后修改(见表中“资源创建”和“资源修改”栏中的“X”)。                           地址       特性     特征参数 资源建立修改    识别Id    标识   地址Adresse    逻辑地址    X    X   容量Capacite    容量    X    X   路径Routage    呼叫选择算法    X    X    提供多路  OffreMultiple    分配算法    X    X    物理地址 adressePhysique    物理地址    X    X

                             表1

    --一个连接网链(表2)是所述逻辑寻址图中的一个定向转换(transition dirigée)。它将所述地址图中的两个逻辑地址连接起来，即，将一个源地址连接到一个靶目标地址。它具有一个标识。其容量确定可以通过该链接的连接数。

                           连接    特性    特征参数资源建立修改    识别id    标识    源Source    源地址    X    X 靶目标Cible    靶目标地址    X    X 容量Capacite    容量    X    X

                                 表2

    --一个连接(表3)是所述逻辑寻址图(路径图(chemin deroutage))的连接链系统。连接关联到呼叫。象所有的对方目标一样，一个连接具有一个标识。有两个特性确定与连接相配合的呼叫以及该链接所通过的信道。另一个特性指示管理所述信道的外围设备。方向(direction)特性仅在一个方向允许传输数据。这对应于电话的离散收听(écoute discrète)。

    当前地址是所述链接在给定时间所通向的地址。它可以不同于初始地址，例如在回话的情况下，或者是在呼叫中心的通话分配情况下。“选择标志”是一个布尔型特性，通过它来选择连接。通常，在连接到同一个信道的连接中，最多只能选择一个连接。在电话领域，“解除选择”对应于通信的保持(mise en garde)。

                             连接    特性    特征参数  资源建立修改    识别id    标识  呼叫Appelld    相关呼叫    X  方向direction    数据方向    X    X  +地址adresse    当前地址    X  选择selection    选择标志    X    状态etat    当前状态  信道Canalld    通过的信道    X    外围 Peripheriqueld管理所述通过的信道的外围         设备

                             表3

    在给定的时刻，一个连接可以处于下列当前状态之一：

    --等待(等待确定逻辑路径)；

    --进行(在确定物理路径的过程中)；

    --报警(等待建立，所述逻辑和物理路径被终止)；

    --已连接(连接已建立)；

    --失败(连接将取消)。

    “等待”状态指示：连接的路径确定没有终止，其当前地址没有定义。该状态尤其对应于链接已登记到文件中，正在等待分配到接线员电话机上的情况。

    “进行”状态指示：连接的逻辑路径确定已经完成，其物理寻址过程正在进行中。(通过电信网络传送)

    “报警”状态指示：连接的逻辑和物理路径确定过程已经终止，链接在等待建立(一般，这是在目标电话机的振铃阶段)。

    “已连接”状态指示：连接已经建立并可以工作。

    “失败”状态指示：连接即将被取消。

    --一个呼叫(表4)是一个将多个连接相互联合起来的对方目标。其特性之一是由与其相配合的连接的列表所构成的。一个呼叫常常是与两个连接相关联。这种情况是在两个终端之间建立起来的普通电话通信的情况。在会议通信的情况下，一个呼叫所关联的连接数就是会议参加方的数目。

    一个呼叫还具有一个可在通信过程中传输的数据区，所述数据还有可能转给别的应用程序。所述数据可以涉及所述通信进行的背景情况。                             呼叫      特性         特征参数资源建立修改    识别Id    标识    专用数据 donneesPrivees    应用程序数据    X    X    连接  Connexionld    属于该呼叫的连接表单

                             表4

    物理寻址对方目标

    这些对方目标也有四种类型：外围设备、信道、多路设备和输出路径。

    --一个外围设备(表5)是一个能够管理一定数目信道的对方目标。一般，一个外围设备由一条电话线构成。

    其主要特性是其标识、一个符号名及其容量。由所述容量确定该外围设备可以管理的最大信道数。                      呼叫    特性    特征参数资源建立修改    标识Id    标识    名称nom    符号名    X    X 容量capacite    最大信道数    X    X

                             表5

    --一个信道(表6)是一个描述一种物理通信的对方目标，它与一个外围设备相关联。                        信道    特性    特征参数资源建立修改    识别id    标识  外围设备名  nomPeriph    外围管理设备    X    本地地址 adresseLocale    本地地址    X    X    远程地址adresseDistante    远程地址    X    X    状态etat    当前状态  Connexionld    通过的连接表单

                            表6

    它还可以通过一个多路传输设备型的对方目标与零、一个或多个连接相配合。一个信道具有一个标识。在其特性中，给出了管理该信道的外围设备名，以及其两个终端地址，即本地地址和远程地址。在电话技术领域，后者是由远程号码构成的。“状态”特性确定所述线路在给定时刻的当前状态。最后，“connexionld”特性包括了通过该信道的所有链接的列表。

    --一个多路传输设备是一个目标，它可确定要与零、一个或多个链接相配合的信道的容量。

    一个多路设备另外还包括一个标识以及一个地址选择表达式。在电话技术领域，所述地址选择表达式就是与该多路设备的信道相关联的电话号码。                    多路传输设备    特性      特征参数资源建立修改    识别id    标识 地址adresse    选择表达式    X    X 容量capacite    连接的最大数目    X    X

                           表7

    --一个输出路径将一组物理地址与外围设备的指令系统相配合起来。一般，一个输出路径可以确定：什么类别的电话号码，例如是国际电话号码，应当尽可能地经过什么样的电话线路，例如经过与长途资费合算的特定网络的接线员相连的电话线路。输出路径包括一个标识。其“地址”特性确定其所涉及的地址类别。“外围设备列表”有序地确定可以用于所述地址类别的外围设备。                    输出路径    特性    特征参数资源建立修改    识别id    标识 地址adresse    地址    X    X 外围设备列表 listePeriph    外围设备列表    X    X

                          表8

    逻辑寻址对方目标的管理构造

    在图2中看到的是应用于电话设备管理的本发明系统的逻辑寻址图的示意图。该示意图对应于设备系统待机(au repos)的情形。下文将结合图4a到图4f给出所述设备运行的例子。

    所述地址型对方目标在此以关联到其逻辑地址的电话机的形式用符号表示出来了。图中仅指示出了逻辑地址AD1到AD6。

    例如，规定，逻辑地址AD1对应于外线，那么，呼入呼叫的源就在该逻辑地址实现。同样，当在本地编辑的号码以前缀0开始时，就会理解为该号码的编辑是为了打外线，则将在该逻辑地址的方向建立一个连接。

    还假定了逻辑地址AD2对应一个电话交换机。

    最后，在该图中可以看到，地址间的连接网链是独立于所有呼叫而建立的。这些连接由将这些地址中的特定地址连接起来的箭头表示。更确切地说，连接网链L1将对应电话交换机地址AD2连接到地址AD3，后者本身由连接网L2……L3连接到多个地址AD4……AD5。下面将会看到，这些连接网实现了一种层级结构，在这里对应于一组电话机。

    物理寻址对方目标的管理结构

    所述构造示于图3中。

    在一个给定的物理地址10，一般是一个电话号码，通过一个输出路径型的对方目标关联到一定数目的可能外围设备11、12，在这里就是一些电话线。换句话说，我们根据物理地址的类型来确定不同的外围设备。

    举例来说，可以提供一个包括16个外围设备的用来建立本地呼叫的输出路径，另一个包括4个外围设备的用来建立国内呼叫的输出路径，以及一个包括2个外围设备的用来建立国际呼叫的输出路径。

    这些外围设备中的每一个都可以管理一定数目的信道，即外围设备为12时的13……14。这些信道之一，这里是信道13，用来将所述物理地址，一般是所述本地电话，连接到所述远程电话机15。

    另外，一个多路设备型的对方目标16可以为一个给定的物理地址指定可以在同一个信道上建立的连接数，所谓同一个信道，一般是同一次电话通信。

    例如，一个通常具有两个同时连接的内线电话机一般连接到一个容量为2的多路设备。在外线电话机的情况下，多路设备的容量同内线电话机的情形一样，通常也设定为2，以便能够管理在该电话机上的两个通信。

    相反地，任何一个外线号码一般都连接到一个容量为1的多路设备。在这种情况下，将为每一个以该号码为目的的呼叫建立一个信道。

    最后，通常将一个接线员电话机连接到一个容量大于2，例如为8的多路设备，所述容量相应于在该电话机上可以同时管理的通信的最大数目。

    逻辑寻址对方目标的管理

    图4a到图4f在逻辑寻址对方目标层次示意了一个通信的进行过程。

    假定一个呼入呼叫在图2所示的状态抵达。所采取的第一个动作是创建一个呼叫(图4a)。这样，就向所述核心设备1递送一个这样的命令：

    创建(呼叫，A1)(créer(appel，A1))

    前面已假定，提供的作为命令参数的唯一特性是所建立的呼叫的标识，其他的特性的取值都是默认的。它当然也可以理解为是其他的值。特别地，所述标识一般都是自动指定的。

    接着是创建两个属于呼叫A1的连接，一个连接将该呼叫关联到对应于外线呼叫的逻辑地址AD1(图4b)，另一个链接将该呼叫关联到对应于电话交换机的逻辑地址AD2(图4c)。例如：

                  建立(连接，C1，A1，AD1，A1)

              (créer(connexion，C1，A1，AD1，A1))

    或者：

          建立(连接，C2，A1，A1，AD2)(créer(connexion，

                     C2，A1，A1，AD2))

    现在假定被呼叫的号码是对应于逻辑地址AD4……AD5的线路组之一，是从逻辑地址AD3管理的。如果希望最后将呼叫引导到与逻辑地址AD4相应的电话机(物理地址)(图4d)，可以将下列命令递送到所述核心设备1：

    修改(连接，C2，AD2，AD3)(modifier(connexion，C2，AD2，AD3))

    该命令最终会生成：

    修改(连接，C2，AD3，AD4)(modifier(connexion，C2，AD3，AD4))

    我们看到，要达到所需的结果，通常存在若干种可能方案。因此我们可以想见，所述修改命令可以用取消和建立命令对来替换。

    现在假定与逻辑地址AD4相应的电话机被编程，用来向与逻辑地址AD5相应的电话机回复(在没有应答、占线的情况下，或者立即)(图4e)。从而生成一个下述类型的命令：

    修改(连接，C2，AD4，AD5)(modifier(connexion，C2，AD4，AD5))

    图4f说明了对应于逻辑地址AD5的电话机接线员希望与对应于逻辑地址AD6的电话机通信的情况。在这种情况下，用下面的命令使外部通信进入等待状态：

    修改(连接，C2，选择)(modifier(connexion，C2，sélection))

    然后如上所述那样建立一个新呼叫A2和两个属于该呼叫的新连接C3及C4。

    我们可以看到，在A1和AD6之间直接建立一个新的连接的同时，不解除连接C2的选择，就能够在外部呼叫人和对应于逻辑地址AD5和AD6的电话机操作员之间实现一个三方会议。

    用下述命令结束AD5和AD6之间的通信：

          取消(连接，C3)(supprimer(connexion，C3))

          取消(连接，C4)(supprimer(connexion，C4))

    和

          取消(呼叫，A2)(supprimer(appel，A2))

    最后，为了将应用程序的数据输出以供以后使用，呼叫A2可以不被取消。在这种情况下，就存在一个没有连接的呼叫。

    呼叫的管理

    呼出的呼叫

    图5示出的是一个呼出的呼叫的管理流程图。

    当应当向某个给定的物理地址建立一个通信时，执行下列步骤：

    --搜索一条输出路径；

    --搜索一个外围设备；

    --搜索一个多路传输设备。

    过程从在20获取与所述呼叫相关联的连接的当前逻辑地址配合起来的物理地址开始。

    然后，在21，根据所获取的物理地址的类别选择一条输出路径，该输出路径允许获取一组许可使用的外围设备(“外围设备列表(listePériph)”特性)以发送所述呼叫。

    然后在22在所述外围设备中选择一个，通常是所述列表中第一个可用的外围设备。

    接下来的步骤是在23搜索一个多路设备。该搜索是根据多路设备对方目标的地址特性进行的，所述地址特性对应于被呼叫的号码的物理地址。

    找到的多路设备允许在23明确对于该地址可以在同一个信道上建立多少个链接。

    一旦对所要呼叫的号码找到了输出路径和多路设备，就可以：

    --或者是在26，于25找到的已建立的信道上进行呼叫，

    --或者是在27建立一个新的信道。

    第一种情况是这样的：找到的多路设备具有严格大于零的容量，对于所述输出路径的外围设备之一，已经向所要呼叫的号码建立了(已经建立或者在建立过程中)一个信道，并且该信道所具有的链接数还没有达到所述多路设备所许可的最大数目。

    在任何其他情况下都要建立一个信道。

    我们会注意到，所述选中的外围设备应当是可用的，应当没有饱和(还没有达到其能管理的最大信道数)。

    呼入的呼叫

    所有的呼入呼叫都以同样的方式处理，无论是内线呼叫(本地电话机摘机)还是从公用电话网收到的外线呼叫。

    呼入呼叫的管理与呼出呼叫的管理一样，不同之处是输出路径的选择(外围设备已经知道了)。

    无论所应用的处理是什么，一个呼叫总是导致创建一个新的信道。