交叉连接元件和数据传输网本发明涉及一种交叉连接元件，它至少包括一个输入、多个输出
和分支装置，用于通过预定输出至少转发通过输入接收的第一串行数
据信号的一些信号分量。本发明还涉及一种电信系统的数据传输网，
该网络包括彼此通过串行数据传输连接通信的网元，这些网元至少包
括一个输入，分支装置和多个输出，用于将通过网元的输入接收的串
行数据信号的至少一些信号分量转发到其它网元。
本发明涉及一种采用串行数据传输连接的电信系统，尤其涉及该
系统中网元的接合。例如，在移动电话系统中，网元一般串型连接，
从系统的其它部件发送给给定网元的数据信号仅有部分内容供所述网
元的自身设备使用。发送给该网元的数据信号的其余内容发往串型链
中位置更远的网元。因为一个网元一般连接到其它多个网元，所以必
须能够在接收的串行数据信号中区分发给它的数据和需要转发的数
据，除此之外，通过正确的数据传输连接发送需要转发的数据。
在上述已知的电信系统中，网元包括去复用装置，它将接收的串
行数据信号分解成单个信号分量。对应地，网元的输出具有复用装置，
它将传送到输出的单个信号分量组合成串行信号，发送给下一网元。
为了进一步将正确的信号分量发送给正确的网元，已知的网元包括由
电缆组成的交换矩阵，因此，正确的信号分量可以通过电缆从输入传
送到正确的输出。图1中示出了这样的一种已知方法。
上述方案的一个严重缺陷是电缆布线的复杂性，以及网络需要进
行改变时，例如当需要在网络中增加一个新的网元时，所产生的不灵
活性。也就是说，改变交换矩阵要求电气工程师到达网元的安装现场，
改变它的布线，即在连接器之间物理上改变电缆端。因为电缆的数量
众多，并且因为很可能需要在多个网元中移动电缆，所以出错的风险
很大。定位出现的错误比较困难，因为需要重新到网元的安装现场，
才能发现电缆如何在特定网元中连接。
以前已知的还有遵循PDH(准同步数字层次)的交叉连接网元。
但是，这些已知交叉连接网元的缺陷在于，它们处理的信号具有遵循
标准所要求的复用层次(hierarchy)的嵌套结构，这样，交叉连接元
件因所要求的PDH复用器级而变得复杂和昂贵。另一严重缺陷在于，
按照PDH层次，仅能使用值为2、8和34M的信号，这大大限制了不
同实现中交叉连接的灵活性。
本发明的目的是解决上述问题，提供一种大幅度简化数据传输网
的管理的方案。这通过本发明的交叉连接元件来实现，其特征在于，
分支装置包括这样的装置，该装置通过存储在交叉连接元件存储器装
置中的路由寻址数据所指示的输出，以串行数据信号形式透明地转发
通过所述输入接收的串行数据信号的单个信号分量，其特征还在于，
该交叉连接元件包括至少一个输出，用于透明地转发存储在存储器装
置中的路由寻址数据所指示的第一串行数据信号的单个信号分量。
本发明还涉及一种数据传输网，其中可以使用本发明的交叉连接
元件。本发明的数据传输网的特征在于，它包括至少一个网元，其分
支装置包括一个交叉连接元件，后者包括这样的装置，该装置通过存
储在交叉连接元件存储器装置中的路由寻址数据所指示的输出，以串
行数据信号形式透明地转发通过所述输入接收的串行数据信号的单个
信号分量给其它网元，以及至少一个输出，用于透明地转发通过所述
输入接收的数据信号的单个信号分量给网元自身的设备。
本发明的基本思想在于，利用这样的交叉连接设备，该设备能够
通过正确的输出透明地处理，即转发，根据存储在其存储器中的路由
寻址数据接收的串行数据信号的单个信号分量，交叉连接设备的现场
布线将大幅度简化，因为交叉连接元件的操作不再依赖于电缆连接，
而是依赖于存储在存储器装置中的路由寻址数据。这还大大简化了网
络的重新配置，因为在重新配置过程中，改变存储在存储器装置中的
路由寻址数据便已足够，不需要涉及现场布线。在理想情况下，存储
在存储器装置中的路由寻址数据甚至可以通过网管中心的远程控制改
变，因而在网络重新配置过程中，现场不再需要电气工程师。因为交
叉连接元件透明地转发接收的串行数据信号的单个信号分量，即它转
发这些信号分量而不涉及信号分量的信息内容或结构，交叉连接元件
的结构非常简单，价格便宜，除此之外，它还能够应用于不同信号的
传输。通过在交叉连接元件中至少设置3个串行端口，可以通过它确
保以非常简单的方式在电信网中提供分支点。
本发明交叉连接元件的使用不必使用任何标准信号。但是，需要
交叉连接的信号Si(即S1、S2和S3)必须包含比特速率相等的足够
数量的彼此类似的信号P1-n，这些信号可以通过交叉连接元件交叉连
接。每个信号Si可以包含不同数量的所述信号Pj。信号Pj彼此完全
独立，它们不需要遵循任何特定标准，尽管在实际实现中，最好使用
标准的数据通信信号，例如2M/E1或1.5M/T1。
在本发明方案中，不需要使用标准的复用层次，而是将数量可变
的类似的例如2M信号在信号Si帧中直接组合成信号Si。这样，所述
信号包括信号n×2M，其中n可以例如位于1和16之间。与标准信号
(E2、E3...)相比，这在相当大程度上降低了实现的成本(因为不需
要使用标准复用层次)，因而实际上可以利用交叉连接元件例如连接相
邻设备，而不会使成本成为一个障碍。
因此，这种交叉连接设备和数据传输网的最大的优点是简单的结
构和价格；大大简化了现场布线，维护人员需要在现场的频度减少，
因为可以通过远程控制实现可能的改变；出错的可能性减小，易于定
位差错，因为可以例如通过维护在网管中心的数据库发现交叉连接元
件的连接，从而连接日志的记录不再依赖于现场手工进行的记录(所
述交叉连接元件的布线如何连接)；交叉连接元件的大小可以大幅度减
少，因为所需的电缆连接的数量大大减少；本发明的交叉连接元件使
得可以以所需方式对单个信号分量重新选路，从而交叉连接元件的使
用非常灵活，因为所有的媒介容量都可用(例如1到16×2M)。
本发明的交叉连接元件和数据传输网的优选实施例出现在后附相
关权利要求2到5和7到9中。
下面，结合附图通过例子详细描述本发明，在附图中
图1说明了现有技术网元的交叉连接单元；
图2是按照本发明的数据传输网的第一优选实施例的框图；以及
图3是按照本发明的交叉连接元件的第一优选实施例的框图。
图1说明了现有技术网元的交叉连接单元。图1的交叉连接单元
1可以位于例如蜂窝无线系统的基站，使得它能够通过数据传输连接2
与移动业务交换中心通信。相应地，交叉连接单元可以例如通过数据
传输连接3和4与其它两个基站通信。在图1中，数据传输是双向的，
即交叉连接单元1从数据传输连接2向数据传输连接3和4都发送电
信信号，反之亦然，即从连接3和4向连接2发送电信信号。但是，
下面仅通过例子描述从连接2到连接3和4的电信信号传输。
在图1中，假定交叉连接设备1从数据传输连接2接收串行数据
信号S1，数据传输连接2可以包括例如同轴电缆、无线链路或类似连
接设备。所述信号传播到复用器/去复用器单元5，后者分离信号S1的
单个信号分量，即分解数据传输连接2中使用的帧。假定单个信号分
量是例如遵循CCITT建议G.704的2Mbit/s信号。因此，在数据传输
连接2的两个传输方向上发送包括8个2Mbit/s信号的串行数据信号
S1。
来自复用器/去复用器单元5的输出的信号通过电缆(一般是同轴
电缆或双电缆)传送给连接器6，图1中由数字8表示，在交叉连接
设备1的外壳的侧面。在已知方案中，交叉连接设备不必单独封装，
其部件可以安装在所述网元的适当点上。因此，连接器可以附在网元
外壳上。
与数据传输连接2相似，对应的复用器/去复用器7和8也安装在
图1的数据传输连接3和4中。这些单元的输入连接到连接器9，图1
中由数字7表示，在交叉连接设备的外壳的侧面。
图1示出了交叉连接设备1的操作依赖于连接器6和9是如何互
连的，即实际上，这些连接器之间的外部电缆10确定了交叉连接设备
1在哪个方向上转发串行数据信号S1的单个信号分量。在图1中，串
行数据信号S2由包括在信号S1中的4个信号分量组成(即4×
2Mbit/s)，它被发送到连接3，串行数据信号S3由包括在信号S1中
的3个信号分量组成(即3×2Mbit/s)，它被发送到连接4。在图1中，
信号S1中包含的最后一个，即第8个信号分量，由安装交叉连接设备
1的网元支配。换句话说，如果该网元是一个基站，所述基站的通信
通过电缆11完成，因此，该基站可用的最高可能的数据传输容量是
2Mbit/s(在两个传输方向上)。
交叉连接设备1的操作取决于连接器6和9之间的电缆10的连接，
这意味着很难实现可能的改变，因为它需要电气工程师到达现场改变
电缆10的连接。此外，很可能出现差错，因为电缆10的数量可以远
远高于图1所示的数量。
图2是按照本发明的数据传输网的第一优选实施例的框图。在该
例中，假定图2的数据传输网是GSM(全球移动通信系统)蜂窝无线
系统的数据传输网，数据传输信号通过它在移动业务交换中心MSC、
基站控制器BSC和基站BTS1到BTS3之间传送。在图2中，所有网
元MSC、BSC和BTS1到BTS3与本发明的交叉连接元件20集成在
一起，通过后者传送网元减的整个数据传输。尽管图2中每个网元仅
示出了一个交叉连接元件，但例如如果所述网元中需要的传输容量多
于一个交叉连接元件所能提供的容量(更多的2Mbit/s接口)，自然可
以在单个网元中设置多个交叉连接元件。网元间的数据传输连接可以
以任何已知方式实现，例如通过同轴电缆、光纤电缆、无线链路或它
们的组合实现。
图2示出的移动业务交换中心的交叉连接元件20具有4个接口，
通过每个接口可以在两个方向上传送遵循CCITT建议G.704的
2Mbit/s信道。除此之外，移动业务交换中心MSC的交叉连接元件具
有到系统的网管中心O&M的接口，用于控制交叉连接元件20的控制
信号CNT。利用移动业务交换中心MSC和基站控制器BSC之间的串
行数据传输连接，可以在两个方向上发送4个2Mbit/s信道，此外，
还发送控制信道CNT，它可以是例如64kbit/s。在该连接中，需要注
意，需要发送的信道的数量可以不同于上例给出的4。例如，还可以
从移动业务交换中心进一步向基站控制器发送16个2Mbit/s的信道。
这样，所述16个信道，上述控制信道和可能需要的其它信令和/或控
制信道可以插入传送帧中，在容量例如为37Mbit/s的串行数据通信连
接上发送。因此，图2中交叉连接元件20之间的所有串行连接可以是
这类37Mbit/s连接，其容量只使用了必要的一部分。
控制信道CNT可以是，例如点对点类型的连接，互连的交叉连接
设备20根据需要可选地使用它。控制信道CNT也可以是点到多点类
型，因此，控制信道在交叉连接元件中分支到其它交叉连接元件。
在该例中，对基站控制器BSC的交叉连接元件20编程，使其通
过基站控制器BSC以串行数据信号的形式转发从移动业务交换中心
MSC接收的2Mbit/s信号给基站BTS1的交叉连接设备20，前述串行
数据信号包含4×2Mbit/s+CNT。在图2中，对基站BTS1的交叉连
接元件编程，向其自身的设备，例如收发信机TRX1到12，发送通过
接口21接收的一个2Mbit/s信道，除此之外，它还向基站BTS2转发
2×2Mbit/s+CNT，向基站BTS3转发1×2Mbit/s+CNT。
基站BTS3的交叉连接元件不与基站BTS1之外的其它网元通信。
因此，它不转发接收的信道，而是发送的信道完全供其自身的设备使
用。对应地，基站BTS2的设备完全使用发送给所述基站的两个2Mbit/s
信道。
因为交叉连接元件20是可编程的，所以发向基站BTS3需要更多
的数据传输容量，而基站BTS2具有富裕的数据传输容量，那么运营
商可以例如从网管中心O&M改变网络配置。这样，从网管中心O&M
来看，运营商可以通过控制信道CNT重新编程基站BTS1的交叉连接
元件20，使得在此之后它发送两个2Mbit/s信道给基站BTS3，相应
地，仅发送一个信道给基站BTS2。同时，交叉连接元件20的新的路
由寻址数据可以存储在网管中心O&M的数据库22中，任何时候都可
以在该数据库中发现网络的配置。对应地，如果希望在图2的移动电
话系统中增加基站，可以将所述新基站的交叉连接元件连接到例如基
站BTS2的交叉连接元件20的一个空闲的串行端口，之后，运营商可
以通过网管中心O&M重新编程基站BTS2的交叉连接元件20，使得
在此之后它发送两个2Mbit/s信道给新基站。从上面的描述中可以看
出，交叉连接元件的路由寻址数据可以以单个信号分量的精度编程，
即，在该例中，以一个2Mbit/s信道的精度编程。
在图2的例子中，例如如果数据库22没有更新，运营商也可以从
网管中心O&M发送控制请求给系统的交叉连接元件20。接收控制请
求的交叉连接元件20通过控制信道CNT发送消息给网管中心，该消
息中有该时刻存储在交叉连接元件的存储器中的路由寻址数据。这样
做的好处之一是有利于冲突情况下的默认定位。
在图2的例子中，交叉连接元件可以本例编程，即维护人员可以
将编程终端，例如便携式计算机或类似终端，连接到交叉连接元件，
此后，他可以通过编程终端改变存储在交叉连接元件的存储器中的路
由寻址数据。这样，交叉连接元件可以在编程结束之后，自动发送消
息给网管中心，该消息中有所述交叉连接元件的新的路由寻址数据。
图3是按照本发明的交叉连接元件的第一优选实施例的框图。图
3的交叉连接元件可以集成到一个单独的电路，例如，ASIC(应用特
定集成电路)电路。因此，其结构相当紧凑。在其它方面，图3的交
叉连接元件对应于图2的交叉连接元件，但图3的交叉连接元件不是
4个接口，而是包括8个接口37。
按照本发明，交叉连接元件至少包括3个串行端口31到33，因
而通过这些串行端口互连交叉连接电路以分支网络非常容易。复用器/
去复用器电路34到36安装在每个串行端口，利用这些电路在接收方
向上分解串行数据信号S1到S3的传送帧，使得可以区分单个信号分
量，例如遵循CCITT建议G.704的2Mbit/s信道。相应地，在发送方
向上，将需要发送的信号分量插入串行数据传输连接的传送帧中。此
外，复用器/去复用器电路34到36具有缓冲器，它们与信号S1到S3
的填充比特一起补偿了不同连接的定时差。
此外，交叉连接元件包括多个接口37，通过这些接口可以发送从
任何连接接收的串行数据信号S1、S2或S3的单个信号分量供所述网
元使用。因此，例如可以通过每个接口37在两个传输方向上发送一个
2Mbit/s信道。
交叉连接元件20还包括交换域38，由控制单元39基于存储在其
存储器40中的路由寻址数据控制。因此，基于存储在存储器40中的
路由寻址数据，透明地引导单个信号分量通过串行端口31到33之间
的交换域38和接口37。
利用串行端口31到33，交叉连接元件20的控制单元39接收其
它类似交叉连接元件在控制信道CNT上发送的数据。这类数据可以包
括，例如图3的交叉连接元件20的新的路由寻址数据，从而控制单元
39在存储器40中存储所述新的路由寻址数据以替换以前的数据。之
后，控制单元39根据新的路由寻址数据控制交换域38。
需要理解，前面的描述和相关的图仅用于说明本发明。因此，尽
管在上面的描述中，通过例子，尤其参照蜂窝无线系统描述了本发明，
但本发明还可以应用于其它系统。对本领域技术人员而言，显然在不
偏离后附权利要求书所公开的本发明的范围和精神的前提下，可以以
多种方式对本发明进行修改和改进。