專利名稱：可切換多脫離視頻分配系統(tǒng)的制作方法
本申請要求在1996年7月16日遞交的、名稱為“視頻分配系統(tǒng)-下一代”、序列號為60/013513的待審美國初步專利申請的權(quán)益。
本發(fā)明一般來說涉及通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，在這些節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以被抽取、改變或修改。更特別地說，本發(fā)明涉及在一個(gè)視頻傳輸路徑的每一節(jié)點(diǎn)選擇控制數(shù)據(jù)發(fā)送器/接收器，例如視頻攝像機(jī)和/或監(jiān)視器，使得這些視頻設(shè)備可以被選擇地啟動(dòng)或關(guān)斷，從而優(yōu)化視頻傳輸系統(tǒng)的帶寬使用。
高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)為傳遞聲音、數(shù)據(jù)和其它信息而得到高度發(fā)展和精確化。視頻信號傳輸也是高度發(fā)展的技術(shù)，無論是模擬信號還是數(shù)字信號。無論傳輸靜止的還是運(yùn)動(dòng)的視頻圖象，均需要傳遞相當(dāng)大數(shù)量的信息。現(xiàn)在的技術(shù)可用于傳輸較少頻道的視頻信息而不致過分復(fù)雜或昂貴。包括視頻信號在內(nèi)的模擬信號的數(shù)字化，發(fā)展相當(dāng)成熟。的確，數(shù)字壓縮技術(shù)發(fā)展到了能將數(shù)字信號壓縮到非常低的帶寬，以優(yōu)化傳輸系統(tǒng)的使用。數(shù)字視頻信號的壓縮允許在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳輸系統(tǒng)上低成本、高效地傳輸視頻信息。這樣的傳輸系統(tǒng)可以在同樣的傳輸系統(tǒng)上運(yùn)載聲音和數(shù)據(jù)信號以及視頻信號，而不需要更大或不同類型的系統(tǒng)。
使用光信號傳輸數(shù)字信號是一種新興技術(shù)，主要由于高速傳輸介質(zhì)。此外，數(shù)字信號的光纖傳輸與標(biāo)準(zhǔn)銅雙絞線對或同軸電纜相比具有某些內(nèi)在優(yōu)點(diǎn)，比如壽命長，不需使用中繼器或發(fā)生器而能傳輸較長距離，更不容易受電磁干擾。盡管數(shù)據(jù)的數(shù)字化和壓縮會(huì)引入已知數(shù)量的信號失真，但是壓縮數(shù)字信號在光纖系統(tǒng)上傳輸不再增加失真。的確，光纖的距離和脫離(drop)的數(shù)目不再影響信號質(zhì)量。這允許在傳輸網(wǎng)絡(luò)中的任何地方監(jiān)視視頻信號而不影響視頻信號的質(zhì)量。這樣視頻信號可以更有效地在管理或控制室以及在專用監(jiān)視站得到監(jiān)視。
諸如JPEG和MPEG這樣的新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)允許全運(yùn)動(dòng)視頻在低至384千位/秒的帶寬下傳輸。帶寬條件影響視頻質(zhì)量，較高帶寬提供較好質(zhì)量。較高質(zhì)量的視頻現(xiàn)在可以以低至2兆位/秒的帶寬傳輸。這種信號很容易按諸如DS-1、E1、幀中繼和ATM等標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議運(yùn)載。由公共通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載的視頻信號允許從世界上任何遠(yuǎn)程位置監(jiān)視一臺(tái)攝像機(jī)，只要那里能夠訪問可靠的公共通信網(wǎng)絡(luò)。
同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)傳輸系統(tǒng)正被結(jié)合到世界范圍基礎(chǔ)上的所有主要的公共電信傳輸網(wǎng)絡(luò)。在歐洲，相應(yīng)于SONET的系統(tǒng)稱為同步數(shù)字層次(SDH)系統(tǒng)。光信號的SONET傳輸根據(jù)一個(gè)公知的協(xié)議進(jìn)行。隨著高效視頻壓縮技術(shù)和SONET/SDH的世界數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)的啟用，視頻信息可以以視頻工業(yè)界以前從未考慮過的方式分配。這些方法的產(chǎn)生是由于低成本的數(shù)字化和壓縮先前高帶寬的模擬信號。低成本壓縮連同SONET/SDH的新切換能力現(xiàn)在允許建立視頻信號的開關(guān)基分配系統(tǒng)。
當(dāng)前視頻分配或傳輸可以分為兩個(gè)基本組，亦即娛樂分配和視頻監(jiān)視。視頻信息的娛樂分配包括正常廣播和電纜電視系統(tǒng)，其中有較少數(shù)目的視頻頻道和大量監(jiān)視器或用戶。視頻監(jiān)視領(lǐng)域包括保安業(yè)，其中大量攝像機(jī)或視頻頻道由較少數(shù)目的監(jiān)視器或用戶監(jiān)視。保安是個(gè)廣義用法，包括遠(yuǎn)程監(jiān)視以獲取安全或運(yùn)行信息。視頻監(jiān)視領(lǐng)域包括遠(yuǎn)程監(jiān)視電力分配系統(tǒng)和管線，遠(yuǎn)程監(jiān)視航空、鐵路和高速公路運(yùn)輸系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程監(jiān)視大型設(shè)施，諸如機(jī)場、監(jiān)獄、制造設(shè)施、校園環(huán)境、政府設(shè)施等。


圖1表示在視頻分配領(lǐng)域用于切換大量攝像機(jī)的視頻信號到少數(shù)視頻監(jiān)視器的公知設(shè)備。多個(gè)視頻攝像機(jī)10以及關(guān)聯(lián)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)通過T1運(yùn)載線20連接數(shù)字化信號到在一個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)24上的各節(jié)點(diǎn)。從每一視頻攝像機(jī)10來的數(shù)字化的NTSC信號由各節(jié)點(diǎn)22壓縮并連接到按照SONET協(xié)議的兩光纖24a和24b。光纖24a被復(fù)制，以便同樣的信息在光纖24b上根據(jù)同樣的協(xié)議運(yùn)載，只是方向相反。圖1所示光網(wǎng)絡(luò)的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的性質(zhì)加強(qiáng)了該系統(tǒng)的可靠性。每一節(jié)點(diǎn)22、26和28可以包括許多視頻攝像機(jī)和關(guān)聯(lián)的接口，并具有傳遞數(shù)據(jù)和數(shù)字化聲音的能力。基節(jié)點(diǎn)30通過一個(gè)大的開關(guān)矩陣36連接視頻信號到一些監(jiān)視器。此外，雖然圖1示出4個(gè)節(jié)點(diǎn)，但是可以少或多，每個(gè)在地理上相隔可達(dá)100英哩左右。
SONET協(xié)議可以以不同方式運(yùn)行。OC-1方式包括具有總共810字節(jié)(例如通道)數(shù)據(jù)的一幀，其中27個(gè)字節(jié)是管理數(shù)據(jù)，剩余783字節(jié)可以用作有效載荷或數(shù)據(jù)。每一OC-1 SONET幀的循環(huán)周期是125微秒。OC-1方式是最通常的運(yùn)行方式，以51.84兆位/秒運(yùn)行。OC-3方式以155.52兆位/秒運(yùn)行，OC-12方式以622.08兆位/秒運(yùn)行，OC-48方式以2488.32兆位/秒運(yùn)行?？梢岳斫猓饫w載體運(yùn)行速度越高，每單位時(shí)間可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就越多，但是設(shè)備的成本和復(fù)雜性也相應(yīng)增加。SONET協(xié)議在下列兩文件中明確詳細(xì)定義，其一是貝爾考(Bellcore)性能說明“同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)傳輸系統(tǒng)；普通類準(zhǔn)則”，文獻(xiàn)號GR-253CORE,1995年12月，第二期，另一是“TR-NWT-000496SONET加入/脫離多路轉(zhuǎn)換器(SONET ADM)，類準(zhǔn)則”1992年3月，第三期，這兩篇文獻(xiàn)的內(nèi)容全部作為本說明的參考文獻(xiàn)。
圖1的視頻分配系統(tǒng)包括一個(gè)基節(jié)點(diǎn)，它具有從各種SONETVT通道檢索視頻信號的電路32。視頻信號由電路32解壓并作為基本NTSC視頻信號在各同軸線34上傳輸?shù)揭粋€(gè)開關(guān)矩陣36。以這種安排，如果該視頻分配系統(tǒng)有100臺(tái)視頻攝像機(jī)10，則將有100條視頻電纜34連續(xù)連接100個(gè)視頻信號通道到該矩陣36。矩陣36的功能是切換較少數(shù)目的監(jiān)視器38以便有選擇地在任何矩陣輸入34上顯示視頻信息。連接視頻監(jiān)視器38到開關(guān)矩陣36的線40是標(biāo)準(zhǔn)的同軸電纜。開關(guān)控制板42連接到計(jì)算機(jī)44，后者依次通過RS-232線46連接到開關(guān)矩陣36。開關(guān)矩陣36包括解碼RS-232線46上信號的電路和連接任一監(jiān)視器38到開關(guān)矩陣36的一個(gè)特定視頻輸入34的電路。開關(guān)控制板42可以是按鈕、開關(guān)或臺(tái)式計(jì)算機(jī)和相關(guān)的鼠標(biāo)，或其它設(shè)備。
圖1所示的常規(guī)視頻分配系統(tǒng)浪費(fèi)帶寬，因?yàn)槊恳粩z像機(jī)10的視頻信號都作為連續(xù)活動(dòng)信號連接到開關(guān)矩陣36的輸入，即使開關(guān)控制板42不選擇攝像機(jī)的視頻信號在監(jiān)視器38上觀看。如上所述，如果在該視頻分配系統(tǒng)中使用100臺(tái)攝像機(jī)的話，即使只有10個(gè)監(jiān)視器38同時(shí)使用，光網(wǎng)絡(luò)24也必須能夠同時(shí)處理100個(gè)視頻信號通道的帶寬。這一類系統(tǒng)通常稱為點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)，或“家運(yùn)行”系統(tǒng)，其中所有視頻信號從所有攝像機(jī)傳輸?shù)交?jié)點(diǎn)30?？梢岳斫?，視頻信號的傳輸，即使被壓縮，與其它數(shù)據(jù)和數(shù)字化聲音信息相比也需要相當(dāng)大的帶寬。鑒于在大多數(shù)傳輸系統(tǒng)中帶寬是有限的，傳輸介質(zhì)被快速地充分使用，因此，要么阻礙其它信息的通信，要么需要長期等待傳輸介質(zhì)的空閑時(shí)間。從前面的敘述中可以看到，需要有一種技術(shù)來減少對視頻分配系統(tǒng)中的帶寬要求而不限制其中使用的視頻攝像機(jī)的數(shù)目和靈活性。
另一需要是有一種視頻分配系統(tǒng)。其帶寬需求依賴于所用視頻監(jiān)視器數(shù)目而非所用攝像機(jī)數(shù)目。還需要一種技術(shù)，用于僅當(dāng)一個(gè)視頻攝像機(jī)被遠(yuǎn)程監(jiān)視器控制中心選擇時(shí)才在其節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)視頻攝像機(jī)視頻信號的傳輸。
本文公開了一個(gè)克服了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的問題和缺點(diǎn)的視頻分配系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選形式，監(jiān)視器和/或視頻攝像機(jī)以及其它設(shè)備可以連接到一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的每一節(jié)點(diǎn)，并在該節(jié)點(diǎn)切換，使得除非該視頻傳輸設(shè)備被驅(qū)動(dòng)，否則不需該傳輸介質(zhì)的任何帶寬。以這種安排，不需昂貴的大型視頻開關(guān)矩陣，從而產(chǎn)生更為經(jīng)濟(jì)的視頻分配系統(tǒng)，其中帶寬的使用最小，以便可以容納更多系統(tǒng)用戶或訂戶。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特征，提供從任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過SONET網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)DSO通道到所有其它節(jié)點(diǎn)的通信。該通信包括目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)唯一地址、與該節(jié)點(diǎn)連接的設(shè)備的一個(gè)唯一地址和激活或去激活與該節(jié)點(diǎn)連接的設(shè)備的一個(gè)命令。在該光網(wǎng)絡(luò)的每一節(jié)點(diǎn)以及主節(jié)點(diǎn)，提供相互通信的電路以允許特定視頻攝像機(jī)開始在SONET幀的一個(gè)選擇的虛擬輔助(VT)通道傳輸視頻信息。因此，當(dāng)在控制中心希望連接例如視頻攝像機(jī)50與監(jiān)視器5時(shí)，則根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)協(xié)議，在SONET幀的一個(gè)指定字節(jié)或DSO通道位置，逐字節(jié)地傳輸一幀串行數(shù)據(jù)，供各節(jié)點(diǎn)使用。NMS協(xié)議包括一幀信息，包括(傳輸節(jié)點(diǎn)的)源地址和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和連接在該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上的視頻攝像機(jī)或其它設(shè)備的目的地址。NMS幀還包括許多命令信號，其由每一節(jié)點(diǎn)的電路解碼。當(dāng)攝像機(jī)50連接的節(jié)點(diǎn)接收唯一與攝像機(jī)50關(guān)聯(lián)的目的地址時(shí)，NMS幀數(shù)據(jù)的字節(jié)被順序地從SONET網(wǎng)絡(luò)檢索，解碼并用于控制該節(jié)點(diǎn)上的設(shè)備。NMS幀還包括指定應(yīng)該用攝像機(jī)50的壓縮視頻數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的SONET幀被選擇的VT通道的數(shù)據(jù)字段。以相似的方式，主節(jié)點(diǎn)也接收NMS幀以及它的地址，以便它能夠從選擇的SONET VT通道檢索攝像機(jī)50的視頻數(shù)據(jù)，解壓該視頻數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬視頻信號，并將其直接傳輸?shù)奖O(jiān)視器5。以這種方式，不需昂貴的大視頻開關(guān)矩陣，除非該視頻攝像機(jī)被選擇以其視頻信息驅(qū)動(dòng)SONET通道時(shí)才需要SONET帶寬。
每一SONET網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括雙重加入(ADD)和脫離(DROP)總線用于從指定SONET通道檢索數(shù)據(jù)或者把新數(shù)據(jù)加到SONET通道。每一節(jié)點(diǎn)通過NMS幀(在專用SONET DSO通道內(nèi)傳輸)接收命令，允許被尋址的視頻攝像機(jī)把其視頻信號加到指定的SONET VT通道?？梢詡鬏斊渌麼MS命令以停止攝像機(jī)向SONET網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸，從而提供攝像機(jī)在每一節(jié)點(diǎn)的切換能力。
在優(yōu)選實(shí)施例中，全運(yùn)動(dòng)視頻在一個(gè)SONET VT通道內(nèi)傳輸，而NMS命令圍繞SONET網(wǎng)絡(luò)以SONET幀內(nèi)的一個(gè)DSO字節(jié)連接。以這種安排，可以控制位于各節(jié)點(diǎn)的一些監(jiān)視器和/或攝像機(jī)從SONET通道接收視頻數(shù)據(jù)，從而把同一視頻圖象提供給不同監(jiān)視器。
從下面對在附圖中表示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及其它實(shí)施例的更具體的敘述可明顯看出本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相似的參考字符一般指全部視圖中的同一部件、功能或元件，其中圖1是一般性方框圖，表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)視頻分配系統(tǒng)；圖2是一個(gè)方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的視頻分配網(wǎng)絡(luò)；圖3表示一個(gè)特定SONET幀協(xié)議的特性；圖4a表示根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)協(xié)議的一個(gè)多字段幀，其通過一個(gè)SONET DSO通道傳輸；圖4b表示一個(gè)模板結(jié)構(gòu)，它定義圖4的NMS協(xié)議的數(shù)值字段中的數(shù)據(jù)類型；圖5以方框圖形式表示在SONET網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)雙重加入和脫離總線背板之間的一個(gè)光學(xué)控制接口，其提供與其它節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)備的連接；
圖6是圖5的光總線控制器模塊的詳細(xì)方框圖；圖7-9是表示在SONET字節(jié)和對該SONET視頻分配系統(tǒng)每一節(jié)點(diǎn)內(nèi)公共的加入和脫離總線之間定時(shí)的電氣波形；圖10是一個(gè)視頻模塊接口的詳細(xì)方框圖；圖11是本發(fā)明的視頻分配系統(tǒng)的操作員控制中心的詳細(xì)方框圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的視頻分配系統(tǒng)的一般化方框圖。雖然光介質(zhì)24包括反方向轉(zhuǎn)動(dòng)光纖線24a和24b，但是光網(wǎng)絡(luò)的雙重特性不是本發(fā)明的操作所必需。為可靠起見，每一光纖線24a和24b載有按照SONET協(xié)議同樣的信息，不過這種信息在相反方向上傳輸。另外，雖然光網(wǎng)絡(luò)表示為一個(gè)回路，但是本發(fā)明用一根或多根線性光纖線同樣有效。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的原理和概念可以應(yīng)用于對使用非光纖傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行切換。
沿光網(wǎng)絡(luò)24希望位置處放置的是用參考數(shù)字50-57表示的一些節(jié)點(diǎn)。雖然示出8個(gè)節(jié)點(diǎn)，但是可以使用任何數(shù)目的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間隔范圍在1英尺到100英哩。每一個(gè)這樣的節(jié)點(diǎn)包括SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器(mux/demux)設(shè)備用于通過SONET幀接收數(shù)據(jù)或者多路轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到一個(gè)SONET幀的不同字節(jié)。雖然多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器設(shè)備50被稱作主單元，它連接到一個(gè)操作員控制中心(OCC)，該OCC具有多個(gè)監(jiān)視器38，在每一位置有一個(gè)視頻攝像機(jī)選擇控制板，一個(gè)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)，但是任何SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)51-57可以與OCC節(jié)點(diǎn)50并行提供功能，或?qū)ζ涮峁└郊庸δ?。根?jù)本發(fā)明的一個(gè)重要特征，監(jiān)視器設(shè)備38、攝像機(jī)選擇面板42和中央視頻控制處理器44用于本發(fā)明的視頻系統(tǒng)時(shí)不需要任何軟件或硬件修改。
每一SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)50-57都包括一個(gè)第一光總線控制器58，它為一條光纖線24a提供光I/O端口。第二光總線控制器60包括用于與其它光纖線24b連接的光I/O端口。在SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)53要裝備多個(gè)視頻攝像機(jī)101-105的場合，提供一個(gè)用于編碼和壓縮的視頻模塊62以便從各個(gè)攝像機(jī)10接收NTSC視頻數(shù)據(jù)，壓縮這些數(shù)據(jù)并允許被壓縮的視頻數(shù)據(jù)插入SONET幀的一個(gè)指定的VT通道。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選形式，每一視頻模塊62可以容納直到8個(gè)視頻攝像機(jī)，在任一時(shí)刻有兩個(gè)是活動(dòng)的。雖然所示視頻攝像機(jī)10連接到視頻模塊62，但是在實(shí)際中，這些攝像機(jī)遠(yuǎn)離SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)53。視頻信號通過同軸電纜或視頻調(diào)制解調(diào)器或相似的線傳輸?shù)皆摴?jié)點(diǎn)的視頻模塊62。這樣，每一攝像機(jī)101-105彼此可以相隔一英哩左右，并通過各種類型的傳輸線連接到SONET節(jié)點(diǎn)53。
SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)52可以通過一個(gè)或多個(gè)電話64容納話音通信。話音信號由常規(guī)編碼譯碼器轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式并傳輸?shù)絊ONET幀選擇的DSO通道。電話接口電路66用作接合電話64的話音信號以便在光網(wǎng)絡(luò)24上傳輸?？梢酝ㄟ^調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等連接一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)68到一個(gè)數(shù)據(jù)接口電路70，后者也可以是SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)51的一部分。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號可以通過SONET幀選擇的字節(jié)插入SONET網(wǎng)24或從SONET網(wǎng)絡(luò)24檢索。具有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)可以通過一個(gè)RS-232線連接到任何節(jié)點(diǎn)以傳遞MNS信號到總線控制器模塊和配置該節(jié)點(diǎn)的電路，或經(jīng)由SONET環(huán)連接到任何別的節(jié)點(diǎn)的電路。
實(shí)用中，SONET多路轉(zhuǎn)換器/去多路轉(zhuǎn)換器節(jié)點(diǎn)50-57包括有多個(gè)電路板插槽和模塊可插入其間的各設(shè)備架，以便連接一個(gè)脫離和加入總線背板。每一節(jié)點(diǎn)50-57包括兩個(gè)光總線控制器58和60，以及上述任何其它類型的設(shè)備接口電路的混合和匹配。的確，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人可能愿意開發(fā)另外的節(jié)點(diǎn)接口電路來用SONET網(wǎng)絡(luò)24傳輸和接收數(shù)字信號。
OCC即主節(jié)點(diǎn)50有多個(gè)操作員位置，標(biāo)號70和72表示的兩個(gè)位置，每一個(gè)具有各自的監(jiān)視器38、攝像機(jī)選擇控制器42和給各操作位置的設(shè)備提供預(yù)設(shè)定功能的設(shè)備74。在實(shí)際中，每一操作員位置包括多個(gè)視頻監(jiān)視器用以監(jiān)視由遠(yuǎn)程攝像機(jī)攝取的多個(gè)場景。在位置70的操作員可以用位置監(jiān)視器38觀看由連接到該系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的任一視頻攝像機(jī)10提供的靜止或運(yùn)動(dòng)視頻圖象。操作員可以操作在該位置的控制器42以選擇不同的視頻攝像機(jī)在監(jiān)視器38上顯示各自的視頻圖象。另外，預(yù)設(shè)定控制器74用于自動(dòng)預(yù)設(shè)定各個(gè)控制器和監(jiān)視器圖象參數(shù)為預(yù)先定義的條件。第二操作員位置72類似裝備。
給OCC節(jié)點(diǎn)50配有一個(gè)視頻模塊，它被配置為解碼器，用于從SONET網(wǎng)絡(luò)24接收視頻信號并分別把視頻信號顯示為位置70和72的視頻圖象。
位置控制器42和預(yù)設(shè)定器74可由位置操作員操作以控制監(jiān)視器38上呈現(xiàn)的視頻圖象。位置控制器和預(yù)設(shè)定器連接在中央視頻控制處理器44的各端口。當(dāng)選擇不同的攝像機(jī)時(shí)，或不同的帶寬或其它準(zhǔn)則，這樣的信息從位置控制器42連接到中央控制處理器44的各端口。中央控制處理器44處理這樣的信息。將其轉(zhuǎn)變串行格式，以便在RS-232線46上傳輸給OCC節(jié)點(diǎn)50。OCC節(jié)點(diǎn)50內(nèi)的處理器變換RS-232數(shù)據(jù)為串行NMS協(xié)議以便通過順序SONET幀的一個(gè)預(yù)定義字節(jié)傳輸?shù)较到y(tǒng)中的各節(jié)點(diǎn)。在RS-232上傳輸?shù)母袷交騾f(xié)議一般對視頻設(shè)備是本地的，必須由節(jié)點(diǎn)電路轉(zhuǎn)換為NMS協(xié)議。不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換是在編程在節(jié)點(diǎn)總線控制器模塊內(nèi)的軟件中執(zhí)行的。NMS協(xié)議包括不同級的目的地址，以便與一個(gè)特定節(jié)點(diǎn)設(shè)備或電路通信。另外，每一操作員位置的位置控制器42包括一個(gè)操作桿(未示出)，以控制視頻攝像機(jī)的擺動(dòng)，傾斜和縮放(PTZ)功能。在每一操作員位置產(chǎn)生的PTZ數(shù)據(jù)由中央視頻控制處理器44處理，并通過RS-232線46連接到OCC節(jié)點(diǎn)。然而，PTZ數(shù)據(jù)不通過NMS協(xié)議繞SONET網(wǎng)絡(luò)24傳輸，而以另外的SONET幀字節(jié)傳輸。PTZ數(shù)據(jù)不由每一節(jié)點(diǎn)處理，而僅通過各節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)脚c各視頻攝像機(jī)關(guān)聯(lián)的PTZ設(shè)備。如上所述，圖2所示的視頻分配系統(tǒng)不需要昂貴的大視頻開關(guān)矩陣，而中央視頻控制處理器44和在各操作員位置的設(shè)備不需修改就能用于本發(fā)明。
圖3表示一個(gè)SONET OC-1幀的基本協(xié)議。整個(gè)OC-1幀包括在125.0微秒的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的810個(gè)字節(jié)。因此每一字節(jié)的時(shí)間片為155.32毫微秒。SONET OC-1幀以3個(gè)字節(jié)開始，稱為A1、A2和C1，其為SONET的管理數(shù)據(jù)譯碼。第四字節(jié)表示為J1字節(jié)，它表示后繼字節(jié)組成第一個(gè)28字節(jié)的有效數(shù)據(jù)。在實(shí)際中，J1指針可以位于SONET幀的783個(gè)有效數(shù)據(jù)字節(jié)位置的任何地方，以指示后繼字節(jié)的確是有效數(shù)據(jù)的開始。第5-32字節(jié)組成28個(gè)VT通道，它們可以容納相應(yīng)28個(gè)不同節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)。SONET幀字節(jié)33組成一個(gè)固定的填充字節(jié)。字節(jié)34-61組成后繼28個(gè)VT通道?？梢岳斫猓?字節(jié)和第34字節(jié)組成由某個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備在SONET網(wǎng)絡(luò)的第一VT通道傳輸?shù)目偣?4字節(jié)中的頭兩個(gè)字節(jié)。字節(jié)62組成另一個(gè)H1填充字節(jié)，雖然沒有示出。在SONET幀第4和第90兩字節(jié)之間，為28個(gè)VT通道的每個(gè)傳輸3個(gè)字節(jié)。實(shí)用中，有效數(shù)據(jù)字節(jié)5-32、34-61和63-90用于VT通道管理數(shù)據(jù)。其余有效數(shù)據(jù)字節(jié)位置可以用于傳輸視頻數(shù)據(jù)的VT1.5通道。如果帶寬更高，例如VT2.0，每一視頻攝像機(jī)能分配到更多通道，則必須使用較少攝像機(jī)來配置每一節(jié)點(diǎn)來決定分配給每一監(jiān)視器的帶寬和特定的VT通道。除使用SONET幀容納監(jiān)視器的特定VT通道之外，SONET DSO通道可以分配給PCM話音通信、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和運(yùn)載NMS數(shù)據(jù)。雖然最多27個(gè)視頻監(jiān)視器可以同時(shí)使用一個(gè)OC-1 SONET幀的相應(yīng)的VT1.5通道，但是有24個(gè)DSO通道可以用于運(yùn)載其它數(shù)據(jù)字節(jié)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在系統(tǒng)配置時(shí)分配一個(gè)DSO通道為在SONET環(huán)中的每一節(jié)點(diǎn)運(yùn)載NMS協(xié)議。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人非常了解AS,SONET幀的DSO通道動(dòng)態(tài)分配，并可以根據(jù)SONET超級幀的V1和V2指針識(shí)別和解碼。
在圖3所示SONET幀的第二行，字節(jié)91-93稱為G1、C1和F1，它們和每一后繼行的頭3個(gè)字節(jié)一樣，又是管理數(shù)據(jù)字節(jié)。如圖3所示，9行的頭3個(gè)字節(jié)組成總共27個(gè)字節(jié)用作SONET幀的管理數(shù)據(jù)。后面的28個(gè)字節(jié)，亦即字節(jié)95-122組成運(yùn)載SONET幀中數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)字節(jié)。SONET幀的第二行包括兩個(gè)另外28字節(jié)位置用于運(yùn)載有效數(shù)據(jù)。的確，該SONET幀的其它各行各包括總共3個(gè)28字節(jié)的段用于運(yùn)載有效載荷數(shù)據(jù)。
以字節(jié)91、181、271…721開始的各對應(yīng)3個(gè)字節(jié)用于管理數(shù)據(jù)，不用于傳輸有效載荷數(shù)據(jù)。使用圖3所示的SONET OC-1幀協(xié)議，從字節(jié)位置95開始的28個(gè)VT通道每個(gè)各出現(xiàn)24次。這樣，每一節(jié)點(diǎn)設(shè)備可以在每一SONET幀內(nèi)傳輸24字節(jié)數(shù)據(jù)。雖然例示SONET幀表示第一有效載荷字節(jié)開始于字節(jié)位置5，緊接J1字節(jié)后出現(xiàn)，但是應(yīng)該理解，J1字節(jié)可以出現(xiàn)在該幀有效載荷部分的任何地方，指示下一字節(jié)是有效載荷數(shù)據(jù)的開始。還應(yīng)該注意，28個(gè)VT通道每個(gè)分為7組，亦即數(shù)據(jù)字節(jié)組95-98、99-102、103-106、107-110、111-114、115-118和119-122。每一組可以用作不同帶寬。這樣，SONET幀可以同時(shí)容納7個(gè)不同信號帶寬。如上所述，剩余DSO通道，除固定填充字節(jié)外，可以用于傳輸PCM話音信號、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)或系統(tǒng)用戶希望的任何其它數(shù)據(jù)。在對本發(fā)明的說明中參照的是圖3所示SONET OC-1幀。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域和SONET幀協(xié)議的人會(huì)理解在SONET總結(jié)構(gòu)中的管理數(shù)據(jù)字節(jié)的目的和功能。注意到下述一點(diǎn)是很重要的，一個(gè)DSO字節(jié)專用于運(yùn)載NMS協(xié)議。圖4a更詳細(xì)地表示NMS幀結(jié)構(gòu)。雖然NMS幀可以具有不同長度，但是很重要的一點(diǎn)是，如果一例NMS幀具有總長50字節(jié)的話，那么要用共50個(gè)SONET幀來順序運(yùn)載在一個(gè)SONET DSO字節(jié)位置的一個(gè)NMS幀字節(jié)。下面將要詳細(xì)敘述，從字節(jié)位置94開始的28個(gè)有效載荷數(shù)據(jù)字節(jié)每個(gè)可以用于運(yùn)載視頻數(shù)據(jù)、數(shù)字化話音數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)等。鑒于每一SONET幀以125微秒的時(shí)間周期出現(xiàn)，則每一字節(jié)位置的頻率是8kHz。換句話說，以8kHz速率采樣的話音信號可以被數(shù)字化后以SONET幀的一個(gè)單一字節(jié)位置傳輸。如果需要更大的帶寬，則可以使用多于一個(gè)的SONET幀字節(jié)來傳輸數(shù)據(jù)。例如，視頻信號一般在帶寬至少1.5MHz的介質(zhì)上傳輸。為以1.5兆位/秒的頻率傳輸SONET幀的數(shù)字化視頻信號，要使用24字節(jié)位置。因此，在以一個(gè)SONET OC-1幀傳輸一個(gè)攝像機(jī)的視頻字節(jié)時(shí)，要給該攝像機(jī)分配一個(gè)指定的VT通道，例如圖3的SONET幀。這種攝像機(jī)的數(shù)字化視頻字節(jié)將以SONET幀的24字節(jié)位置放置在VT通道內(nèi)，例如第一VT通道片內(nèi)。在以125微秒的周期傳輸24字節(jié)的視頻數(shù)據(jù)時(shí)，達(dá)到1.5兆位/秒的帶寬。此外，由于28個(gè)VT通道在SONET幀內(nèi)重復(fù)24次，因此能夠在一個(gè)SONET幀內(nèi)同時(shí)傳輸28通道的1.5兆位/秒連續(xù)數(shù)據(jù)。如果需要大于1.5兆位/秒的帶寬，那么可以編程一個(gè)視頻模塊或者配置一個(gè)視頻模塊，使得相關(guān)攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)放在28VT通道格式中多于一個(gè)字節(jié)位置處。雖然可以使用這種技術(shù)增加一個(gè)攝像機(jī)的傳輸帶寬，但是很明顯，使用SONET幀的其它設(shè)備的帶寬將相應(yīng)減少。用戶對SONET結(jié)構(gòu)的高帶寬需求，可以用更高速的SONET幀來滿足，例如OC-3、OC12或OC-48。雖然這里結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例敘述了SONET OC-1幀，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人容易理解，本發(fā)明的原理和概念可以同樣有效應(yīng)用于任何類型的SONET幀協(xié)議。
再次參考圖4a，圖中表示網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)協(xié)議的一幀80。如上所述，NMS80幀的連續(xù)字節(jié)以SONET幀的一個(gè)DSO字節(jié)位置傳輸。以這種方式，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以用在其中傳輸?shù)腘MS幀協(xié)議通過SONET幀彼此通信。NMS幀80包括一個(gè)頭標(biāo)字節(jié)82，它指示NMS幀或包80的開始。頭標(biāo)字段82中的值0×FE指示一個(gè)數(shù)據(jù)請求或控制請求。頭標(biāo)字段值0×80指示該包包括一個(gè)對0×FE包的數(shù)據(jù)或控制請求的響應(yīng)。頭標(biāo)字段值0×FD指示一個(gè)主動(dòng)通知消息。該通知消息包括數(shù)據(jù)和/或控制信息，通常用于傳達(dá)自動(dòng)保護(hù)開關(guān)信息。
NMS幀80包括一個(gè)消息網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽(MN)字段84。MN字段84組成由消息發(fā)生器使用的一個(gè)字節(jié)。該MN字段用于匹配對從開始節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請求包的響應(yīng)包。這一字節(jié)可以包括從0×00到0×FF的任一值。接收請求的節(jié)點(diǎn)必須在響應(yīng)包中返回該值。
下一NMS幀80包括4個(gè)目的地址字段，有網(wǎng)絡(luò)地址字段86、設(shè)備架地址字段88、卡地址字段90和一個(gè)輔助地址字段92。這4個(gè)目的地址字段中的每一個(gè)都包括一個(gè)信息字節(jié)。4字節(jié)卡的目的地址唯一地確定了SONET網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的特定模塊或電路。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)具有完全目的地址的包時(shí)，SONET網(wǎng)絡(luò)中的每一節(jié)點(diǎn)接收NMS幀80，解碼目的地址字段86-92，并且如果找到一個(gè)匹配的話，則解碼該幀的其余部分并相應(yīng)處理。更詳細(xì)地說，目的地址包括網(wǎng)絡(luò)地址(NA)字段86，其為一個(gè)無符號字節(jié)。NA字段86可以定義達(dá)254個(gè)子網(wǎng)組。值0×00和0×FE是通配符地址。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，用網(wǎng)絡(luò)地址字段86唯一地確定連接到SONET網(wǎng)絡(luò)的每一節(jié)點(diǎn)。設(shè)備架地址(SA)字段86唯一地標(biāo)識(shí)在各節(jié)點(diǎn)的設(shè)備架?？ǖ刂?CA)字段90唯一地標(biāo)識(shí)在SONET網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各設(shè)備架上的卡或模塊。如果一個(gè)模塊或卡使用多于一個(gè)的可標(biāo)識(shí)功能，則使用輔助地址(AA)92唯一地尋址卡上不同的子功能。
非常像目的地址字段86-92,NMS幀80包括運(yùn)載一個(gè)合成源地址的4個(gè)字段。源地址字段94-100每一個(gè)長為一字節(jié)，這些字段唯一地標(biāo)識(shí)NMS幀80的傳輸源。源地址包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址字段94，一個(gè)設(shè)備架地址字段96，一個(gè)卡地址字段98和一個(gè)輔助地址字段100。
NMS幀80的命令字段102長為一字節(jié)，它定義在節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)囊耘渲酶鞴?jié)點(diǎn)的各種功能的命令?？赡苡?56種不同類型的命令。命令字段102的值0×06指定讀設(shè)備架中卡的值。0×07命令指定往卡里寫一值，諸如開始使用一VT通道。0×0A命令指定往卡里寫字節(jié)塊。執(zhí)行0×0E命令的目的是更新卡上非易失存儲(chǔ)器。0×02命令涉及卡的忙狀態(tài)。
NDB字段104涉及一些將要在數(shù)據(jù)字段106中運(yùn)載的數(shù)據(jù)字節(jié)。正如其名字所指，數(shù)據(jù)字段106運(yùn)載與傳輸?shù)矫钭侄?02中的命令有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，如果要驅(qū)動(dòng)一個(gè)攝像機(jī)開始在SONET環(huán)上傳輸視頻數(shù)據(jù)，則將在命令字段102中傳輸0×07命令以指示寫卡，而數(shù)據(jù)字段106將包括指定一特定攝像機(jī)要連接到具有指定帶寬的指定VT通道的數(shù)據(jù)。在這點(diǎn)完成后，目的節(jié)點(diǎn)將作出應(yīng)答，表示這一動(dòng)作完成?？梢岳斫猓琋MS協(xié)議允許控制許多功能而無需傳輸大的數(shù)據(jù)串。還應(yīng)該注意，可以使用控制視頻設(shè)備的新命令，從而減少數(shù)據(jù)字段106中的字節(jié)數(shù)。例如，可以使用命令0×01驅(qū)動(dòng)一個(gè)視頻攝像機(jī)，以及可以使用0×02命令關(guān)閉一個(gè)視頻攝像機(jī)。
NMS幀80包括一個(gè)CHKSUM字段108。該字段保存該幀的檢驗(yàn)和。檢驗(yàn)和是對該幀的所有字節(jié)除其自身外計(jì)算的，亦即從頭標(biāo)到最后的數(shù)據(jù)字節(jié)。為計(jì)算檢驗(yàn)和，首先使和為0。然后把該幀從頭標(biāo)開始的每一字節(jié)相加，其和取255的模。然后取該和的二的補(bǔ)數(shù)，計(jì)算方法是將所有位反轉(zhuǎn)(得到1的補(bǔ)碼)后加1。
再次參考數(shù)據(jù)字段106，應(yīng)該注意，在數(shù)據(jù)字段106中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括一個(gè)兩字節(jié)的值標(biāo)識(shí)(VID)字段110和一個(gè)關(guān)于該VID的數(shù)據(jù)112。VID110涉及一個(gè)參數(shù)或功能，例如修剪(crop)、解析度、隊(duì)列、VT通道、攝像機(jī)激活、攝像機(jī)去激活等，它規(guī)定視頻攝像機(jī)的操作。如果VID110相應(yīng)于解析度，則關(guān)聯(lián)該VID數(shù)的數(shù)據(jù)112相應(yīng)于解析程度。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的每一卡包括一組數(shù)據(jù)。使用該數(shù)據(jù)報(bào)告警告條件和性能監(jiān)視以設(shè)定配置狀態(tài)，和一般控制卡的功能。使用一致的機(jī)制來管理這些稱為數(shù)值的數(shù)據(jù)片。
數(shù)值有4類，字節(jié)、字、長型數(shù)或字符串。卡中的每一數(shù)值由一個(gè)稱為VID110的唯一的兩字節(jié)整數(shù)稱謂。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)，諸如一個(gè)行業(yè)終端(craft terminal)或網(wǎng)絡(luò)管理員，請求卡的一個(gè)數(shù)值時(shí)，它使用VID110稱謂該數(shù)值。然后該卡返回這一數(shù)值。請求的系統(tǒng)也必需有該數(shù)值的一個(gè)模板。該模板通過說明其類型、長度、限制和其它重要信息來定義該數(shù)據(jù)。通常，請求者只獲得模板一次，存儲(chǔ)在本地以供后繼使用。
對于在數(shù)據(jù)字段112中的多字節(jié)數(shù)據(jù)(字、長型數(shù)、字符串)，這些字節(jié)最先為最高有效字節(jié)、最后為最低有效字節(jié)的順序傳輸。所有數(shù)據(jù)串以空字符結(jié)束。該空字結(jié)束符必須與串傳輸。空字結(jié)束符不算是模板中指定的最大長度的一部分。
模板定義數(shù)值中包含的數(shù)據(jù)類型。圖4b表示模板結(jié)構(gòu)113。模板113被同一VID114稱作其相聯(lián)數(shù)值。
模板開始于它定義的數(shù)值的VID114。定義串字段115包含類型信息。名字串字段116包含該數(shù)值的人讀名字。當(dāng)在行業(yè)終端或網(wǎng)絡(luò)管理員系統(tǒng)中顯示該數(shù)值時(shí)它常常使用。這兩個(gè)串必須以空字符結(jié)束。字段或定義串115如下定義。
SIGN(符號)字段117是任選項(xiàng)。它定義該數(shù)值是符號數(shù)還是無符號數(shù)。如果數(shù)值被定義為符號數(shù)，則在該位置放置一個(gè)ASCⅡ’-’(負(fù))號。在缺省情況，所有數(shù)值是無符號整數(shù)。在一個(gè)非整數(shù)類型前放一個(gè)’-’號無效果，被忽略。
TYPE(類型)，該字段需要。一數(shù)值可以定義為幾種類型之一。通過在該類型字段放其一字符名來選擇類型。下面的類型是B-字節(jié)，單字節(jié)整數(shù)，以基10(十進(jìn)制)格式顯示。
b-字節(jié)，單字節(jié)整數(shù)，以基16(十六進(jìn)制)格式顯示。
W-字，雙字節(jié)整數(shù)，以基10(十進(jìn)制)格式顯示。
w-字，單字節(jié)整數(shù)，以基16(十六進(jìn)制)格式顯示。
L-長型數(shù)，四字節(jié)整數(shù)，以基10(十進(jìn)制)格式顯示。
l-長型數(shù)，四字節(jié)整數(shù)，以基16(十六進(jìn)制)格式顯示。
S-字符串，變長、空字符結(jié)束的字符串。
T-時(shí)間，表示一個(gè)指定的時(shí)間和日期。時(shí)間等同于長型，只是在顯示時(shí)變換為日期/時(shí)間表示。該計(jì)量值精確到一秒。
P-精確時(shí)間，表示一個(gè)指定的時(shí)間和日期。精確時(shí)間使用表示精確到一秒的長型數(shù)和一個(gè)表示一秒的1/100的一個(gè)附加字節(jié)。
ACCESS(存取)字段119-該字節(jié)需要。它定義是否可以寫一數(shù)值。如果數(shù)值是只讀的，則在該字段放一字符“R”。如果數(shù)值可以讀寫，則在該字段放一字符“W”。
DECIMAL POINT(小數(shù)點(diǎn))字段121-該字段任選。它指示在顯示一個(gè)整數(shù)數(shù)值時(shí)向左移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)的十進(jìn)數(shù)的位數(shù)。該字段的有效數(shù)是ASCⅡ數(shù)字’1’到’9’。對于十進(jìn)制(基10)格式，用10的DECIMAL POINT次方除要顯示的整數(shù)。對于十六進(jìn)制(基16)格式，用16的DECIMAL POINT次方除它。該字段對所有非整數(shù)型無效。
CONSTRAINTS(限制)字段123-行業(yè)終端或網(wǎng)絡(luò)管理員系統(tǒng)在顯示或改變數(shù)據(jù)時(shí)使用該字段。該變長串對被定義的數(shù)值的內(nèi)容施加一定限制?？梢越o一個(gè)數(shù)值施加3種限制。每一數(shù)值只有一種限制。這3種限制是范圍，最大長度和枚舉，其定義如下。
RANGE(范圍)可以指定一個(gè)范圍以限制一個(gè)整數(shù)數(shù)值的合法范圍。該限制是一個(gè)只用于字節(jié)、字或長型數(shù)的值。用圓括號中由省略號隔開的數(shù)字對定義該限制。例如(0..255),(1..3)。
MAX-LENGTH(最大長度)這一限制只用于字符串。它設(shè)定字符串的最大長度。該最大限制長度不包括在所有字符串末尾需要的空字符結(jié)束符字節(jié)。用方括號內(nèi)指定的長度定義該限制。例如[10],[35]。
ENUMERATION(枚舉)該限制用于將一組名字與數(shù)值的合法整數(shù)關(guān)聯(lián)。用封在圓括號內(nèi)的枚舉規(guī)則定義該限制。枚舉的定義符合ANSIC中的枚舉規(guī)則?？梢允褂谩?′把一個(gè)數(shù)賦值給一個(gè)枚舉名。如果不用′=′，則第一名假定為數(shù)值0。下一未賦值的名取下一最高值，等等。在下面的第一個(gè)例子中，F(xiàn)ALSE賦值為數(shù)值0，而TRUE賦值給數(shù)值1。在第二個(gè)例子中，2賦值給GREEN，而3賦值給YELLOW。
例{FALSE,TRUE},{RED=1,GREEN,YELLOW},{MINE=2,YOURS=3,0URS=5}NULL FIELD(空字符字段)125-限制字符串必須以一個(gè)ASCⅡ空字符(0×00)結(jié)束。
名字串字段116含有任意可變長度、空字符結(jié)束的ASCⅡ字符串。該字符串常常緊鄰數(shù)值顯示。下面列出對所有卡共同的幾個(gè)數(shù)值。每一卡必須包括下面所有的VIDs。從0×0000到0×00FF的VIDs為該段保留。
0×0000,″BR″,″最高警告級″/*僅此卡有*/0×0001,″SR[10]″,″板類型″/*此卡有*/0×0002,″SR[50]″,″板說明″/*此卡有*/0×0003,″SR[20]″,″軟件部件#″ /*此卡有*/0×0004,″SR[10]″，″軟件版本#″/*此卡有*/0×0005,″TR″，″上一次起動(dòng)″ /*上一次起動(dòng)時(shí)間*/0×0006,″BR″，″槽號″ /*此卡所在槽號*/對命令“從卡讀數(shù)值”和“寫數(shù)值到卡”的常規(guī)節(jié)點(diǎn)請求和節(jié)點(diǎn)響應(yīng)表示在下面的表中。
命令0×06-從卡讀數(shù)值請求/從一個(gè)目標(biāo)卡返回一個(gè)數(shù)值或一列數(shù)值。每一卡包括一組包含配置、警告狀態(tài)、性能監(jiān)視數(shù)值等的變量。如上所述，每一數(shù)值由一個(gè)稱為VID110的整數(shù)標(biāo)識(shí)。返回的數(shù)值可以是一個(gè)字節(jié)、字、長型數(shù)或字符串。數(shù)值的模板113用于決定數(shù)值的類型，因而也確定數(shù)值的長度。
如果一卡不包含與被請求的VID匹配的變量，那么該VID不包含在對請求者返回的表中。在一些場合，這意味著響應(yīng)只包含命令號0×06。下表1表示典型的0×06請求。
表1請求

在命令字段102的第1字節(jié)有一個(gè)一字節(jié)命令0×06，指示要從一卡或一個(gè)模塊獲得一個(gè)數(shù)值。表1的下一行表示NBD字段104包含一個(gè)數(shù)字，它標(biāo)識(shí)在與該VID字段關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)字段106中的字節(jié)數(shù)，包括1字節(jié)的VID字段110和數(shù)值數(shù)據(jù)112。字節(jié)第2和第3相應(yīng)于兩個(gè)VID號碼。該VID號碼可以是相應(yīng)于VT通道、VT帶寬、攝像機(jī)關(guān)、攝像機(jī)開等的參數(shù)。對于由請求者希望的每一值，在數(shù)據(jù)字段112中有一個(gè)相應(yīng)的VID號碼。這些VID號碼在一個(gè)字符串中連在一起。
表2表示對表1所示請求的響應(yīng)。該響應(yīng)的命令字段102包含和請求中同樣的命令，亦即從卡命令0×06讀數(shù)值。表2所示下一字節(jié)是在數(shù)據(jù)字段106中的字節(jié)數(shù)。數(shù)據(jù)的第三和第四字節(jié)包含VID的最高有效位和最低有效位。第五字節(jié)包含相應(yīng)于VID#1的數(shù)據(jù)。本例中該數(shù)據(jù)包含一字節(jié)。第六和第七字節(jié)包含VID#2的最高有效位和最低有效位。表2的第八和第九字節(jié)表示用兩個(gè)字節(jié)返回VID#2的數(shù)據(jù)值。
表2響應(yīng)


通過從一個(gè)節(jié)點(diǎn)卡請求和返回?cái)?shù)值，可以決定攝像機(jī)正使用哪一個(gè)V T通道；監(jiān)視器正使用哪一個(gè)VT通道；視頻模塊是被配置為攝像機(jī)卡、監(jiān)視器卡還是兩者都是；總線控制器卡是被配置為主控器還是受控器；總線控制器卡中的彈性存儲(chǔ)器是否被激活；選擇了一個(gè)卡的哪一個(gè)或兩個(gè)攝像機(jī)等。
命令0×07-寫數(shù)值到一卡-寫一個(gè)數(shù)值或者一列數(shù)值到一個(gè)目標(biāo)卡。每一數(shù)值用一個(gè)整數(shù)標(biāo)識(shí)，稱為數(shù)值ID110。返回的數(shù)值可以是一字節(jié)、字、長型數(shù)或字符串。數(shù)值的模板113用于決定類型。
這些VIDs被返回到請求者。這用于應(yīng)答數(shù)值已由目標(biāo)卡接收。如果一卡不具有為一個(gè)特定VID定義的變量，那么該VID將不被包含在返回到請求者的表列中。下表3和表4表示一請求寫數(shù)值到一卡以及相應(yīng)的響應(yīng)。
表3請求


表4響應(yīng)

“寫數(shù)值到卡”的命令以和上述“從卡讀數(shù)值”的命令相似的方式執(zhí)行。然而，在寫一數(shù)值到卡時(shí)，卡的電路一般被重新配置為執(zhí)行一個(gè)功能或者驅(qū)動(dòng)一個(gè)設(shè)備。例如，相應(yīng)于攝像機(jī)激活的VID、相應(yīng)于一個(gè)VT帶寬的VID和相應(yīng)于一個(gè)VT通道的VID可以通過NMS幀80傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)。目的節(jié)點(diǎn)解碼目的地址，識(shí)別目的設(shè)備例如此例中的一個(gè)攝像機(jī)，解碼NMS幀80的其它字段以及驅(qū)動(dòng)被尋址的攝像機(jī)開始傳輸視頻數(shù)據(jù)到具有請求帶寬的指定VT通道。反過來，目的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)該請求，使得請求節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)應(yīng)答，告訴指定的動(dòng)作已執(zhí)行。通過傳輸一個(gè)具有同一VID，但字段112中的數(shù)據(jù)值指示該攝像機(jī)將停止在指定VT通道內(nèi)傳輸?shù)恼埱罂梢躁P(guān)斷指定的攝像機(jī)?？梢詡鬏敽罄^請求以將攝像機(jī)傳輸從一個(gè)指定的VT通道改變到一個(gè)不同的VT通道。通過使用圖4a和4b的NMS協(xié)議，可以控制節(jié)點(diǎn)設(shè)備保存SONET網(wǎng)絡(luò)的用途和帶寬。
為實(shí)現(xiàn)使用可在一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)切換驅(qū)動(dòng)視頻攝像機(jī)的SONET網(wǎng)絡(luò)的本發(fā)明，每一節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)帶一些電路卡或模塊的設(shè)備架。該設(shè)備架包括一個(gè)印刷線路背板，上面有一些連接電路模塊到一起的總線。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的每一設(shè)備架包括一對光總線控制器，每一個(gè)各自用于把光纖24a和24b接口到該節(jié)點(diǎn)的電路。圖5以方框圖的形式表示在這兩個(gè)光總線控制器、背板總線和視頻模塊卡之間的互連。圖中所示是兩個(gè)相同的光總線控制器120和122。光總線控制器120標(biāo)識(shí)為“工作”控制器，而另一控制器122稱為“保護(hù)”控制器。工作控制器120是在主光纖24a上傳輸SONET幀的主電路，而另一控制器122是為在另一光纖24b上復(fù)制該SONET幀的備份控制器。就功能來說，保護(hù)光總線控制器122以和工作光總線控制器120同樣的方式構(gòu)造和作用。換一種說法，電路模塊120和122在節(jié)點(diǎn)設(shè)備架的槽中可互換。因此，只解釋一個(gè)總線控制器的基本操作。
工作總線控制器120從其光輸入端口連接由下游光纖24a運(yùn)載的SONET幀。光總線控制器120變換該串行光信號為相應(yīng)電信號，并變換SONET幀的各位為一個(gè)脫離總線124上一個(gè)字節(jié)串行格式的輸出。脫離總線包括8個(gè)并行線用以運(yùn)載1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)、1個(gè)奇偶校驗(yàn)線、1個(gè)C1J1信號線、1個(gè)SONET有效數(shù)據(jù)封裝(SPE)線和1個(gè)傳輸塊信號線。傳輸塊信號線的字節(jié)頻率為154.32毫微秒。光總線控制器120有一個(gè)包含加入總線126的9位輸入端口。該加入總線126包括8位數(shù)據(jù)和一位加入信號線。下面將要詳細(xì)說明，加入信號線確定在脫離數(shù)據(jù)總線124上的一字節(jié)何時(shí)要被加入總線126上的一字節(jié)修改或者改變。一個(gè)加入總線字節(jié)作為一個(gè)新字節(jié)插入適當(dāng)?shù)拿撾x總線字節(jié)位置。光總線控制器120提供6.48MHz頻率的一個(gè)輸出參考時(shí)鐘128。以類似方式，保護(hù)光總線控制器122包括一個(gè)相似的脫離總線130和加入總線132。脫離總線130運(yùn)載由工作脫離總線124運(yùn)載的SONET幀的復(fù)制字節(jié)。加入總線132運(yùn)載相應(yīng)于在工作加入總線126上運(yùn)載的字節(jié)的復(fù)制字節(jié)。
光總線控制器120有一個(gè)I/O端口，運(yùn)載一個(gè)3位的NMS總線134。NMS總線134包括一根傳輸線、一根接收線和一根時(shí)鐘線。NMS總線134的功能是允許在連接到背板上的其它設(shè)備-諸如圖5所示的視頻模塊(編碼器)62或視頻模塊(解碼器)61-之間的通信。一個(gè)視頻模塊通過軟件方式，既可以配置為用作連接從一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)10到加入總線126和132的視頻信號的編碼器62，也可以配置為用作連接從脫離總線124和110到一個(gè)視頻監(jiān)視器38的信號的解碼器61。NMS總線134用于與模塊61、62、以及連接到背板上的其它模塊通信，以激活或禁止電路，指定要讀寫的特定VT通道等。
工作光總線控制器120通過NMS傳輸線136與保護(hù)光總線控制器122通信。以相似的方式，保護(hù)光總線控制器122通過NMS接收線138響應(yīng)或與工作總線控制器120通信。
最后，光總線控制器120包括一個(gè)串行輸入RS-232端口140，其由一個(gè)本地計(jì)算機(jī)用于編程或配置該節(jié)點(diǎn)的各種電路。加載到該計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件可以用于傳輸NMS幀到控制器120以配置其電路，或者由控制器120進(jìn)一步傳輸?shù)皆摴?jié)點(diǎn)的視頻或其它模塊用于其初始編程。另外，如果NMS幀80的目的地址不與計(jì)算機(jī)連接的節(jié)點(diǎn)匹配的話，則NMS幀80在SONET網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)DSO通道內(nèi)傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn)。保護(hù)光總線控制器122包括一個(gè)相似的RS-232端口140。
圖6以詳細(xì)方框圖形式表示光總線控制器120及其各種電路。如上所述，保護(hù)光總線控制器122同樣配置。光總線控制器120包括一個(gè)光/電接口150，它包括一個(gè)光檢測器電路152，用于變換在下游光纖24a上的輸入光信號為線156上相應(yīng)的串行電信號。串行數(shù)據(jù)線156上的電信號等同于串行下游光纖24a上的光信號。光/電接口150還包括一個(gè)激光驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)的電路154，用于變換線158上的串行電信號為在輸出下游光纖24a上的相應(yīng)光信號。接口150具有常規(guī)設(shè)計(jì)，其中激光驅(qū)動(dòng)器154包括本技術(shù)公知的溫度、校準(zhǔn)和其它補(bǔ)償電路。
包括810字節(jié)的每一SONET幀以串行形式經(jīng)由串行數(shù)據(jù)線156傳輸?shù)綍r(shí)鐘恢復(fù)電路160。時(shí)鐘恢復(fù)電路具有常規(guī)設(shè)計(jì)，用于為該SONET幀從串行電信號恢復(fù)時(shí)鐘信號。時(shí)鐘恢復(fù)電路160在輸出串行線162上提供完整SONET幀，并在線164上提供一個(gè)51.84MHz的接收時(shí)鐘信號。該頻率相應(yīng)于在SONET幀中接收的數(shù)據(jù)位的位速率。接收時(shí)鐘164連接到相鎖回路電路163和傳輸時(shí)鐘電路165，后者被激活以再生脫離總線124的傳輸時(shí)鐘線214上同樣的接收時(shí)鐘信號164。當(dāng)總線控制器配置為主控器時(shí)，接收和傳輸時(shí)鐘信號彼此獨(dú)立。接收時(shí)鐘和傳輸時(shí)鐘之間獨(dú)立的特性允許彈性存儲(chǔ)器186考慮沿SONET環(huán)的往返信號延遲，使得總延遲等于以500微秒發(fā)生的完整SONET超幀的倍數(shù)。
連接在線162上的信號和在線164上的接收時(shí)鐘信號連接到一個(gè)串并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路166。串并行轉(zhuǎn)換電路166被改造成適于處理SONET環(huán)信號，包括一個(gè)由總線182連接到處理器168的處理器接口。S/P轉(zhuǎn)換器電路166既可以使用由康涅狄格州Shelton市transwitch公司制造的集成電路TXC-03001，也可以使用德克薩斯州Addison市Gnubi通信公司制造的用于OC-3的PM5343-RI和PM5344-RI。應(yīng)該注意，這里提到的每一集成電路的所有印刷的數(shù)據(jù)頁都結(jié)合到本說明中作為參考，好象在這里完全敘述的一樣。S/P轉(zhuǎn)換器電路166包括一些解碼器和寄存器，用于解碼SONET幀的警告、狀態(tài)和其它信息的管理字節(jié)。在檢測到各種警告時(shí)，S/P轉(zhuǎn)換器電路166給處理器168提供中斷以處理SONET警告信號。S/P轉(zhuǎn)換器電路166在總線170上給一個(gè)可編程數(shù)組邏輯芯片172提供一個(gè)并行8位輸出。在最佳實(shí)施例中，PAL芯片172包括一個(gè)字段可編程門陣列芯片。除了在總線170上數(shù)據(jù)字節(jié)輸出外，S/P轉(zhuǎn)換器電路166還分別在線174、176和178上提供奇校驗(yàn)、C1J1和SPE信號。還在線180上提供兩位信號給PAL電路172，其由S/P轉(zhuǎn)換器電路166從SONET幀的H4管理數(shù)據(jù)位解碼。如上所述，這兩位的SONET H4字節(jié)確定SONET超幀的4幀中的哪一個(gè)當(dāng)前正被處理。最后，S/P轉(zhuǎn)換器電路166給處理器168提供串行線182用于運(yùn)載NMS幀80(圖4)。
PAL芯片172使用加里福尼亞州San Jose市Xilinx公司制造的集成電路XC5210PQ240。PAL電路172與彈性存儲(chǔ)器186關(guān)聯(lián)，后者在激活時(shí)提供在從S/P轉(zhuǎn)換器電路166到脫離總線驅(qū)動(dòng)器188傳輸SENET字節(jié)時(shí)的時(shí)間延遲。雖然本發(fā)明的SONET網(wǎng)絡(luò)中的每一節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)光總線控制器120，但是在該SONET網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)控制器其彈性存儲(chǔ)器186激活。在各節(jié)點(diǎn)的其它光總線控制器中，彈性存儲(chǔ)器186被禁止。彈性存儲(chǔ)器186的用途是防止SONET數(shù)據(jù)在短的或具有較少節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中丟失。鑒于需要125微秒來傳輸一個(gè)完全的OC-1 SONET幀，在短網(wǎng)絡(luò)或者具有較少節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，在SONET環(huán)中傳輸?shù)膸拈_始字節(jié)可能會(huì)在這種節(jié)點(diǎn)完成該幀全部字節(jié)傳輸前被同一傳輸節(jié)點(diǎn)接收。為防止在傳輸這種幀的節(jié)點(diǎn)中丟失接收到的開始字節(jié)，彈性存儲(chǔ)器186提供所需延遲以防止被傳輸幀的任何字節(jié)丟失。彈性存儲(chǔ)器186最好提供大約0-500微秒的延遲。
實(shí)用中，彈性存儲(chǔ)器186包括一個(gè)具有4K×8存儲(chǔ)能力的雙端口SRAM。彈性存儲(chǔ)器186包括足夠的可尋址位置以存儲(chǔ)4個(gè)SONET幀。SONET幀的每一字節(jié)從PAL芯片172的總線170運(yùn)載到彈性存儲(chǔ)器186的數(shù)據(jù)輸入端190和一個(gè)2∶1多路轉(zhuǎn)換器192的一個(gè)輸入端。除通過8位輸入190往存儲(chǔ)器中寫數(shù)據(jù)外，可以通過8位輸出端口194從存儲(chǔ)器186中讀數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器186的輸出通過總線212連接到2∶1多路轉(zhuǎn)換器192的另一輸入。多路轉(zhuǎn)換器的輸出包括一個(gè)連接到脫離總線驅(qū)動(dòng)器188的8位總線196。從PAL芯片172連接到彈性存儲(chǔ)器186的其它信號包括12位寫地址總線198、寫信號線200、12位讀地址總線202和讀信號線204。如果讀和寫地址不同，則彈性存儲(chǔ)器186可以同時(shí)被寫或讀。雖然沒有示出，但是彈性存儲(chǔ)器186被分為4個(gè)1K的段，每一段用于存儲(chǔ)一個(gè)超幀的SONET幀。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人公知，4個(gè)SONET幀組成一個(gè)超幀，H4管理數(shù)據(jù)字節(jié)的兩位定義超幀的哪一幀存在。因此，二位總線180連接使用的H4信號到PAL芯片172以識(shí)別彈性存儲(chǔ)器186的哪一段中要寫入SONET幀。
PAL芯片172包括一個(gè)寫地址計(jì)數(shù)器和一個(gè)讀地址計(jì)數(shù)器(未示出)，用于提供寫和讀彈性存儲(chǔ)器186的地址。寫計(jì)數(shù)器的地址和讀計(jì)數(shù)器的地址被偏置，以便提供指定的時(shí)延。該偏置相應(yīng)于主總線控制器120的接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘之間的時(shí)間差。應(yīng)該注意，接收時(shí)鐘用于寫SONET幀數(shù)據(jù)到彈性存儲(chǔ)器186，而發(fā)送時(shí)鐘用于從存儲(chǔ)器186讀這種數(shù)據(jù)。例如，在3幀往返延遲(375微秒)的場合，當(dāng)?shù)?SONET幀的字節(jié)正被寫入彈性存儲(chǔ)器186的第4段時(shí)，第一SONET幀的開始字節(jié)正從第一存儲(chǔ)器段讀出。應(yīng)該注意，彈性存儲(chǔ)器186的寫和讀速率相同，但是寫和讀計(jì)數(shù)器的地址偏置到這種程度，使得總SONET往返延遲等于125微秒的1、2、3等倍。PAL電路172中的寫地址計(jì)數(shù)器和讀地址計(jì)數(shù)器以順序方式遞增，指定地址被偏置，并在運(yùn)行時(shí)保留這樣的偏置。應(yīng)該注意，使用如上所述的彈性存儲(chǔ)器技術(shù)提供SONET環(huán)網(wǎng)絡(luò)中的延遲已經(jīng)是現(xiàn)有技術(shù)的一部分。
如上所述，光總線控制器120可以配置為激活或禁止彈性存儲(chǔ)器186，從而分別提供或消除該模塊的延遲能力。實(shí)用中，一個(gè)光總線控制器模塊(對)在SONET光纖環(huán)中激活，而連接到該光纖的所有其它的彈性存儲(chǔ)器將被禁止。彈性存儲(chǔ)器186的激活和禁止是通過施加在數(shù)據(jù)總線多路轉(zhuǎn)換器192的控制線210上的一個(gè)軟件控制的信號實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)多路轉(zhuǎn)換器192被激活，SONET幀穿過彈性存儲(chǔ)器186，被連接到總線212上的多路轉(zhuǎn)換器192，并從總線196上的多路轉(zhuǎn)換器輸出。相應(yīng)地，SONET幀在寫入和隨后讀出彈性存儲(chǔ)器186的過程中經(jīng)歷一個(gè)延遲。當(dāng)多路轉(zhuǎn)換器192被禁止時(shí)，在總線170上運(yùn)載的SONET幀字節(jié)通過該多路轉(zhuǎn)換器被傳遞到總線196。當(dāng)總線多路轉(zhuǎn)換器192被禁止時(shí)，PAL芯片172中的電路也使線164上的接收時(shí)鐘與線214上的發(fā)送時(shí)鐘同步地再生。連接到多路轉(zhuǎn)換器192的控制線210上的激活信號是具有兩狀態(tài)的鎖定信號，一個(gè)狀態(tài)用于連接輸入總線212上的信號到多路轉(zhuǎn)換器輸出總線196，另一狀態(tài)用于連接另一輸入總線170到多路轉(zhuǎn)換器輸出總線196。控制線210上信號的狀態(tài)在配置光總線控制器120期間可被置于邏輯高或低狀態(tài)。
如圖6所示，脫離總線驅(qū)動(dòng)器188從PAL芯片172接收輸入，并用該相同信號驅(qū)動(dòng)背板線和總線。脫離總線驅(qū)動(dòng)器188具有常規(guī)設(shè)計(jì)，提供SONET節(jié)點(diǎn)設(shè)備架背板導(dǎo)體上的信號所需的電驅(qū)動(dòng)能力。特別是，脫離總線驅(qū)動(dòng)器188用SONET幀的字節(jié)串行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)一個(gè)8位總線。另外，驅(qū)動(dòng)器188在時(shí)鐘線214上提供6.48MHz的發(fā)送時(shí)鐘信號、在線216上提供奇校驗(yàn)信號、在線218上提供C1J1信號和在線220上提供同步有效數(shù)據(jù)封裝(SPE)信號。這些信號之間的定時(shí)關(guān)系詳細(xì)示于圖7-9。
除了驅(qū)動(dòng)8位數(shù)據(jù)總線212外，脫離總線驅(qū)動(dòng)器188還用字節(jié)串行SONET幀信號驅(qū)動(dòng)脫離總線接收器222。脫離總線接收器222連接總線224上的字節(jié)串行信號到作為PAL芯片172一部分的一個(gè)延遲電路226。延遲電路226包括一個(gè)FIFO寄存器，用于將每一SONET幀延遲3個(gè)字節(jié)間隔時(shí)間，或大約463毫微秒。在延遲3個(gè)時(shí)鐘周期后，該字節(jié)串行SONET幀數(shù)據(jù)在總線228上連接到一個(gè)2∶1多路轉(zhuǎn)換器230。該多路轉(zhuǎn)換器具有一對8位輸入總線，一個(gè)是總線228，另一個(gè)是總線232。多路轉(zhuǎn)換器230的輸出包括一個(gè)連接到并行串行(P/S)轉(zhuǎn)換器電路236的8位總線234。實(shí)用中，P/S轉(zhuǎn)換器電路236是和S/P轉(zhuǎn)換器電路166同一集成電路的一部分。
多路轉(zhuǎn)換器230包括一部分電路，用于使用相應(yīng)于在8位加入總線238的時(shí)間槽中出現(xiàn)的字節(jié)數(shù)據(jù)修改脫離總線字節(jié)。如上所述，加入總線132包括8位數(shù)據(jù)總線238和一根加入信號線240。這9個(gè)信號從加入總線132連接到加入總線接收器242用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)總線232和加入信號線242。這些信號作為輸入連接到PAL芯片172的輸入，具體來說是連接到多路轉(zhuǎn)換器230。在加入總線線244上的一個(gè)邏輯高信號配置多路轉(zhuǎn)換器230，用于把數(shù)據(jù)的一個(gè)字節(jié)從輸入加入總線232傳遞到多路轉(zhuǎn)換器輸出總線234。當(dāng)加入信號線244處于邏輯低電平時(shí)，在輸入脫離總線228上的幀字節(jié)信號被傳遞給多路轉(zhuǎn)換器輸出總線234。相應(yīng)地，加入信號線244控制多路轉(zhuǎn)換器輸出總線234上的每一幀字節(jié)是在脫離總線212上還是在加入總線238上運(yùn)載?？梢岳斫猓绻麑饪偩€控制器120輸入的SONET幀不被加入總線238上的字節(jié)信號修改，則輸入到該控制器的所有SONET幀字節(jié)從該控制器輸出，并不加改變地傳輸?shù)絊ONET網(wǎng)絡(luò)的下一節(jié)點(diǎn)。
P/S轉(zhuǎn)換器電路236把總線234上的字節(jié)串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€158上的串行位數(shù)據(jù)。線158上的位信號系列包含按照SONET協(xié)議的組合幀，包括所有管理數(shù)據(jù)字節(jié)和有效數(shù)據(jù)字節(jié)。線158上的串行電信號連接到光/電接口150，具體來說是激光驅(qū)動(dòng)器154。激光驅(qū)動(dòng)器電路154變換電串行位信號為其對下游光纖24a輸出的相應(yīng)光串行位信號。
處理器168使用Motorola公司制造的68302芯片，并編程為傳輸NMS幀80到連接在SONET節(jié)點(diǎn)設(shè)備架上的各種視頻和其它類型的模塊。處理器168具有一個(gè)用以在發(fā)送線248上傳輸NMS幀數(shù)據(jù)的串行輸出端口。發(fā)送線248并行連接到每一附加設(shè)備架模塊的輸入端口。每一設(shè)備架模塊可以通過串行接收線250響應(yīng)或傳輸NMS數(shù)據(jù)到光總線控制器處理器168。處理器168還在線252上提供一個(gè)NMS時(shí)鐘以同步傳輸和接收電路。為允許編程和配置一節(jié)點(diǎn)的電路。處理器168具有一個(gè)串行輸入端口140，用以從網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)接收信號。處理器168通過總線169連接到PAL芯片172。PAL芯片172因此可以由處理器168配置和監(jiān)視。
雖然沒有示出，但是處理器168還連接到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SONET槳板(paddle board)，它可以有一個(gè)8×2的視頻開關(guān)和一個(gè)雙通道驅(qū)動(dòng)器，或一個(gè)4×1視頻開關(guān)和一個(gè)單通道驅(qū)動(dòng)器。
圖7-9表示光總線控制器120的多路轉(zhuǎn)換器輸出總線234上的脫離總線212和加入總線238之間多路轉(zhuǎn)換字節(jié)數(shù)據(jù)的定時(shí)關(guān)系。圖7-9所示信號以圓括號標(biāo)識(shí)運(yùn)載這些信號的各種線或者總線。脫離數(shù)據(jù)字節(jié)在發(fā)送時(shí)鐘214的上升緣被記錄到總線212上。以相似的方式，加入數(shù)據(jù)在發(fā)送字節(jié)時(shí)鐘214的上升緣被同步到加入數(shù)據(jù)總線238上。如上所示，C1J1信號218和SPE信號220從S/P轉(zhuǎn)換器電路116的管理數(shù)據(jù)C1字節(jié)和管理數(shù)據(jù)J1字節(jié)導(dǎo)出。具體來說，SPE信號處于邏輯低電平時(shí)表示一個(gè)管理數(shù)據(jù)字節(jié)，而處于邏輯高電平時(shí)表示一個(gè)有效數(shù)據(jù)字節(jié)。這在圖8中示出，其中SPE信號在管理數(shù)據(jù)字節(jié)A1、A2和C1處為低，而在SONET幀有效數(shù)據(jù)字節(jié)存在期間為高。參考圖9，應(yīng)該注意，加數(shù)據(jù)字節(jié)滯后相應(yīng)脫離數(shù)據(jù)字節(jié)3個(gè)字節(jié)，亦即3字節(jié)時(shí)鐘周期。換句話說，由加入字節(jié)數(shù)據(jù)改變的脫離字節(jié)數(shù)據(jù)在脫離字節(jié)時(shí)間片后3個(gè)字節(jié)時(shí)發(fā)生。
雖然加入信號線240對節(jié)點(diǎn)所有其它卡是公共的，并構(gòu)成對光總線控制器120的一個(gè)輸入，但是，該節(jié)點(diǎn)設(shè)備架的每一其它模塊卡可以在一字節(jié)的時(shí)間片期間驅(qū)動(dòng)該線以在相應(yīng)脫離總線時(shí)間片插入一個(gè)新數(shù)據(jù)字節(jié)。參考圖6和圖9，下面的說明表示這一過程。為舉例起見假定，希望插入加入字節(jié)10到脫離字節(jié)10時(shí)間片。盡管在脫離總線字節(jié)和該加入總線字節(jié)之間有3字節(jié)的延遲，但是由延遲電路226提供的3時(shí)鐘延遲對齊作為多路轉(zhuǎn)換器230輸入的脫離總線212和加入總線238之間的相應(yīng)字節(jié)。在加入字節(jié)10的時(shí)間片的開始，加入信號線240上的信號被驅(qū)動(dòng)為邏輯高，從而多路轉(zhuǎn)換器230選擇加入字節(jié)10而不是脫離字節(jié)10在字節(jié)串行總線234上輸出。重要的是要注意，節(jié)點(diǎn)設(shè)備架中的任一視頻模塊或其它模塊可以在一個(gè)或多個(gè)字節(jié)時(shí)間片期間驅(qū)動(dòng)加入信號線240為邏輯高，從而在脫離總線字節(jié)位置插入相應(yīng)加入字節(jié)。的確，下面將會(huì)詳細(xì)敘述，當(dāng)連接到一個(gè)視頻模塊的視頻攝像機(jī)被激活去在SONET線上給一個(gè)操作員控制中心傳輸視頻數(shù)據(jù)時(shí)，在加入信號線240上的信號在該SONET幀必需的VT通道期間被驅(qū)動(dòng)為邏輯高電平，從而在SONET幀內(nèi)多路轉(zhuǎn)換這些信號。當(dāng)禁止該視頻攝像機(jī)時(shí)，加入信號線240上的信號停留在低電平，從而正由該視頻攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻信號不被多路轉(zhuǎn)換到SONET時(shí)間片。下面還要詳細(xì)討論，連接到一個(gè)視頻模塊的視頻攝像機(jī)的操作不需加入信號線240上的信號控制，相反，在脫離總線212上的VT通道內(nèi)運(yùn)載的攝像機(jī)的視頻信號簡單地從總線上取下，去壓縮，變換為模擬信號并連接到視頻監(jiān)視器。
回過來參考圖5，圖中表示了兩個(gè)視頻模塊61和62，它們由兩個(gè)總線124和130分別連接到工作和保護(hù)脫離線，并由兩總線126和132分別連接到工作和保護(hù)加入總線。所示視頻模塊61配置為用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)監(jiān)視器38的編碼器。因此，該模塊61只需連接到脫離總線124或130以在適合的VT通道期間接收視頻數(shù)據(jù)用于驅(qū)動(dòng)監(jiān)視器38。另一方面，所示視頻模塊62配置為從各攝像機(jī)101-108接收模擬視頻信號的編碼器。當(dāng)配置為一個(gè)編碼器時(shí)，視頻模塊62在分配給它的合適的VT通道中提供視頻數(shù)據(jù)字節(jié)，并在分配的VT通道的時(shí)間片期間驅(qū)動(dòng)加入信號線為邏輯高電平。
圖10以詳細(xì)的方框圖形式表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的一個(gè)視頻模塊。該視頻模塊可最多連接8個(gè)視頻攝像機(jī)101-108和兩個(gè)視頻監(jiān)視器381和382。該視頻模塊包括兩個(gè)視頻通道，因此可以配置為驅(qū)動(dòng)兩個(gè)視頻監(jiān)視器或從8個(gè)視頻攝像機(jī)中的兩個(gè)接收視頻信號。另外的方案為，該視頻模塊可以配置為提供一個(gè)編碼視頻攝像機(jī)的通道和一個(gè)驅(qū)動(dòng)一個(gè)視頻監(jiān)視器的解碼通道。雖然圖10所示視頻模塊連接到下游加入總線126和下游脫離總線124，但是，一個(gè)同樣構(gòu)造的模塊可以連接到上游加入總線和脫離總線132和130，為可靠目的提供雙重相同設(shè)備。雖然沒有示出，但每一攝像機(jī)可以并行輸入到上游視頻模塊和下游視頻模塊。以相似的方式，上游視頻模塊和下游視頻模塊將提供并行輸出連接，每一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)監(jiān)視器。
視頻模塊包括一個(gè)常規(guī)鎖相回路電路260，其用線214上的6.48MHz字節(jié)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。鎖相回路260乘該頻率，以便當(dāng)被分開時(shí)，可以得到51.84兆位/秒的位速率。該位速率相應(yīng)于OC-1SONET速率。對于OC-3或其它SONET結(jié)構(gòu)，鎖相回路電路260可以配置為產(chǎn)生相應(yīng)更高時(shí)鐘速率。
每一視頻模塊包括連接到一個(gè)第一串行視頻通道272的一個(gè)第一編碼解碼器270。第二編碼解碼器274連接到一個(gè)第二串行視頻通道276。編碼解碼器270和274是相同的電路，每一個(gè)使用由加里福尼亞州Santee市Enerdyne公司制造的CodecSL-3電路。這些編碼解碼器具有常規(guī)設(shè)計(jì)，但不提供話音模擬信號處理功能。編碼解碼器270包括一個(gè)模擬輸入278，它從攝像機(jī)10運(yùn)載視頻信號。編碼解碼器270包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于變換模擬視頻信號為相應(yīng)數(shù)字視頻信號。另外，編碼解碼器270根據(jù)一個(gè)JPEG算法壓縮數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。編碼解碼器270中使用另外的電路在字段可編程門陣列芯片280不能處理足夠的串行數(shù)據(jù)的場合丟棄在串行線272上接收的視頻數(shù)據(jù)。第二編碼解碼器274對于在輸入282上接收的模擬視頻信號作用是相同的。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，8個(gè)視頻攝像機(jī)101-108可以連接到視頻模塊62。一個(gè)8∶2多路轉(zhuǎn)換器284選擇8個(gè)視頻攝像機(jī)中的兩個(gè)并連接相應(yīng)模擬視頻信號分別到線278和282。多路轉(zhuǎn)換器284包括一個(gè)交叉點(diǎn)開關(guān)集成電路，這里，8個(gè)輸入中的兩個(gè)由總線286上的選擇信號選擇。多路轉(zhuǎn)換器284的選擇線286連接到一個(gè)微處理器290，其型號為Motolola公司的MC68LC302。微處理器連接到1兆的閃光存儲(chǔ)器和1兆R(shí)AM。NMS總線134連接到微處理器290的各端口。以這種方式，NMS幀80中的命令可以通過SONET網(wǎng)絡(luò)傳輸，由微處理器290接收和解碼以配置該視頻模塊的各種電路。
微處理器290通過公共數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制線292連接到門陣列芯片280和一個(gè)四重通用異步接收發(fā)送(UART)集成電路294。該四重UART294用于提供另外的串行接口總線以允許微處理器290與視頻模塊的各種集成電路通信。四重UART294包括一個(gè)連接到編碼解碼器270的第一串行線296，和連接到第二編碼解碼器274的一個(gè)第二串行線298。另外，四重UART包括第三和第四串行線300和302，每一個(gè)連接到串行線接口304。串行線接口304接收從UART來的數(shù)字信號，并變換該數(shù)字信號以驅(qū)動(dòng)按照RS-232、RS-422或RS-485協(xié)議的線306和308。串行線接口304、306和308的I/O端口分別連接到與各視頻攝像機(jī)101-108關(guān)聯(lián)的擺動(dòng)、傾斜和縮放電路310和裝備有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件的網(wǎng)絡(luò)控制器312。該視頻模塊可以由NMS總線44接收的NMS幀80配置，或通過經(jīng)由在線308上的網(wǎng)絡(luò)控制器計(jì)算機(jī)312接收的NMS幀80配置。
雖然圖10所示視頻模塊作為處理視頻攝像機(jī)101-108的視頻信號的一個(gè)編碼器61配置，但是該模塊也可以作為解碼視頻信號和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)監(jiān)視器381-382的視頻模塊61配置，如虛線表示的模擬視頻線314和316所示。當(dāng)編碼解碼器270和274配置為解碼器時(shí)，通過線272和276接收的串行、壓縮數(shù)字信號被解壓縮并變換為相應(yīng)模擬信號以便在模擬線314和316上傳輸。編碼解碼器270和274通過在串行通信線296和298上的信號既可以配置為編碼器，也可以配置為解碼器。此外，在編碼解碼器270和274中建立的配置可以通過四重UART響應(yīng)微處理器290的請求獲得。一旦配置為編碼器或者解碼器，則編碼解碼器270和274保持該配置，直到由其它軟件命令改變。編碼解碼器270和274的配置狀態(tài)保存在一個(gè)非易失寄存器中，以便在視頻模塊失電后恢復(fù)時(shí)，該編碼解碼器維持先前建立的配置。
門陣列芯片280使用加里福尼亞州San Jose市Xilinx公司制造的XC5215 HQ208型的集成電路。門陣列芯片280裝備12位脫離總線124，以便除奇偶校驗(yàn)位、C1J1和SPE信號和字節(jié)時(shí)鐘信號外，視頻模塊62還可使用SONET幀的所有810字節(jié)。門陣列芯片280響應(yīng)C1J1和SPE信號來解碼有效數(shù)據(jù)字節(jié)。另外，門陣列280包括計(jì)數(shù)器，其可以通過微處理器290編程以響應(yīng)選擇的SONET幀的VT通道，變換一字節(jié)的各并行位為串行格式，并把該串行視頻數(shù)據(jù)流分別傳輸?shù)骄幋a解碼器270或274。的確，當(dāng)視頻模塊配置為解碼器61時(shí)，編程門陣列芯片280獨(dú)立響應(yīng)兩組VT通道，一組與第一編碼解碼器270關(guān)聯(lián)，另一組與第二編碼解碼器274關(guān)聯(lián)。各串行視頻數(shù)據(jù)流從門陣列芯片280連接到編碼解碼器270和274。在編碼解碼器270和274中，如上所述，解壓縮各串行視頻數(shù)據(jù)流，變換為模擬信號并分別在線314和316上傳輸?shù)奖O(jiān)視器381-382。如果門陣列芯片280已由微處理器290編程給編碼解碼器270和274提供1.5MHz帶寬信號，則對各編碼解碼器，門陣列芯片280將解碼SONET幀的數(shù)據(jù)的28字節(jié)并將其連接到各自的編碼解碼器。如果在SONET幀上傳輸更高帶寬信號，則編程門陣列芯片280解碼相應(yīng)于選擇的VT通道的一組的各SONET通道有效數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)視頻模塊配置為解碼器61以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)監(jiān)視器381-382時(shí)，門陣列芯片280不主動(dòng)驅(qū)動(dòng)加入總線238或線240上的加入信號。
在視頻模塊配置為編碼器62的場合，門陣列芯片280由微處理器290編程，在各VT通道期間驅(qū)動(dòng)加入總線238把字節(jié)串行視頻數(shù)據(jù)從編碼解碼器270和274加到其上。例如，如果第一編碼解碼器270分配給一個(gè)SONET幀的24個(gè)VT通道，則24字節(jié)的視頻數(shù)據(jù)將在線272上提供給門陣列芯片280，并存儲(chǔ)在一個(gè)串并行移位寄存器中。當(dāng)?shù)谝籚T1通道時(shí)間片存在時(shí)，其由脫離總線124上的C1J1和SPE信號決定，則在第一VT時(shí)間片期間用8個(gè)視頻位驅(qū)動(dòng)加入總線238，而在線240上的加入信號被驅(qū)動(dòng)為高。后繼的23個(gè)視頻字節(jié)將在后繼23個(gè)VT1通道期間被驅(qū)動(dòng)在加入總線238上，而在線244上的加入信號在各VT時(shí)間片期間被驅(qū)動(dòng)為高。第二編碼解碼器274的視頻信號以相似方式被處理，并在各時(shí)間片期間放置在不同組的VT通道上。加入總線238運(yùn)載兩個(gè)VT通道視頻信號到光總線控制器120并由加入總線接收器242接收。然后把加入數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換到多路轉(zhuǎn)換器輸出總線234的各時(shí)間片。門陣列芯片280用一個(gè)三態(tài)高阻抗輸出裝配以驅(qū)動(dòng)加入信號線240。其它設(shè)備架模塊的加入信號線驅(qū)動(dòng)器類似設(shè)計(jì)。在加入信號線240和地之間的一個(gè)電阻(未示出)為該線提供無源下拉。通過使用門陣列芯片280控制加入信號線240上的信號，就能在該節(jié)點(diǎn)切換或驅(qū)動(dòng)兩個(gè)選擇的視頻攝像機(jī)，使SONET幀運(yùn)載視頻信號。
在視頻模塊編碼器62運(yùn)行期間，可以把NMS數(shù)據(jù)幀80通信到微處理器290以便通過總線286有選擇地驅(qū)動(dòng)視頻攝像機(jī)多路轉(zhuǎn)換器284以選擇一個(gè)或兩個(gè)不同的視頻攝像機(jī)通過SONET網(wǎng)絡(luò)傳輸不同圖象。另外，可以在不工作時(shí)重新配置門陣列芯片280以多路轉(zhuǎn)換兩個(gè)視頻流到SONET幀的不同VT通道。在要關(guān)斷節(jié)點(diǎn)上視頻模塊編碼器62的某一個(gè)或兩個(gè)視頻攝像機(jī)的場合，給微處理器290傳輸NMS命令消息，在其中解碼，并連接到門陣列芯片280去配置電路以便阻止加入信號線240上的信號被驅(qū)動(dòng)為高。雖然該視頻攝像機(jī)仍然在產(chǎn)生視頻流，但是數(shù)字壓縮的視頻流將不再加到加入總線238，因而該攝像機(jī)被實(shí)際關(guān)斷。應(yīng)該注意，在節(jié)點(diǎn)設(shè)備架中的其它模塊可以驅(qū)動(dòng)線240，這樣來打開在該節(jié)點(diǎn)的其它模塊，引起對該SONET幀的視頻數(shù)據(jù)的傳輸或接收。在兩個(gè)模塊無意間試圖在同一VT通道驅(qū)動(dòng)加入信號線240為高的場合，則加在加入總線238上的數(shù)據(jù)被破壞，而產(chǎn)生一個(gè)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤。光總線控制器120檢測該奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，執(zhí)行修正或診斷功能。
圖11表示連接到圖2所示控制中心的設(shè)備的SONETOCC節(jié)點(diǎn)50。所示控制中心有6個(gè)視頻監(jiān)視器，每一對381和382連接到各個(gè)作為解碼器61配置的視頻模塊?？刂泼姘?2和計(jì)算機(jī)44是常規(guī)設(shè)備，允許操作員選擇一個(gè)特定視頻攝像機(jī)和把圖象在監(jiān)視器38上顯示。每一監(jiān)視器38有一個(gè)與其關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識(shí)，并編程到視頻控制計(jì)算機(jī)44中。雖然所示控制面板42帶手動(dòng)開關(guān)控制視頻圖象，但是一個(gè)編程的計(jì)算機(jī)和鍵盤和/或鼠標(biāo)也可以提供操作員選擇視頻圖象和各監(jiān)視器38以顯示該攝像機(jī)信號的能力。目前，由于有許多廠商提供視頻設(shè)備，因此由視頻控制計(jì)算機(jī)44在RS-232線46上傳輸一些不同的協(xié)議。線46上不管什么協(xié)議的信號基本傳輸諸如連接攝像機(jī)50到監(jiān)視器5這樣的命令。這些串行信號連接到工作和保護(hù)總線控制器120和122，特別連接到各自的處理器168。在每一總線控制器120、122中的處理器168被編程以轉(zhuǎn)換這些本地命令為相應(yīng)NMS命令。為交叉參考攝像機(jī)50和監(jiān)視器5到圖4a所示的目的地址，使用一個(gè)查閱表。例如，攝像機(jī)50在查閱表中參考為具有節(jié)點(diǎn)地址字段86、設(shè)備架地址字段88、卡地址字段90和輔助地址字段92的目的地址。相應(yīng)于攝像機(jī)50的目的地址是唯一的，因此在一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)卡響應(yīng)。此外，在系統(tǒng)初始配置時(shí)給每一監(jiān)視器38分配一個(gè)VT通道，用于接收視頻信號，而這種通道分配存儲(chǔ)在總線控制器120和122的存儲(chǔ)器中。因此，當(dāng)總線控制器的處理器168接收和解碼涉及監(jiān)視器5的本地命令時(shí)，它在查閱表中被交叉參考到分配的VT通道。以這一信息，總線控制器的處理器168將用攝像機(jī)50的目的地址、寫連接到攝像機(jī)50的模塊的命令、和具有相應(yīng)于攝像機(jī)連接功能的VIDs的數(shù)據(jù)字段106和相應(yīng)于分配給監(jiān)視器5的VT通道的數(shù)據(jù)組裝NMS幀80。該NMS幀在SONET幀的指定DSO通道中逐字節(jié)傳輸。
當(dāng)被傳輸?shù)腘MS幀的目的地址的匹配節(jié)點(diǎn)接收到該幀80時(shí)，解碼該幀。視頻模塊62中的處理器290將與FPGA芯片280通信，編程該計(jì)數(shù)器以提供相應(yīng)于分配給監(jiān)視器5的時(shí)間片的輸出，控制攝像機(jī)多路轉(zhuǎn)換器284選擇攝像機(jī)50，然后在相應(yīng)于該VT通道分配的時(shí)間片內(nèi)提供壓縮視頻數(shù)據(jù)。以這種安排，可以控制連接到SONET網(wǎng)絡(luò)的視頻設(shè)備和其它設(shè)備。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例參考特定的裝置、設(shè)備和電路以及其操作方法公開，但是應(yīng)該理解，許多細(xì)節(jié)上的改變可以作為工程選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)，而不離開本發(fā)明由所附權(quán)利要求定義的精神和范圍。
權(quán)利要求書按PCT19條的修改1．控制連接到多節(jié)點(diǎn)光通信網(wǎng)絡(luò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路的裝置，該光通信網(wǎng)絡(luò)為產(chǎn)生多個(gè)運(yùn)載數(shù)據(jù)的時(shí)間片類型的網(wǎng)絡(luò)，該裝置包括位于多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)源節(jié)點(diǎn)處的一個(gè)控制電路，用于在光網(wǎng)絡(luò)上傳輸控制信號，該控制信號指定一個(gè)光幀的時(shí)間片運(yùn)載數(shù)據(jù)；一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，用于接收通過該光網(wǎng)絡(luò)的控制信號以配置目的電路選擇所述指定時(shí)間片和從所述目的電路連接數(shù)據(jù)到所述指定時(shí)間片，其中所述目的電路在所述目的節(jié)點(diǎn)被控制。
2．權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述目的電路包括一個(gè)連接到第一電路和第二電路的視頻裝置，第一電路響應(yīng)所述時(shí)間片多路轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)從所述視頻裝置到所述時(shí)間片，第二電路用于以光幀內(nèi)的一個(gè)相應(yīng)時(shí)間片傳輸視頻數(shù)據(jù)。
3．權(quán)利要求2所述裝置，其中，所述第一電路連同一個(gè)激活信號在與所述選擇的時(shí)間片關(guān)聯(lián)的時(shí)間提供所述視頻數(shù)據(jù)給所述第二電路，其中所述第二電路在所述激活信號有效時(shí)傳輸所述視頻數(shù)據(jù)到所述光幀。
4．權(quán)利要求3所述裝置，其中，所述第二電路包括運(yùn)載光幀脫離數(shù)據(jù)的脫離總線，所述第一電路包括運(yùn)載加入視頻數(shù)據(jù)的加入總線，所述第二電路在所述激活信號有效期間多路轉(zhuǎn)換加入視頻數(shù)據(jù)到所述光幀。
5．權(quán)利要求4所述裝置，其中，所述光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)SONET網(wǎng)絡(luò)，激活信號在一個(gè)OC-1 SONET幀期間有效24次以提供1.5MHz帶寬。
6．權(quán)利要求3所述裝置，其中，所述視頻裝置包括一個(gè)視頻攝像機(jī)，其中第一電路可被編程為響應(yīng)一個(gè)光幀的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片，從所述單個(gè)視頻攝像機(jī)傳輸視頻數(shù)據(jù)到該光幀。
7．權(quán)利要求6所述裝置，其中，所述第一電路適應(yīng)從所述源節(jié)點(diǎn)接收經(jīng)過所述光網(wǎng)絡(luò)的命令，在所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片期間驅(qū)動(dòng)所述激活信號，從而有效連接視頻攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)到所述光幀。
8．權(quán)利要求7所述裝置，其中，所述視頻攝像機(jī)在所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片期間通過保持所述激活信號為不活動(dòng)而從所述光網(wǎng)絡(luò)有效拆接。
9．權(quán)利要求1所述裝置，進(jìn)一步包括在所述光幀上傳輸?shù)囊粋€(gè)設(shè)備配置協(xié)議，所述設(shè)備配置協(xié)議具有對每一所述節(jié)點(diǎn)唯一的一個(gè)目的地址，和多個(gè)命令，每一所述節(jié)點(diǎn)響應(yīng)配置協(xié)議的接收解碼目的地址，并將目的地址與該唯一目的地址比較，如果匹配，則解碼并執(zhí)行該命令以控制節(jié)點(diǎn)設(shè)備。
10．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括至少一個(gè)源節(jié)點(diǎn)，它連接到所述光網(wǎng)絡(luò)，以便在其上傳輸命令到目的節(jié)點(diǎn)，用于在一個(gè)所述時(shí)間片內(nèi)控制所述目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接；至少一個(gè)所述目的節(jié)點(diǎn)，其具有連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸入和連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸出，所述目的節(jié)點(diǎn)用于接收所述命令，包括一個(gè)電脫離總線，一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，用于變換經(jīng)過所述光網(wǎng)絡(luò)輸入的光信號為在所述脫離總線上運(yùn)載的相應(yīng)電信號，一個(gè)電加入總線，用于運(yùn)載由連接到所述目的節(jié)點(diǎn)的電路產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，一個(gè)選擇器，用于從所述脫離總線或從所述加入總線選擇電信號，一個(gè)控制信號線，用于運(yùn)載控制所述選擇器從所述脫離總線或所述加入總線選擇電數(shù)據(jù)的控制信號，一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器，用于變換從所述選擇器輸出的電信號為連接到所述目的節(jié)點(diǎn)光輸出的相應(yīng)光信號。
11．權(quán)利要求10所述裝置，其中，所述源節(jié)點(diǎn)包括被編程為用所述命令提供一個(gè)通信協(xié)議的處理器，所述源節(jié)點(diǎn)包括通過所述光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片傳輸所述通信協(xié)議，以控制在所述目的節(jié)點(diǎn)在所述光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的傳輸?shù)碾娐贰?br> 12．權(quán)利要求11所述裝置，其中，所述通信協(xié)議包括控制何時(shí)激活所述控制信號在所述脫離總線和所述加入總線之間進(jìn)行選擇的命令。
13．權(quán)利要求11所述裝置，其中，所述通信協(xié)議包括一個(gè)指定要執(zhí)行的功能的命令字段和指定要使用的所述多個(gè)時(shí)間片之一的相關(guān)數(shù)據(jù)字段。
14．權(quán)利要求10所述裝置，進(jìn)一步包括與所述目的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)電路，用于接收經(jīng)過所述脫離總線的視頻數(shù)據(jù)和變換所述視頻數(shù)據(jù)以便在監(jiān)視器上顯示，數(shù)據(jù)電路包括一個(gè)視頻攝像機(jī)，用于產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)以經(jīng)過所述加入總線到所述選擇器被傳輸?shù)剿龉饩W(wǎng)絡(luò)。
15．一種通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的方法，包括的步驟有通過所述光網(wǎng)絡(luò)傳遞命令信號到連接在其上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用于控制由所述節(jié)點(diǎn)在所述光網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸；由所述節(jié)點(diǎn)中的電路解碼所述命令，確定在所述光網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)要使用的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片；編程所述節(jié)點(diǎn)中的電路以將至少一個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)與所確定的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片關(guān)聯(lián)；多路轉(zhuǎn)換由所述數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)到所述光網(wǎng)絡(luò)的所述確定的時(shí)間片；重編程所述節(jié)點(diǎn)中的所述電路，使響應(yīng)對由所述節(jié)點(diǎn)通過光網(wǎng)絡(luò)接收的其它命令的解碼而多路轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到所述光網(wǎng)絡(luò)的其它時(shí)間片。
16．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括在所述節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)電脫離總線和一個(gè)電加入總線以分別接收來自光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和在所述光網(wǎng)絡(luò)上傳輸所述節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
17．權(quán)利要求16所述方法，進(jìn)一步包括，如果在所述節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要在各自時(shí)間片內(nèi)傳輸，則重寫在電脫離總線上運(yùn)載的數(shù)據(jù)，而在其它時(shí)間允許脫離總線上的數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)上以與所述節(jié)點(diǎn)通過所述光網(wǎng)絡(luò)接收的形式不變的形式重新傳輸。
18．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括在相應(yīng)于第一目的地的第一組時(shí)間片內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，和在相應(yīng)于第二目的地的第二組時(shí)間片內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。
19．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括由主節(jié)點(diǎn)傳遞所述命令到和所述光網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)，以及由所述主節(jié)點(diǎn)控制每一所述從屬節(jié)點(diǎn)要使用的時(shí)間片。
20．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括傳遞命令信號到和所述光網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而動(dòng)態(tài)控制由每一所述節(jié)點(diǎn)使用的時(shí)間片。
21．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括用所述命令改變所述節(jié)點(diǎn)的使用帶寬以增加或減少該節(jié)點(diǎn)在其中傳輸數(shù)據(jù)所用的時(shí)間片數(shù)目。
22．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括傳遞不同命令到所述節(jié)點(diǎn)，從而動(dòng)態(tài)改變從第一組時(shí)間片到第二組時(shí)間片的數(shù)據(jù)傳輸，和動(dòng)態(tài)改變所使用的時(shí)間片數(shù)目以改變由該節(jié)點(diǎn)使用的帶寬。
23．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括具有連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸入端口和連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸出端口的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)總線控制器，具有光電轉(zhuǎn)換器，用于變換所述輸入端口的光信號為相應(yīng)電信號；一個(gè)串并行轉(zhuǎn)換器，用于將由所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的電信號由串行電信號轉(zhuǎn)換為字節(jié)串行數(shù)據(jù)；一個(gè)并行串行轉(zhuǎn)換器，用于變換字節(jié)串行數(shù)據(jù)為相應(yīng)串行數(shù)據(jù)；一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器，用于變換所述并行串行轉(zhuǎn)換器的輸出串行數(shù)據(jù)為相應(yīng)光信號，所述電光轉(zhuǎn)換器用于連接該串行光信號到光輸出端口；一個(gè)運(yùn)載所述字節(jié)串行數(shù)據(jù)的脫離總線；一個(gè)運(yùn)載在所述節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的字節(jié)串行數(shù)據(jù)的加入總線；一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，其第一輸入連接到所述脫離總線，其第二輸入連接到所述加入總線；連接字節(jié)串行數(shù)據(jù)到所述并行串行轉(zhuǎn)換器的所述多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出，和一個(gè)用于選擇所述第一輸入和所述第二輸入之一以將其串行數(shù)據(jù)連接到所述多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出的控制輸入；一個(gè)控制電路，用于激活所述多路轉(zhuǎn)換器的控制輸入在一指定的時(shí)間片期間連接所述加入總線上的字節(jié)串行數(shù)據(jù)到所述多路轉(zhuǎn)換器輸出。
24．權(quán)利要求23所述裝置，進(jìn)一步包括與所述節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)生成電路，所述加入總線連接到每一所述數(shù)據(jù)生成電路，連接到所述控制輸入的一條加入信號線被控制，從而在不同時(shí)間片使所述多路轉(zhuǎn)換器在所述加入總線上將由所述數(shù)據(jù)生成電路產(chǎn)生的數(shù)據(jù)連接到所述多路轉(zhuǎn)換器的輸出。
25．權(quán)利要求24所述裝置，其中，所述控制電路在每一所述數(shù)據(jù)生成電路中包括各自的可編程電路，并進(jìn)一步包括連接到所述多路轉(zhuǎn)換器控制輸入和每一所述可編程電路的一個(gè)激活信號，用以協(xié)調(diào)在不同時(shí)間片在加入總線上的數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換。
26．權(quán)利要求23所述裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)由視頻攝像機(jī)組成的數(shù)據(jù)發(fā)生器電路，用以產(chǎn)生視頻信號，并包括一個(gè)視頻信號壓縮器，用以壓縮該視頻信號。
27．權(quán)利要求26所述裝置，進(jìn)一步包括所述多個(gè)視頻攝像機(jī)，每一所述視頻攝像機(jī)連接到一個(gè)視頻信號多路轉(zhuǎn)換器，所述視頻信號壓縮器連接到所述視頻信號多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端。
28．權(quán)利要求26所述裝置，其中，所述視頻信號壓縮器還用作解壓縮視頻信號，并進(jìn)一步包括至少一個(gè)連接到所述壓縮器的一個(gè)輸出端的視頻監(jiān)視器，用以接收解壓縮的視頻信號。
29．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括至少一個(gè)連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的從屬節(jié)點(diǎn)；連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，所述主節(jié)點(diǎn)包括用一個(gè)通信協(xié)議編程的處理器，所述通信協(xié)議提供標(biāo)識(shí)每一所述從屬節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提供標(biāo)識(shí)在每一所述從屬節(jié)點(diǎn)中的電路的數(shù)據(jù)，以及提供標(biāo)識(shí)由從屬節(jié)點(diǎn)使用在其中傳輸在各從屬節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的、所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片的數(shù)據(jù)；所述主節(jié)點(diǎn)包括編碼電路，用于編碼所述通信協(xié)議到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片，使其可用于每一所述從屬節(jié)點(diǎn)；所述從屬節(jié)點(diǎn)包括響應(yīng)運(yùn)載所述通信協(xié)議的光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片的解碼電路，用于解碼節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、電路標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和時(shí)間片數(shù)據(jù)，以及用于配置所述從屬節(jié)點(diǎn)的電路以產(chǎn)生數(shù)據(jù)并在由所述解碼的時(shí)間片數(shù)據(jù)指定的時(shí)間片內(nèi)傳輸所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
30．權(quán)利要求29所述裝置，進(jìn)一步包括在所述從屬節(jié)點(diǎn)內(nèi)的電路，用于配置數(shù)據(jù)處理電路以便在根據(jù)所述解碼的通信協(xié)議指定的時(shí)間片內(nèi)接收數(shù)據(jù)。
31．權(quán)利要求29所述裝置，進(jìn)一步包括所述從屬節(jié)點(diǎn)內(nèi)的電路，用于使通過所述通信協(xié)議傳遞信息到所述主節(jié)點(diǎn)。
32．權(quán)利要求29所述裝置，其中，所述光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)SONET環(huán)。
關(guān)于PCT19(1)的聲明本申請人所申請的發(fā)明的特征在于連接到一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)源節(jié)點(diǎn)能夠控制一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，使得目的節(jié)點(diǎn)可以傳遞光信號或者將光信號放入一個(gè)時(shí)間片中，這取決于源節(jié)點(diǎn)的規(guī)定。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，源節(jié)點(diǎn)通過SONET網(wǎng)絡(luò)將時(shí)間片信息傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，并且目的節(jié)點(diǎn)利用一個(gè)加入-與-脫離電路將在目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的視頻信息加入到所指定的時(shí)間片中用于在SONET環(huán)上傳輸。
關(guān)于Lightfoot等人的對比文件，其揭示了將視頻信號從視頻信息提供者(VIP)提供給視頻信息用戶(VIU)的技術(shù)。在該對比文件中所揭示的發(fā)明是通過一個(gè)SONET環(huán)1102，一個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)集線器(VNH)1104，一個(gè)本地視頻接入節(jié)點(diǎn)(LVAN)1112，一個(gè)本地環(huán)路分配網(wǎng)絡(luò)(LLD)1124，將視頻信息提供給用戶，然后到達(dá)客戶位置1126。
廣播合并部分1100(圖5)接受ATM信元中的視頻信息并且通過一個(gè)OC-3光線路將之傳輸?shù)揭粋€(gè)SONET多路轉(zhuǎn)換器1122。數(shù)字編碼器也將DS-3信號從視頻信息提供者連接到SONET多路轉(zhuǎn)換器1122。廣播合并部分1100確定該SONET環(huán)的哪一個(gè)時(shí)間片將攜帶來自視頻信息提供者的多路轉(zhuǎn)換的ATM和DS-3信號，環(huán)繞該光環(huán)，并且到達(dá)各個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)集線器1104。但它從沒有提示該廣播合并部分1100能夠在向目的節(jié)點(diǎn)提供時(shí)間片信息的SONET環(huán)1102上傳遞控制信號。它在第32列42行與48行之間特意注明該視頻網(wǎng)絡(luò)集線器的SONET多路轉(zhuǎn)換器1130(圖6)是“脫離-并-繼續(xù)”型的，它簡單地將SONET環(huán)所攜帶的視頻信息脫離到SONET視頻網(wǎng)絡(luò)集線器1104上，并在該SONET環(huán)1102上繼續(xù)傳遞該視頻信號，直至傳回。注意，該“脫離-與-繼續(xù)”技術(shù)明顯不同于本申請人的“脫離-與-加入”功能，該功能可在源節(jié)點(diǎn)所規(guī)定的時(shí)間片中將在目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)加入到SONET環(huán)。
參考圖6，請注意，該SONET多路轉(zhuǎn)換器1130向45MB/s解碼器1132提供DS-3數(shù)據(jù)，向ATM分組解多路轉(zhuǎn)換器1134提供ATM信元信息。沒有任何總線或者箭頭表示向該SONET多路轉(zhuǎn)換器1130供回任何信息，以將來自目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為光信號加入到該S0NET環(huán)1102上。
所引用的對比文件揭示出在該系統(tǒng)中規(guī)定視頻信息用戶可以傳信號給ATM子網(wǎng)1106，從而將交互式多媒體電視(IMTV)會(huì)話傳送給用戶。在對比文件的圖7中，本地視頻接入節(jié)點(diǎn)1112在ATM子網(wǎng)1106和SONET多路轉(zhuǎn)換器1112之間配有一條光線路1172。然而，它是一條單向光纖(見列37,63行-67行)，只將視頻信息從ATM子網(wǎng)1106提供到本地視頻接入節(jié)點(diǎn)1112。該光線路1172攜帶來自VIP和該網(wǎng)絡(luò)的IMTV信息流和信號。也從沒有規(guī)定允許本地視頻接入節(jié)點(diǎn)將在目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)放到光線路上1172。
從上面的說明可以得知，Lightfoot等人的對比文件并沒有破壞本發(fā)明的新穎性。
權(quán)利要求
1．控制連接到多節(jié)點(diǎn)光通信網(wǎng)絡(luò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路的裝置，包括位于該多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)源節(jié)點(diǎn)處的控制電路，用于在該光網(wǎng)絡(luò)上傳輸控制信號以使用一個(gè)光幀的時(shí)間片運(yùn)載數(shù)據(jù)；一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，用于通過該光網(wǎng)絡(luò)接收控制信號以配置目的電路選擇所述時(shí)間片和從所述目的電路連接數(shù)據(jù)到所述時(shí)間片，借此所述目的電路在所述目的節(jié)點(diǎn)被控制。
2．權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述目的電路包括一個(gè)連接到第一電路和第二電路的攝像機(jī)，第一電路響應(yīng)所述時(shí)間片在所述時(shí)間片內(nèi)多路轉(zhuǎn)換所述視頻攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)，第二電路用于在該光幀內(nèi)的一個(gè)相應(yīng)時(shí)間片內(nèi)傳輸該視頻數(shù)據(jù)。
3．權(quán)利要求2所述裝置，其中，所述第一電路連同一個(gè)激活信號提供帶有所述視頻數(shù)據(jù)的時(shí)間片給所述第二電路，其中所述第二電路在所述激活信號有效時(shí)傳輸所述視頻數(shù)據(jù)至所述光幀。
4．權(quán)利要求3所述裝置，其中，所述第二電路包括運(yùn)載光幀脫離數(shù)據(jù)的脫離總線，所述第一電路包括運(yùn)載加入視頻數(shù)據(jù)的加入總線，所述第二電路在所述激活信號有效期間多路轉(zhuǎn)換加入視頻數(shù)據(jù)到所述光幀。
5．權(quán)利要求4所述裝置，其中，所述光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)SONET網(wǎng)絡(luò)，激活信號在一個(gè)OC-1 SONET幀期間有效24次以提供1.5MHz帶寬。
6．權(quán)利要求3所述裝置，其中，所述第一電路可編程響應(yīng)一個(gè)光幀的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片從單個(gè)視頻攝像機(jī)傳輸視頻數(shù)據(jù)到該光幀。
7．權(quán)利要求6所述裝置，其中，所述第一電路適應(yīng)從所述源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過SONET網(wǎng)絡(luò)接收命令，以在所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片期間驅(qū)動(dòng)所述激活信號，從而實(shí)際連接視頻攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)到SONET幀。
8．權(quán)利要求7所述裝置，其中，所述視頻攝像機(jī)在所述一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片期間通過保持所述激活信號為不活動(dòng)而從SONET網(wǎng)絡(luò)有效拆接。
9．權(quán)利要求1所述裝置，進(jìn)一步包括在所述SONET幀上傳輸?shù)囊粋€(gè)設(shè)備配置協(xié)議，所速設(shè)備配置協(xié)議具有對每一節(jié)點(diǎn)唯一的目的地址，和多個(gè)命令，每一所述節(jié)點(diǎn)響應(yīng)配置協(xié)議的接收解碼目的地址，并將其與該唯一地址比較，如果匹配，則解碼并執(zhí)行該命令以控制節(jié)點(diǎn)設(shè)備。
10．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括至少一個(gè)連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)，以便在其上傳輸命令到目的節(jié)點(diǎn)，在一個(gè)所述時(shí)間片內(nèi)控制從所述目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接；至少一個(gè)所述目的節(jié)點(diǎn)，其具有連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸入和連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸出，所述目的節(jié)點(diǎn)用于接收所述命令，包括一個(gè)電脫離總線，一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，用于變換經(jīng)過所述光網(wǎng)絡(luò)輸入的光信號為在所述脫離總線上運(yùn)載的電信號，一個(gè)電加入總線，用于運(yùn)載由連接到所述目的節(jié)點(diǎn)的電路產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，一個(gè)選擇器，用于從所述脫離總線或從所述加入總線選擇信號，一個(gè)控制信號線，用于控制所述選擇器從所述脫離或所述加入總線選擇電數(shù)據(jù)，一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器，用于變換從所述選擇器輸出的電信號為連接到所述目的節(jié)點(diǎn)光輸出的相應(yīng)光信號。
11．權(quán)利要求10所述裝置，其中，所述源節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)被編程以用所述命令提供一個(gè)通信協(xié)議的處理器，所述源節(jié)點(diǎn)包括通過所述光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片傳輸所述通信協(xié)議，以控制在所述目的節(jié)點(diǎn)在所述光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的傳輸?shù)碾娐贰?br> 12．權(quán)利要求11所述裝置，其中，所述通信協(xié)議包括控制何時(shí)激活所述選擇器控制信號在所述脫離總線和所述加入總線之間作出選擇的命令。
13．權(quán)利要求10所述裝置，其中，所述通信協(xié)議包括一個(gè)指定要執(zhí)行的功能的命令字段和指定要使用的時(shí)間片的相關(guān)數(shù)據(jù)字段。
14．權(quán)利要求10所述裝置，進(jìn)一步包括與所述目的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)電路，用于經(jīng)過所述脫離總線接收視頻數(shù)據(jù)和變換所述視頻數(shù)據(jù)以便在監(jiān)視器上顯示，數(shù)據(jù)電路包括一個(gè)視頻攝像機(jī)，用于產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)以經(jīng)過所述加入總線到所述選擇器被傳輸?shù)剿龉饩W(wǎng)絡(luò)。
15．一種通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的方法，包括的步驟有通過所述光網(wǎng)絡(luò)傳遞命令信號到連接在其上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用于控制由所述節(jié)點(diǎn)在所述光網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸；由所述節(jié)點(diǎn)中的電路解碼所述命令，確定在所述光網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)要使用的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片；編程所述節(jié)點(diǎn)中的電路以將至少一個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)與確定的時(shí)間片關(guān)聯(lián)；多路轉(zhuǎn)換由所述數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)到所述光網(wǎng)絡(luò)的所述確定的時(shí)間片；重編程所述節(jié)點(diǎn)中的所述電路，使響應(yīng)對由所述節(jié)點(diǎn)通過光網(wǎng)絡(luò)接收的其它命令的解碼而多路轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到所述光網(wǎng)絡(luò)的其它時(shí)間片。
16．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括在所述節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)電脫離總線和一個(gè)電加入總線以分別接收來自光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和在所述光網(wǎng)絡(luò)上傳輸所述節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
17．權(quán)利要求16所述方法，進(jìn)一步包括，如果在所述節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要在各自時(shí)間片內(nèi)傳輸，則重寫在電脫離總線上運(yùn)載的數(shù)據(jù)，而在其它時(shí)間允許脫離總線上的數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)上以與所述節(jié)點(diǎn)通過所述光網(wǎng)絡(luò)接收的形式不變的形式重新傳輸。
18．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括在相應(yīng)于第一目的地的第一組時(shí)間片內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，和在相應(yīng)于第二目的地的第二組時(shí)間片內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。
19．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括由主節(jié)點(diǎn)傳遞所述命令到和所述光網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)，以及由所述主節(jié)點(diǎn)控制每一所述從屬節(jié)點(diǎn)要使用的時(shí)間片。
20．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括傳遞命令信號到和所述光網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而動(dòng)態(tài)控制由每一所述節(jié)點(diǎn)使用的時(shí)間片。
21．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括用所述命令改變所述節(jié)點(diǎn)的使用帶寬以增加或減少該節(jié)點(diǎn)在其中傳輸數(shù)據(jù)所用的時(shí)間片數(shù)目。
22．權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括傳遞不同命令到所述節(jié)點(diǎn)，從而動(dòng)態(tài)改變從第一組時(shí)間片到第二組時(shí)間片的數(shù)據(jù)傳輸，和動(dòng)態(tài)改變所使用的時(shí)間片數(shù)目以改變由該節(jié)點(diǎn)使用的帶寬。
23．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括具有連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸入端口和連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光輸出端口的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)總線控制器，具有光電轉(zhuǎn)換器，用于變換所述輸入端口的光信號為相應(yīng)電信號；一個(gè)串并行轉(zhuǎn)換器，用于將由所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的電信號由串行信號轉(zhuǎn)換為字節(jié)串行數(shù)據(jù)；一個(gè)并行串行轉(zhuǎn)換器，用于變換字節(jié)串行數(shù)據(jù)為相應(yīng)串行數(shù)據(jù)；一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器，用于變換所述并行串行轉(zhuǎn)換器的輸出串行數(shù)據(jù)為相應(yīng)光信號，所述電光轉(zhuǎn)換器用于連接該串行光信號到光輸出端口；一個(gè)運(yùn)載所述字節(jié)串行數(shù)據(jù)的脫離總線；一個(gè)運(yùn)載在所述節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的字節(jié)串行數(shù)據(jù)的加入總線；一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，其第一輸入連接到所述脫離總線，其第二輸入連接到所述加入總線；連接字節(jié)串行數(shù)據(jù)到所述并行串行轉(zhuǎn)換器的所述多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出，和一個(gè)用于選擇所述第一輸入和所述第二輸入之一以將其串行數(shù)據(jù)連接到所述多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出的控制輸入；一個(gè)控制電路，用于激活所述多路轉(zhuǎn)換器的控制輸入在一指定的時(shí)間片期間連接所述加入總線上的字節(jié)串行數(shù)據(jù)到所述多路轉(zhuǎn)換器輸出。
24．權(quán)利要求23所述裝置，進(jìn)一步包括與所述節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)生成電路，所述加入總線連接到每一所述數(shù)據(jù)生成電路，連接到所述控制輸入的一條加入信號線被控制，從而使所述多路轉(zhuǎn)換器在不同時(shí)間片將所述加入總線上由所述數(shù)據(jù)生成電路產(chǎn)生的數(shù)據(jù)連接到所述多路轉(zhuǎn)換器的輸出。
25．權(quán)利要求24所述裝置，其中，所述控制電路在每一所述數(shù)據(jù)生成電路中包括各自的可編程電路，并進(jìn)一步包括連接到所述多路轉(zhuǎn)換器控制輸入和每一所述可編程電路的一個(gè)激活信號，用以協(xié)調(diào)對不同時(shí)間片的加入總線上數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換。
26．權(quán)利要求23所述裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)由視頻攝像機(jī)組成的數(shù)據(jù)發(fā)生器電路，用以產(chǎn)生視頻信號，并包括一個(gè)視頻信號壓縮器，用以壓縮該視頻信號。
27．權(quán)利要求26所述裝置，進(jìn)一步包括連接到一個(gè)視頻信號多路轉(zhuǎn)換器的多個(gè)視頻攝像機(jī)，所述視頻信號壓縮器連接到所述視頻信號多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端。
28．權(quán)利要求26所述裝置，其中，所述視頻信號壓縮器還用作解壓縮視頻信號，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)連接到所述壓縮器的一個(gè)輸出端的視頻監(jiān)視器，用以接收解壓縮的視頻信號。
29．通過具有多個(gè)時(shí)間片運(yùn)載光信號類型的光網(wǎng)絡(luò)控制電路的裝置，包括至少一個(gè)連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的從屬節(jié)點(diǎn)；連接到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，所述主節(jié)點(diǎn)包括用一個(gè)通信協(xié)議編程的處理器，所述通信協(xié)議提供標(biāo)識(shí)每一所述從屬節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提供標(biāo)識(shí)在每一所述從屬節(jié)點(diǎn)中的電路的數(shù)據(jù)，以及提供標(biāo)識(shí)由從屬節(jié)點(diǎn)使用在其中傳輸在各從屬節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片的數(shù)據(jù)；所述主節(jié)點(diǎn)包括編碼電路，用于編碼所述通信協(xié)議到所述光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間片，使其可用于每一所述從屬節(jié)點(diǎn)；所述從屬節(jié)點(diǎn)包括響應(yīng)運(yùn)載所述通信協(xié)議的光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間片的解碼電路，用于解碼節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、電路標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和時(shí)間片數(shù)據(jù)，以及用于配置所述從屬節(jié)點(diǎn)的電路以產(chǎn)生數(shù)據(jù)并在由所述解碼的時(shí)間片數(shù)據(jù)指定的時(shí)間片內(nèi)傳輸所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
30．權(quán)利要求29所述裝置，進(jìn)一步包括在所述從屬節(jié)點(diǎn)內(nèi)的電路，用于配置數(shù)據(jù)處理電路以便在根據(jù)所述解碼的通信協(xié)議指定的時(shí)間片內(nèi)接收數(shù)據(jù)。
31．權(quán)利要求29所述裝置，進(jìn)一步包括所述從屬節(jié)點(diǎn)內(nèi)的電路，用于通過所述通信協(xié)議傳遞信息到所述主節(jié)點(diǎn)。
32．權(quán)利要求29所述裝置，其中，所述光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)SONET環(huán)。
全文摘要
一種控制SONET環(huán)傳輸系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備的技術(shù)?？刂菩盘枏目刂浦行囊許ONET幀的一個(gè)選擇的字節(jié)傳輸?shù)竭B接在SONET環(huán)(24)上的每一節(jié)點(diǎn)(50－57)。每一SONET節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)解碼器(61),用于解碼對某目的地址的控制信號,如果匹配的話,該節(jié)點(diǎn)解碼命令字段,執(zhí)行該命令代表的功能。這一命令可以是激活或去激活節(jié)點(diǎn)電路,或者在SONET幀的指定VT通道內(nèi)接收或傳輸視頻信號。以這種方式,設(shè)備可以在各節(jié)點(diǎn)被打開或關(guān)斷,從而優(yōu)化OSNET網(wǎng)絡(luò)的帶寬效率。
文檔編號H04N7/16GK1220791SQ98800356
公開日1999年6月23日 申請日期1998年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者J·E·肖菲爾德 申請人:英特里克特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司