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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Telekommunikationsnetze und im Besonderen eine Video-/Netzschnittstellenvorrichtungsarchitektur.
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Die Geschichte der Telekommunikationsnetze
ist zum Großteil
eine Geschichte der Schnittstellen. Es gibt intelligente Schnittstellenverfahren
zur Verknüpfung
(Multiplexieren) und Aufheben von Verknüpfungen (Demultiplexieren)
von Signalgruppen auf hierarchische Art und Weise, so dass ein bestimmtes
Signal gemeinsam mit Millionen anderer Signale mit nur geringfügiger oder
keiner offensichtlichen Beschädigung übertragen
werden kann. Diese Schnittstellen wiesen jedoch die gleichen Ein-
und Ausgaben auf – Telekommunikationssignale.
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Es wird heute eine neuartige Art
von Schnittstellenelement benötigt.
Ein Beispiel ist eine Schnittstelle, die eine effiziente Verbindung
einer Videoproduktionseinrichtung (Inhalteeinrichtung) mit einem Telekommunikationsnetz – einer
Netzschnittstellenvorrichtung (NID) – ermöglicht. Eine Seite der Schnittstelle
ist ein digitales Telekommunikationssystem, das ein Standardprotokoll
verwendet, wie etwa ATM-SONET. Die andere Seite weist Standardschnittstellen
mit den digitalen Video- und Audiosignalen auf, die in der Videoproduktionseinrichtung
vorhanden sein können.
Bei den Video- und Audiosignalen handelt es sich um Ströme mit konstanter
Taktrate mit separaten Routing- und Steuerschaltung, während Telekommunikationssysteme
das integrierte Routing und die integrierte Steuerung in einem Strom in
Form von Datenpaketen verwenden.
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Verlangt wird eine Stufen- bzw. Flankenvorrichtung,
die eine Schnittstelle zwischen dem Telekommunikationsnetz und einer
Benutzer-Video-/Audio-Umgebung vorsieht.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Video-/Netzschnittstellenvorrichtungsarchitektur,
die unidirektionale Busse zur Übermittlung von
Datenpaketen zu/von einer oder mehreren Einrichtungen oder einem
Studioschnittstellenmodul verwendet. Ein Kommunikationsschnittstellenmodul ist
zwischen ein Telekommunikationsnetz und die unidirektionalen Busse
gekoppelt, mit einer Eingabeschaltung zur Kopplung der Netzpakete über das
Eingabekommunikationsschnittstellenmodul mit dem unidirektionalen
Bus zur Eingabe in die Studioschnittstellenmodule und mit einer
Ausgabeschaltung zur Kopplung von Netzpaketen von dem andren unidirektionalen
Bus mit dem Ausgabekommunikationsschnittstellen-Ausgabemodul. Ein
Steuerprozessor befindet sich in der Mitte der Busse zur Steuerung der
Zeitschlitze für
die Netzpakete zu/von den Studioschnittstellenmodulen. Da Signale
an unidirektionalen Bussen nicht die Richtung wechseln müssen, können sie
mit einer höheren
Betriebsfrequenz betrieben werden als dies bei einem einzigen unidirektionalen
Bus der Fall wäre.
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Die Aufgaben, Vorteile und anderen
neuartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
genauen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den
anhängigen
Ansprüchen
und den beigefügten
Zeichnungen gelesen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine
Blockdiagrammansicht einer Video-/Netzschnittstellenvorrichtung
zur Verarbeitung von Video-/Audiodaten
in Paketen gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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2 eine
veranschaulichende Ansicht einer physischen Rückwandplatine unter Verwendung von
zwei PCI-Bussen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In Bezug auf die Video-/Netzumgebung
werden zwei Annahmen getroffen: (1) eine Schnittstelle mit einem
Telekommunikationsnetz auf Paketbasis weist einen Eingang und/oder
Ausgang je Netzschnittstellenvorrichtung (NIC) (Kommunikationsschnittstellenmodul – Eingang
und/oder Ausgang – kurz
CIMI und CIMO)auf; und (2) eine Schnittstelle auf Modulbasis mit
einer Einrichtung weist mindestens ein und wahrscheinlich mehrere
digitale Signal e) mit einer nominal konstanten Bitrate auf (Studioschnittstellenmodul – SIM).
Auf der Basis der ersten Annahme verwendet die Architektur gemäß der vorliegenden
Erfindung zwei unidirektionale Paketbusse – einer der Busse führt Pakete
zu dem CIMO und ein anderer Bus führt Pakete von dem CIMI. Auf
diese Weise können
die Signalrichtungen an den beiden Paketbussen ausschließlich anhand
der geografischen Stift- bzw. Pinpositionen bestimmt werden. Da die
Signale an dem Bus nicht die Richtung wechseln müssen, kann der Bus im Vergleich
zu einem bidirektionalen Bus mit einer höheren Betriebsfrequenz verwendet
werden.
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Die Architektur kann unter Verwendung
von Taktregeneratoren und einem doppelten Anschluss des Busses weiter
verbessert werden, in Verbindung mit einem Zeitschlitzidentifikationssignal,
um eine präzise,
terminierte Einfügung
sowie den entsprechenden Empfang von Paketdaten von den SIMs zu ermöglichen.
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In Bezug auf die Abbildung aus 1 wird ein von dem Telekommunikationsnetz
abgeleiteter Netztakt zur Resynchronisierung der Ausgabe eines Taktsynchronisatorchips 12 verwendet,
wie etwa vom Typ AV9170, der von Integrated Circuit Systems, Inc., in
einem CIMO 10. Der Ausgang des Taktsynchronisatorchips 12 taktet
ein Paketsynchronisationsregister 14. Das synchronisierte
Taktsignal und das Paketsynchronisationssignal werden über entsprechende
Busse 16, 18 zu einem oder mehreren SIMs 20 geleitet.
Die Daten von den SIMs 20 werden auf einen Datenbus 22 zur
Ausgabe durch den CIMO 10 über das Netz ausgegeben. Die
Busse 16, 18, 22 bilden einen unidirektionalen
Hochgeschwindigkeitsbus, wobei die Taktsignale gemäß der Abbildung nach
links verlaufen, während
die Datensignale nach rechts verlaufen. Die Busse enden mit ihren
entsprechenden charakteristischen Widerständen, um Reflexionen zu vermeiden.
Durch die Führung
der Takt- und Paketsynchronisationssignale in die Richtung, in welche
Daten von den SIMs verlaufen, trägt
jedes SIM ein ATM-Paket in einem designierten Zeitschlitz bei, wobei
das Signal Psync die Abgrenzung vorsieht. Dies ermöglicht einen
Betrieb mit Taktraten, die nicht durch die Busdurchgangszeit begrenzt
sind.
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Für
den anderen Hochgeschwindigkeitsbus, der ATM-Pakete von einem CIMI
zu den SIMs 20 transportiert, ist eine ähnliche Anordnung gut vorstellbar,
d. h. Takt- und Begrenzungssignale, die sich in die gleiche Richtung
ausbreiten, wobei sich die Daten entlang eines unidirektionalen
Busses von und zu den SIMs ausbreiten.
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Die Zeitschlitzzuordnung erfolgt über ein zentralisiertes
Steuermodul 24 unter Verwendung einer generalisierteren
Mikrocomputer-Busarchitektur wie etwa eines Personal Computer Interface
(PCI) Busses. Das Steuermodul befindet sich ungefähr in der
Mitte des Hochgeschwindigkeitsbusses 16, 18, 22.
Dies minimiert das Problem des Vorsehens von Aktualisierungen der
Zeitschlitzzuordnungen durch Minimierung der Ausbreitungszeit. Bei
Bussen mit erheblichen Einschränkungen
in Bezug auf die physikalische Länge,
wie etwa bei PCI-Bussen, können die
Module auf einer Seite des Hochgeschwindigkeitsbusses von einer
Seite einer PCI-Brücke
gesteuert werden, während
die Module auf der anderen Seite von der anderen Seite der PCI-Brücke gesteuert
werden.
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Die Abbildung aus 2 zeigt die Anordnung des CIM 10 – sowohl
Eingang als auch Ausgang, der SIMs 20 und des Steuermoduls 24 sowie die
entsprechenden Verbindung mit einer Rückwandplatine, die sowohl PCI-Steuerbusse 26, 28 und
den Hochgeschwindigkeitsbus 16, 18, 22 aufweist,
bei dem es sich eigentlich um zwei Busse handelt – einer führt Daten
für die
ATM-Pakete zu dem CIM(O) von den SIMs und der andere führt Daten
von ATM-Paketen zu den SIMs von dem CIM(I). Zusätzliche Bezugssignale, die
zur Zeitsteuerung der Studiovideosignale erforderlich sein können, können ebenfalls über den
Hochgeschwindigkeitsbus übermittelt
werden.
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Für
die Verbindung von dem Steuermodul 24 mit einer Seite (PCI-1)
des PCI-Busses 26 wird eine zentrale Verbindungseinrichtung
verwendet. Tatsächlich
weisen wahrscheinlich alle Modulplatten eine zentrale Verbindungseinrichtung
auf, die dazu verwendet wird, Signale zu oder von einer hinteren Platine
zu übertragen.
Die Layouts der Verbindungseinrichtung können für die drei Arten von Modulplatten
bzw. Modulplatinen identisch sein.
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Ferner können zwei CIMs nebeneinander angebracht
werden, wobei nur eines der Module aktiv ist. Dies kann eingesetzt
werden, um einen schnellen Wechsel für den Fall zu ermöglichen,
dass ein Problem in dem CIM oder in Beug auf die Netzverbindung
auftritt. Bei dem Umschalten des Verkehrs von einem CIM zu dem anderen
tritt eine kurze Dienstunterbrechung auf, wobei der Wechsel ohne
physische Eingriffe bewirkt werden kann.
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Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung somit eine Video/Netzschnittstellenvorrichtungsarchitektur
unter Verwendung unidirektionaler Busse für den Transport von Daten zu
oder von einem Kommunikationsschnittstellenmodul (CIM) zu oder von
mehreren Studioschnittstellenmodulen (SIM), wobei das CIM mit einem
Telekommunikationsnetz gekoppelt ist, und wobei die SIMs mit der
lokalen Video-/Audioumgebung gekoppelt sind