通信系统 本发明与通信系统有关，具体地说是这样一种通信系统：设置在用户侧的多个传输装置与设置在交换器侧的单个传输装置由一些高速数字传输线连接，各用户终端接在用户侧的传输装置上，从而获得交换器所提供的服务。
在现有的面向用户的光传输系统中，在交换器侧配置了多个COT(中心局端)传输装置，而在用户侧配置了多个RT(远端)传输装置，每个COT传输装置与对应的RT传输装置各由一个单独的高速数字传输线(如高速光传输线)连接。这些RT传输装置部署在一些远地区域，如办公大楼、城镇等。
图10为例示现有技术的面向用户的光传输系统的方框图。这个系统包括：一个具有交换器2和COT传输装置3A-3N的交换机1，一系列设置在远地区域的普通家用电话机或公用电话机4A-4N，一些设置在远地区域的RT传输装置5A-5N，以及一些分别将各COT传输装置与相应的RT传输装置相连的光传输线6A-6N。
RT传输装置5A-5N各包括：分别与相应电话机连接地用户电路71-7n，将来自用户电路的模拟信号变换成数字信号和将来自传输线侧的数字信号变换成模拟信号的CODEC(编码/解码器)81-8n，执行单极性/双极性变换以及插入和抽出各种控制数据的信道单元91-9n，将来自CODEC(经信道单元)的数字信号多路合并、向光传输线侧发送多路复用信号以及将来自光传输线侧的多路复用数据多路分路、向所规定的信道单元发送多路分路信号的多路合路/分路器10，以及将电信号变换成光信号送至光传输线6A-6N和将来自光传输线的光信号变换成电信号输出的光终端装置11。
COT传输装置3A-3N各包括：执行单极性/双极性变换以及插入和抽出各种控制数据的信道单元121-12n，将来自交换器2(经信道单元)的数字信号多路合并、向光传输线侧发送多路复用信号以及将来自光传输线侧的多路复用信号多路分路，向交换器发送多路分路信号的多路合路/分路器13，以及将来自多路合路/分路器的电信号变换成光信号送至光传输线6A-6N和将来自光传输线6A-6N的光信号变换成电信号输出的光终端装置14。
图11为例示一个RT传输装置详细结构的方框图。RT传输装置5A所配合的这些远地电话机4A分为n个组，每组m个电话机。第一组的m个电话机411-41m接至第一组的用户电路711-71m，而这些用户电路711-71m再接至CODEC 811-81m。CODEC 811-81m将来自电话机411-41m的语音信号变换成64Kbps的数字信号，经信道单元911-91m送至多路合路/分路器10。各组的多路合路/分路器10各自将经本组m个信道单元送来的最多为32个信道(m≤32)的64Kbps数字信号时分多路合并成2Mbps数字信号送至信号线L1-Ln。多路合路/分路器10’再将第1至第n组的多路合路/分路器通过信号线L1-Ln送来的2Mbps时分多路复用数据时分多路合并成34Mbps或150Mbps数据(本例为34Mbps数据)，经光传输单元11送至光传输线6A。
此外，交换器2经光传输线6A和光传输单元11送来的34Mbps时分多路复用数据由多路合路/分路器10’多路分路为2Mbps时分多路复用数据，送至第1至第n组的多路合路/分路器10。每个组的多路合路/分路器10将输入的2Mbps时分多路复用数据变换成最多有32个信道的64Kbps数字信号，经信道单元送至指定的CODEC。每个加有数字信号的CODEC将数字信号变换成模拟信号送至所连接的电话机。
图12为示出交换机结构的方框图。COT传输装置3A-3N按与远地RT传输装置5A-5N一一对应配置，通过光传输线6A-6N与RT传输装置5A-5N连接。此外，COT传输装置3A-3N各通过n个2Mbps信号线L1-Ln接至交换机2。来自RT传输装置5A-5N的34Mbps时分多路复用数据经光传输线6A-6N送至COT传输装置3A-3N。每个COT传输装置3A-3N中的光传输单元14将光信号变换成电信号送至多路合路/分路器13，由它将34Mbps时分多路复用数据多路分路成各个2Mbps数字信号，分别经信道单元121-12n和信号线L1-Ln送至交换器2。各COT传输装置3A-3N的多路合路/分路器13将交换器2通过信号线L1-Ln和信道单元121-12n送来的2Mbps数字信号多路合并成34Mbps数据，通过光传输单元14送至光传输线6A-6N。
按照这种面向用户的光传输系统，(1)RT传输装置5A-5N与交换机1内的COT传输装置3A-3N是一一对应的，以及(2)RT传输装置5A内信号线L1-Ln(见图11)上的2Mbps时分多路复用数据与交换机1内信号线L1-Ln(见图12)上的2Mbps时分多路复用数据是一致的。同样，RT传输装置5B-5N内信号线L1-Ln上的2Mbps时分多路复用数据与交换机1内接至COT传输装置3B-3N的信号线L1-Ln上的2Mbps时分多路复用数据是一致的。
结果，尽管交换器侧的COT传输装置3A-3N与在各远地区域的RF传输装置5A-5N是分别用单个光传输线6A-6N连接的，但这种结构在功能上等效于将每个RT传输装置各组2Mbps时分多路复用数据的信号线L1-Ln直接接至交换器2。这样就能降低铺设光缆的成本，这是一个优点。
因此，在传统的面向用户的光传输系统中，COT传输装置设置在交换机内，与RT传输装置一一对应，而每个COT传输装置除了一个光终端装置和一个多路合路/分路器外还需要配置数量(n)与相应RT传输装置内的组数相同的信道单元。在每个用户电话机的话务量都比较大的情况下，就要减少构成一个组的用户电话机的数目而增加组的数目，从而构成COT传输装置的信道单元的数目就要相应增加。
在不同的远地区域，如办公区和住宅区，用户电话机使用时间是不同的。也就是说，在晚上住宅区使用电话机的比较多，而在白天办公区使用电话机的比较多。因此，在设置在办公区和住宅区的RT传输装置都接至同一个交换机的情况下，总的电话机使用量随时间并没有多大的变化。然而，传统的结构要求每个COT传输装置必需按照每个远地区域预期最大通信量来配置硬件(信道单元数)。这样就要增加交换机硬件的数量、体积和成本。
因此，本发明的目的是减少交换机中的信道单元数，从而能减小交换机的体积，降低交换机的成本。
本发明的另一个目的是通过使接至交换机的各RT传输装置共享设置在交换机内的各信道单元来减少信道单元数。
本发明的又一个目的是预先统计测定话务量的时变情况，根据预先所测定的话务量使各RT传输装置共享设置在交换机内的各信道单元，减少信道单元数。
用户侧各个传输装置话务量的最大值并不是发生在同一时间。也就是说，各个话务量的峰值出现在不同的时间。本发明根据这种实际情况来决定交换器侧的传输装置硬件，使得即使在通信高峰期间也不会发生拥塞。这样就能减少必需的硬件量(例如信道单元数)。
具体地说，用户侧的传输装置将来自各用户终端的模拟信号变换成数字信号后按组加以多路合并，再将各组的多路复用数据加以时分多路合并后送至交换器侧的传输装置。此外，用户侧的传输装置还检测各用户电话机的话务状态(例如挂机/摘机状态)，将检测到的状态送至交换器侧的传输装置。交换器侧的传输装置(1)将来自用户侧每个传输装置的高速时分多路复用数据多路分路为以每个组为基础的时分多路复用数据；(2)根据话务状态信息，标识有用户终端处于摘机状态(通信状态)的组；(3)仅将与这种组相应的时分多路复用数据发送线接至未使用的信道单元；以及(4)将这种组的时分多路复用数据通过规定的信道单元输入交换器。如果采用这种结构，交换器侧的传输装置不需要将所有用户终端都处于挂机状态的组的时分多路复用数据发送线接至信道单元。因此，就可以减少设置在一个交换机内的信道单元的数目，从而能减小交换机的体积，降低交换机的成本。
此外，交换器侧的传输装置可以事先以统计方式获得通过用户侧每个传输装置的话务量随时间变化情况的信息，根据话务量随时间变化的情况确定每个时刻分配给用户侧的各传输装置的信道单元的数目，再根据所确定的信道单元数控制这些信道单元与发送来自用户侧各个传输装置的以每个组为基础的时分多路复用数据的发送线的连接。如果采用这种结构，就可以减少设置在交换机内的信道单元的数目，从而能减小交换机的体积，降低交换机的成本。
从以下结合附图所作的说明可以清楚地看到本发明的其他特性和优点。在这些附图中：
图1为示出按本发明配置的面向用户的光传输系统的方框图；
图2为示出RT传输装置的结构的方框图；
图3示出了所存储的摘机/挂机状态的例子；
图4为示出COT传输装置的结构的方框图；
图5示出了2Mbps时分多路复用数据发送线与信道单元之间的连接情况；
图6为按本发明进行连接处理的流程图；
图7为示出COT传输装置的另一种结构的方框图；
图8为示出RT传输装置25A每小时平均话务量的示意图；
图9为示出RT传输装置25N每小时平均话务量的示意图；
图10为示出按现有技术配置的面向用户的光传输系统的方框图；
图11为示出按现有技术配置的RT传输装置的方框图；以及
图12为示出按现有技术配置的交换机的方框图。
(A)按本发明配置的面向用户的光传输系统
图1为示出按本发明配置的的面向用户的光传输系统。这种系统包括：一个具有一个交换器22和一个COT传输装置23的交换机21，一系列设置在远地的普通家用电话机或公用电话机24A-24N，若干个设置在远地的结构完全相同的RT传输装置25A-25N，以及若干个将设置在交换机内的COT传输装置23与各RT传输装置25A-25N分别相连的光传输线26A-26N。
RT传输装置25A是用户侧的一个传输装置，它包括用户电路组301-30n，第一多路合路/分路器401-40n，第二多路合路/分路器41，以及将电信号变换成光信号和将光信号变换成电信号的光传输单元42。RT传输装置25A所配合的那些远地电话机24A例如分为n个组，每组m个电话机。第一组中的m个电话机2411-241m接至第一用户电路组301，…，而第n组中的m个电话机24n1-24nm接至第n用户电路组30n。用户电路组301-30n各有m个与各自电话机配合的由用户电路、CODEC和信道单元(均未示出)组成的信道，通过信道单元与第一多路合路/分路器401-40n连接。用户电路组301-30n分别配有叉簧状态存储和发送单元341-34n，用来存储各电话机的挂机/摘机状态和将这些状态发送给交换机21。
第一多路合路/分路器401-40n对m个信道中最多32个正在通信的信道的64Kbps数字信号进行时分多路(m≤32)合并，将合并得到的多路复用信号2Mbps数字信号送至信号线L1-Ln。第二多路合路/分路器41再将各组的第一多路合路/分路器401-40n通过信号线L1-Ln送来的2Mbps时分多路复用数据多路合并成例如34Mbps或150Mbps数据(这里假设为34Mbps数据)，通过光传输单元42送至光传输线26A。应当指出的是，光传输单元42在帧开始的适当位置(如帧头)中插入来自叉簧状态存储和发送单元341-34n的指示各电话机挂机/摘机状态的信息后再行发送。
此外，从交换机21通过光传输线26A和光传输单元42送来的34Mbps时分多路复用数据由第二多路合路/分路器41多路分路为2Mbps时分多路复用数据，分别送至各组的第一多路合路/分路器401-40n。各组的第一多路合路/分路器401-40n将2Mbps时分多路复用数据变换成最多为32个信道的64Kbps数字信号送至用户电路组301-30n。结果，这些数字信号经规定的信道单元送入CODEC，变换成模拟信号后通过用户电路送入电话机。
COT传输装置23是交换器侧的一个传输装置，它包括k个执行单极性/双极性变换以及插入和抽出各种控制数据的信道单元511-51k。如果以N表示接至交换机21的RT传输装置25A-25N的数目，n表示每个RT传输装置中的组数，而k表示交换机中的信道单元数，那么这种结构可以使k＜N·n。也就是说，信道单元数k小于总的组数N·n。
COT传输装置23还包括：分别与光传输线26A-26N连接的光传输单元52A-52N，用来将光信号变换成电信号和将电信号变换成光信号；以及多路合路/分路器53A-53N，用来将来自RT传输装置25A-25N的34Mbps高速时分多路复用数据多路分路为各组的2Mbps时分多路复用数据送至线L11-L1n，…，LN1-LNn，和将来自交换器侧的2Mbps时分多路复用数据多路合并成34Mbps高速时分多路复用数据。多路合路/分路器53A的输出线L11-L1n上的各组的2Mbps时分多路复用数据与RT传输装置25A中第一多路合路/分路器401-40n送到输出线L1-Ln上的各组的2Mbps时分多路复用数据一致。因此，如果第一组中没有任何电话机在通信，那就没有数字信号输出到输出线L11上。同样，如果第二至第n组中都没有任何电话机在通信，那就没有数字信号输出到输出线L12-L1n上。
COT传输装置还包括一个连接电路54，用来将N×n条线L11-LNn中那些实际发送多路合路/分路器53A-53N所分出的2Mbps时分多路复用数据的线接至信道单元511-51k中的未用信道单元。连接控制器55根据来自RT传输装置25A-25N的电话机叉簧状态信息控制连接电路54，将线L11-L1n，…，LN1-LNn中那些与有用户终端处于摘机状态的组相应的线接至信道单元511-51k中的未用信道单元。
指示构成各组的这些电话机挂机/摘机状态的叉簧状态信息从RT传输装置25A-25N发送给连接控制器55。连接控制器55逐组确定是否有用户终端处于摘机状态，将N×n条线L11-LNn中那些与有用户终端处于摘机状态的组相应的线接至未用信道单元，将这些未用信道单元改为在用信道单元。这样，有用户终端处于摘机状态的组的2Mbps时分多路复用数据就通过连接电路54和信道单元进入交换器22。如果连接控制器55已经将规定的线L11-LNn与信道单元连接，连接控制器55就保持这路连接，直至与线相应的组中的所有电话机全都挂机。在所有电话机全都已挂机时，连接控制器55就撤消这路连接，将断开的信道单元恢复为未用信道单元。(B)RT传输装置
图2为示出RT传输装置结构的方框图。与图1中所示相同的部分用相同的标号标示。与图1不同的是本图详细地示出了用户电路组301的结构。用户电路组301包括与电话机2411-241m配合的用户电路3111-31m，用来为电话机2411-241m提供通信电流和检测电话机的挂机/摘机状态。每个用户电路包括一个由检测叉簧开关FS通断的继电器构成的摘机传感器31a和一个信道电流提供单元31b。CODEC3211-321m将来自电话机的语音信号变换成64Kbps数字信号和将来自光传输线侧的64Kbps数字信号变换成模拟信号。信道单元3311-331m用来执行单极性/双极性变换以及插入和抽出各种控制数据。CODEC 3211-321m将来自电话机2411-241m的语音信号变换成64Kbps数字信号，经信道单元3311-331m送至第一多路合路/分路器401。此外，CODEC 3211-321m还将第一多路合路/分路器401经信道单元3311-331m送来的数字信号变换成模拟信号，经用户电路3111-311m送至电话机2411-241m。
分别为各组配置的叉簧状态存储和发送单元341-34n各有一个存储本组各电话机的挂机/摘机状态的存储器MM和一个将所存储的电话机挂机/摘机状态发送到交换机2的COT传输装置的叉簧状态发送单元FSS。图3示出了存储在存储器MM内的各叉簧状态的一个例子。叉簧开关通断状态(“1”为摘机，“0”为挂机)按用户号码(电话机号码)存储。叉簧状态发送单元FSS将电话机叉簧开关通断状态发送给交换机，作为叉簧状态信息。(C)COT传输装置
图4为示出COT传输装置的结构的方框图。与图1中所示相同的部分用相同的标号标示。与图1不同的是本图详细地示出了连接控制器55的结构。
连接控制器55包括：一个接收RT传输装置发送的每个组中的电话机的叉簧状态信息的数据接收器55a；一个分析构成这些组的电话机中是否有电话机处于摘机状态的数据分析器55b；以及一个存储指示信道单元511-51k与发送各组2Mbps时分多路复用数据的输出线L11-L1n，…，LN1-LNn之间的连接状态的矩阵的存储器55c。
图5为用来说明这个矩阵的示意图。在垂直方向列出的是发送2Mbps时分多路复用数据的线L11-L1n，…，LN1-LNn，而在水平方向列出的是信道单元511-51k。如果线L1n已接至信道单元51i，就将“1”存储在矩阵的相应交叉点上。也就是说，如果一条线已与一个信道单元连接，就将“1”存储在矩阵中的相应交叉点上。否则就将“0”存储在交叉点上。因此，一个未被使用的信道单元的列将全为“0”。在构成一个组的电话机都处于挂机状态的情况下，与这个组相应的输出线的水平行将全为“0”。
再回到图4，连接控制55还包括一个连接指定单元55d，用来根据各组的电话机挂机/摘机状态和存储在存储器55c内的矩阵对连接电路54进行控制，指定所规定的2Mbps时分多路复用数据发送线L11-L1n，…，LN1-LNn与信道单元511-51k之间的连接关系。
图6为连接控制器55所执行的连接处理的流程图。
接收到在第i个远地地区的第j组(在第i个RT传输装置中的第j组)的挂机/摘机信息(步骤101)，连接控制器55确定在第i个远地地区的第j组电话机是否全都处于挂机状态(步骤102)。如果在第i个远地地区的第j组电话机全都处于挂机状态，连接控制器55就使矩阵中输出线Lij的水平行全为“0”，控制连接电路54，使输出线Lij与任何信道单元之间的连接断开(步骤103)。
然而，如果在步骤102发现并非所有电话机全都处于挂机状态，即至少有一个电话机处于摘机状态，连接控制器55就确定输出线Lij是否已接至某个信道单元(步骤104)，如果是，就结束处理。
但是，如果输出线Lij还没有接至任何信道单元，连接控制器55就从矩阵找出一个未用的信道单元，控制连接电路54，使输出线Lij接至这个信道单元(步骤105)。
然后，连接控制器55将“1”写入矩阵的输出线Lij和所连接的信道单元之间的交叉点上(步骤106)。然后，连接控制器55再重复上述处理。(D)COT传输装置的另一种结构
在上述COT传输装置中，2Mbps时分多路复用数据发送线L11-L1n，…，LN1-LNn与各信道单元之间的连接是根据各组中的电话机挂机/摘机状态实时控制的。然而，也能采用这样的结构：事先测定在一些时间(每小时，每天，每月)内话务量随时间变化的情况，根据这种话务量随时间变化的情况确定每个时刻分配给RT传输装置25A-25N的信道数，以及根据确定的信道单元数控制2Mbps时分多路复用数据发送线L11-L1n，…，LN1-LNn与信道单元511-51k之间的连接。
图7为示出在这种情况下的COT传输装置的结构的方框图。与图1中所示相同的部分用相同的标号标示。如图7所示，COT传输装置23包括一个统计处理单元61，用来计算事先在一些时间(每小时，每天，每月)内测定的话务量和根据话务量随时间变化情况确定每个时刻分配RT传输装置25A-25N的信道单元数。统计处理器61包括话务计数器61a、定时器61b、存储器61c和设置单元61d。
根据数据分析器55b输出的指示每个组内的摘机电话机数的信号，话务计数器61a计算出在一段时间(如一天)内每个RT传输装置的话务量(属于一个安装在某个远地区域的RT传输装置的各用户所打的电话量)，将结果存入存储器61c。图8示出了接至设置在住宅区的RT传输装置25A的用户在一天内每个小时的平均话务量，而图9示出了接至设置在办公区的RT传输装置25N的用户在一天内每个小时的平均话务量。这两个图表明电话线路占用的时间是不同的，傍晚以后家人聚集在家里，住宅区电话占用时间就多些，而在白天办公区使用电话的就比较多了。
这表明，在白天可以减少分配给RT传输装置25A的信道单元数，在傍晚可以减少分配给RT传输装置25N的信道单元数，而在深夜分配给这两个RT传输装置的信道单元数都可以减少。因此，设置单元61d根据存储在存储器61c内的在一天内话务量随时间变化的情况确定每个时刻分配给RT传输装置25A-25N的信道单元数，命令连接控制器55连接2Mbps时分多路复用数据发送线L11-L1n，…，LN1-LNn和信道单元511-51k。据此，连接控制器55控制连接电路54，使2Mbps时分多路复用数据发送线接至信道单元。
例如，如果RT传输装置25A需要n个2Mbps信号而RT传输装置25N需要一个2Mbps信号，发送线L11-L1n，…，LN1-LNn与信道单元511-51k就像图7中实线所示的那样连接。然后，如果在一定时间后从实线所示状态要变为RT传输装置25A需要一个2Mbps信号而RT传输装置25N需要n个2Mbps信号，发送线L11-L1n，…，LN1-LNn与信道单元511-51k将像图7中虚线所示那样连接。
因此，可以用单个COT传输装置23为N个RT传输装置25A-25N提供服务，而这个COT传输装置内的这些信道单元构成了可由这些RT传输装置共享的硬件。
虽然在以上说明中是用光传输线作为传输线的，但本发明并不局限于使用光传输线。
因此，按照本发明，一个处在用户侧的传输装置以每个组为基础多路合并数字信号，再将所得的每个组的多路复用数据时分多路合并后送至处在交换器侧的一个传输装置。交换器侧的这个传输装置(1)将来自用户侧的每个传输装置的高速时分多路复用数据多路分路为以每个组为基础的时分多路复用数据；(2)根据来自用户侧的每个传输装置的话务状态信息，标识有用户终端处于摘机状态的组；(3)将与这种组相应的时分多路复用数据发送线接至未使用的信道单元；以及(4)将这种组的时分多路复用数据通过规定的信道单元输入交换器。这样就可以减少设置在一个交换机内的信道单元的数目，从而能减小通信系统和交换机的体积，降低通信系统和交换机的成本。
此外，按照本发明，交换器侧的传输装置可以事先以统计方式获得通过用户侧每个传输装置的话务量随时间变化情况的信息，根据话务量随时间变化情况确定每个时刻分配给用户侧的各传输装置的信道单元的数目，再根据所确定的信道单元数进行连接控制，使这些信道单元与发送来自用户侧各个传输装置的以每个组为基础的时分多路复用数据的发送线连接。这样就可以减少设置在交换机内的信道单元的数目，从而能减小通信系统和交换机的体积，降低通信系统和交换机的成本。
由于根据本发明的精神在本发明的范围内能以种种不同方式实施方式来实现本发明，因此应该理解本发明并不局限于一些特定的实施例，本发明的专利保护范围仅由所附权利要求书限定。