面向裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器的制造方法
【專利摘要】本發明面向裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器分組交換技術的廣泛應用和發展，出現了傳送話音業務的電路交換網絡和傳送數據業務的分組交換網絡兩大網絡共存的局面，語音業務和數據業務的分網傳送，促使人們思考一種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優點，并且同時向用戶提供統一的服務，包括話音業務、數據業務和圖像信息，由原CCITT提出了寬帶綜合業務數字網的概念，并提出了一種全新的技術——異步傳輸模式（ATM）；ATM技術將面向連接機制和分組機制相結合，在通信開始之前需要根據用戶的要求建立一定帶寬的連接，但是該連接并不獨占某個物理通道，而是和其他連接統計復用某個物理通道。
【專利說明】面向裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器
[0001](一)領域裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器屬于網絡通訊領域。
[0002](二)簡介
數據通訊從50年代末期開始，電子計算機與通訊技術相結合，一種新的通訊方式——“數據通訊”應運而生。數據通訊是把數據的處一和傳輸合為一體，實現數字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校驗和管理的一種通訊形式。
[0003]由于網絡的應用越來越廣泛，人們對通信線路帶寬的需求越來越高，現有的分組傳輸已經不能滿足日益增長的網絡應用的要求，如交互式的會話對實時性要求很高，延遲要很小；高清晰度電視圖像及多媒體實時數據的傳送都要求高速寬帶的通信網。
[0004]通信適配器又稱網絡接口板(adapter)或網絡接口卡NIC (Network InterfaceCard)但是現在更多的人愿意使用更為簡單的名稱“網卡”。主要用來連接共享資源，是當今計算機系統的必備部件。
[0005](三)定義
高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器是以幀中繼交換機作為結點組成高速幀中繼網，再將各個計算機網絡通過路由器與幀中繼網絡中的某一結點相連；或通過建立在電路交換與分組交換基礎上，并由基于光纖網絡的B-1SDN寬帶綜合業務數字網所采用:用戶主機所在網絡通過ATM交換結點再與光纖數字網絡相連，已達到網絡的高速分組傳輸的計算機與外界局域網的連接是通過主機箱內插入一塊網絡接口板(或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡)。
[0006]特點:
與一般分組傳輸在每個結點均要對組成分組的各個數據幀進行檢錯等處理不同的是:幀中繼交換結點在接收到一個幀時就轉發該幀，并大大減少(并不完全取消)接收該幀過程中的檢錯步驟，從而將結點對幀的處理時間縮短一個數量級，因此稱為高速分組交換。當某結點發現錯誤則立即中止該幀的傳輸，并由源站申請重發該幀。顯然，只有當幀中繼網絡中的錯誤率非常低時，幀中繼技術才是可行的。
[0007]ATM異步傳輸模式的主要特點如下:.模式中的分組稱為信元(Cell)，其長度是固定的，由5個字節首部和48個字節的信息字組成，因此在各結點可采用硬件對信元進行處理，而縮短信元處理時間
?交換設備可按網絡最大速度設置，而不同類型的服務可復用在一起，各通信信道對應信元根據業務量的大小按先到先服務的原則占用各分時段，速率高的信源占用較多時段，因而可支持各種業務的不同速率
3).保留電路交換以滿足傳輸從語音到高清晰度電視圖像等各種實時性很強的業務需要利用光纖通信誤碼率低的優點將差錯控制由數據鏈路層改到高層，而提高信元在網絡中的傳輸速率。
[0008]通信適配器發展歷史 80年代，隨著微機技術的發展，微機居域網技術和產品獲得迅速的發展。80年代末期，國外微機界已預言，90年代微機使用的環境就是網絡。事實上確實如此，微機居域網的發展在整個計算機網絡領域中具有相當大的影響，數以千計的微機網絡用戶分布在各個應用領域中促進了網絡應用技術的發展，從而也加速微機網絡技術的發展。
[0009]過去一直是國外微機居域網產品占據著網絡市場，其中建網用戶數占先的主要有NOVELL、3COM、IBM、BANYAN以及SUN等公司的產品。隨著網絡的發展，臺灣的廠商以生產能力強且多在內地設廠等優勢，也迅速的發展起來，象D — LINK, TP - LINK等品牌逐漸走向成熟，另外國內的計算機產品生產商如實達、聯想也紛紛生產出各自的網絡產品。
[0010]數據適配器是AD0.NET托管提供程序(用于在數據源和數據集之間通信的一組對象)的組成部分。(除適配器以外，托管提供程序還包括連接對象、數據讀取器對象和命令對象。)適配器用于在數據源和數據集之間交換數據。在許多應用程序中，這意味著從數據庫將數據讀入數據集，然后從數據集將已更改數據寫回數據庫。然而，數據適配器可以在任意源和數據集之間移動數據。
[0011]計算機與通訊線路及設備結合起來實現人與計算機、計算機與計算機之間的通訊，不僅使各用戶計算機的利用率大大提高，而且極大地擴展了計算機的應用范圍，并使各用戶實現計算機軟硬件資源與數據資源的共享。對計算機的遠距離實時控制和對數據的遠距離收集等項工作，也都可以利用數據通訊來進行。
[0012]用于數據通訊的通訊網，稱為數據通訊網。它分為專用數據網和公用數據網。專用網發展較早，仍普遍使用。在20世紀70年代前，公用數據通訊一般使用原有的公共電話網或電報網。70年代以來，隨著數據通訊迅速發展，開始建立公用數據網。而局域網則是一種專用的數據通訊網。
[0013]公用數據網一般采用分組交換和電路交換兩種交換方式。分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿足實時數據通訊的要求。分組交換網是一種主要的公用數據通訊網。
[0014]作用
在現代信息社會中，政府機關及各個部門要實現高效率的管理，數據通訊是一種至關重要的手段。數據網的建立和發展，是我國“八五計劃”的重點項目。我國國內分組交換網已于1989年11月正式使用，各大城市間已開通了數據通訊業務，利用這個網還能進行國際數據庫的聯網檢索。
[0015]在通訊發達的國家，用戶只要攜帶一臺袖珍式電腦，與國際長途直撥電話線相連，就可以與全球任何地方進行數據信息的交換。
[0016]組成
數據通迅系統由信源、信宿和信道三部分組成。其中，我們通常將數據的發送方稱為信源，而將數據的接收方稱為信宿。信源和信宿一般是計算機或其它一些數據終端設備。為了在信源和信宿之間實現有效的數據傳輸，必須在信源和信宿之間建立一條傳送信號的物理通道，這條通道被稱為物理信道，簡稱信道。現代移動通信技術主要是指全球移動通信系統(GSM)、通用分組無線業務(GPRS)、碼分多址(CDMA)等技術。其中GSM還是主導。
[0017]原理
數據通訊是兩個實體間數據的傳輸和交換。數據通訊技術共經歷了四個發展階段，電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術。公眾電話網(PSTN網)和移動網(包括GSM網和CDMA網)采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源，直到通信結束，并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態，分配的電路都一直被占用。
[0018]分組交換技術
分組交換技術的廣泛應用和發展，出現了傳送話音業務的電路交換網絡和傳送數據業務的分組交換網絡兩大網絡共存的局面，語音業務和數據業務的分網傳送，促使人們思考一種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優點，并且同時向用戶提供統一的服務，包括話音業務、數據業務和圖像信息，由此在20世紀80年代末由原CCITT提出了寬帶綜合業務數字網的概念，并提出了一種全新的技術——異步傳輸模式(ATM)。ATM技術將面向連接機制和分組機制相結合，在通信開始之前需要根據用戶的要求建立一定帶寬的連接，但是該連接并不獨占某個物理通道，而是和其他連接統計復用某個物理通道，同時所有的媒體信息，包括語音、數據和圖像信息都被分割并封裝成固定長度的分組在網絡中傳送和交換。ATM另一個突出的特點就是提出了保證QoS的完備機制，同時由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，所以可以將流量控制和差錯控制移到用戶終端，網絡只負責信息的交換和傳送，從而使傳輸時延減少，ATM非常適合傳送高速數據業務。從技術角度來講，ATM幾乎無懈可擊，但ATM技術的復雜性導致了 ATM交換機造價極為昂貴，并且在ATM技術上沒有推出新的業務來驅動ATM市場，從而制約了 ATM技術的發展。ATM交換機主要用在骨干網絡中，主要利用ATM交換的高速和對QoS的保證機制，并且主要是提供半永久的連接。
[0019]ATM 技術
雖然ATM技術沒有讓人們實現“綜合業務”的夢想，但人們一直在尋找一種途徑試圖實現在一個網絡上提供各種業務，電信運營商也希望能夠充分利用現網資源，盡量為用戶提供豐富的業務。首先提出的技術就是綜合交換機技術，主要是通過對現有的電路交換網絡進行改造，來達到同時支持電路交換和寬帶交換(包括ATM交換和IP交換)的目的。許多廠家也先后開發了綜合交換機，并且相關的行業標準《綜合交換機技術規范》也已經制定和頒布。綜合交換機具有窄帶交換機的功能，同時還要具有寬帶交換機的功能。綜合交換機的實現方式主要有兩種:一種是采用混合交換節點的方式，在交換機內部配置有多個獨立交換矩陣，即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊，傳統的PSTN呼叫還主要由電路交換模塊進行處理，和寬帶相關的業務則交由寬帶分組處理模塊進行處理，當兩個模塊之間需要交互時需要進行協議轉換。另一種是采用融合交換節點的方式，綜合交換機內部基本上只有一個單一的ATM或IP交換矩陣，例如上海貝爾的寬帶交換機S12 P3S即直接采用ATM技術作為核心交換技術，所有的媒體信息都轉換成ATM信元在交換機內部進行處理，對外則同時支持電路交換網、ATM網和IP網。米用融合方式的綜合交換機由于內部已改為統一的交換平臺，在靈活快速的業務部署方面有很大的優勢。綜合交換機由于綜合多種功能，所以造價也比較高，主要用在業務量較大的關口局和端局，不適合全網推行。
[0020]IP電話技術
綜合交換機主要是采用對電路交換機進行改造的方式來支持分組交換的方式，在探索電路交換技術和分組交換技術融合的過程中，人們同時也希望能夠利用分組網絡來傳送話音業務，此時基于Web應用的出現，Internet網絡以驚人的速度發展起來，并最終發展成為一個全球性的網絡，人們使用Internet網絡來得到各種服務。Internet網絡是基于IP技術，屬于分組交換技術，采用盡力而為的方式，對每個分組根據路由信息和網絡情況獨自進行傳輸和選路。Internet網絡主要用來傳送數據業務，伴隨著Internet的巨大成功，已使IP技術成為未來信息網絡的支柱技術，基于TCP/IP的網絡技術不僅成為傳送數據業務的主導技術，而且傳統的電信運營商開始嘗試使用IP技術來傳送話音業務。傳統的電信運營商一般都組建了自己的IP網絡，除了在IP網絡上提供利潤相對較低的數據業務之外，運營商希望能夠充分利用現有資源向用戶提供豐富的業務，最主要的是話音業務，目前話音業務仍然屬于運營上最主要的收入來源，最早出現的在分組網上傳送語音業務的應用就是IP電話技術。
[0021]IP電話技術已經成為人們比較熟悉的業務，主要采用H.323系列協議，包括負責呼叫建立的信令協議H.225和負責建立媒體通道的H.245協議，語音業務采用RTP分組的方式在IP網中進行傳輸。IP電話的語音質量雖然沒有傳統電路交換網向用戶提供的語音質量高，但H.323協議被普遍認為是目前在分組網上支持語音、圖像和數據業務最成熟的協議，在IP電話領域得到廣泛應用。世界上有很多利用H.323協議組建的VoIP網絡正在運營。但H.323的有些缺點也很明顯。首先，H.323協議中的呼叫控制信令是以Q.931為基礎的。Q.931協議是一種基于UNI接口的協議，協議本身比較簡單，沒有關于NNI接口的定義。這在專用網內實現計算機一計算機的呼叫沒有問題，但要提供全國性業務及PSTN-to-PSTN連接則必須依賴NNI接口。其次，H.323網絡中使用的是集中式的網關，網關要同時處理媒體流和信令流，在處理能力上也限制了 H.323網絡的發展。ITU-T借鑒IETF相關規范的經驗，在進一步擴展和修訂H.323系列協議。另外，和SIP相比較，H.323協議的可擴展性較差，并且為了在H.323網絡提供類似在電路交換網絡上向用戶提供的業務，許多廠家都對H.323協議進行了擴展，所以不同廠家的H.323設備之間的互聯也是一個H.323網絡發展所面臨的一個重要問題。
[0022]但是IP電話的成功應用和相當程度的市場占有份額讓人們看到業務融合的曙光，人們逐漸認識在分組網上可以傳送話音業務，并且可以達到較為理想的通信效果。并且分組交換具有很多潛在的性能優點，一個優點是高效利用傳輸通道的通信能力，尤其是對突發傳輸更是如此。盡管語音所表現出的突發性沒有交互式數據那么突出，但還是以突發期/靜音期的方式表現出一定的突發性。平均突發期的長度取決于所使用的靜音偵測器，在典型的電話交談中，單個語音源只有大約35-45%的時間里是活動的。另外一個優點是統計復用，這樣呼叫阻塞是所需平均帶寬，而不是峰值帶寬的函數。因此在傳輸控制，計費等方面的可以更靈活。正因為這些優點，因特網語音應用，尤其是IP電話，已經成為“三網合一”大潮中最引人注目的應用之一。
[0023]隨著IP電話技術的發展，通信業內基本上達成了未來電信網絡的核心將采用分組交換技術的共識，并且在這種共識之下，針對IP電話技術所存在的缺點從技術角度進行了改進，首先是將網關呼叫控制和媒體交換的功能相分離，并最終提出了軟交換的概念。軟交換技術雖然仍然采用分組網絡作為承載網絡，但是從技術角度來講，軟交換技術仍然可以看作是交換技術發展的又一個里程碑。傳統的電路交換和分組交換網絡在每個網絡節點上都集中了太多的智能，在電路交換網絡中，網絡節點不僅要負責呼叫控制，處理所有和呼叫相關的信息，同時還需要負責進行話音通路的建立，同時，在電路交換網絡中，許多業務都需要在網絡節點上配置相關的業務邏輯，許多業務都需要在端局上作數據，這樣也制約了業務的及時提供。在以H.323網絡為代表的分組交換網絡中，如上所述網關設備也需要同時進行呼叫控制和媒體流的建立，分組的處理。
[0024](四)應用
裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器里幀中繼的幀長是可變的，可按需要分配帶寬，幀中繼網絡的傳輸速率可達64KbpiT45MbpS，適用于局域網、城域網和廣域網。
【權利要求】
1.高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器是以幀中繼交換機作為結點組成高速幀中繼網，再將各個計算機網絡通過路由器與幀中繼網絡中的某一結點相連；或通過建立在電路交換與分組交換基礎上，并由基于光纖網絡的B-1SDN寬帶綜合業務數字網所采用:用戶主機所在網絡通過ATM交換結點再與光纖數字網絡相連，已達到網絡的高速分組傳輸的計算機與外界局域網的連接是通過主機箱內插入一塊網絡接口板(或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡)； 與一般分組傳輸在每個結點均要對組成分組的各個數據幀進行檢錯等處理不同的是:幀中繼交換結點在接收到一個幀時就轉發該幀，并大大減少(并不完全取消)接收該幀過程中的檢錯步驟，從而將結點對幀的處理時間縮短一個數量級，因此稱為高速分組交換；當某結點發現錯誤則立即中止該幀的傳輸，并由源站申請重發該幀；顯然，只有當幀中繼網絡中的錯誤率非常低時，幀中繼技術才是可行的。
2.ATM異步傳輸模式的主要特點如下: 模式中的分組稱為信元(Cell)，其長度是固定的，由5個字節首部和48個字節的信息字組成，因此在各結點可采用硬件對信元進行處理，而縮短信元處理時間 交換設備可按網絡最大速度設置，而不同類型的服務可復用在一起，各通信信道對應信元根據業務量的大小按先到先服務的原則占用各分時段，速率高的信源占用較多時段，因而可支持各種業務的不同速率。
3.保留電路交換以滿足傳輸從語音到高清晰度電視圖像等各種實時性很強的業務需要利用光纖通信誤碼率低的優點將差錯控制由數據鏈路層改到高層，而提高信元在網絡中的傳輸速率。
4.數據適配器是AD0.NET托管提供程序(用于在數據源和數據集之間通信的一組對象)的組成部分；(除適配器以外，托管提供程序還包括連接對象、數據讀取器對象和命令對象；)適配器用于在數據源和數據集之間交換數據；在許多應用程序中，這意味著從數據庫將數據讀入數據集，然后從數據集將已更改數據寫回數據庫；然而，數據適配器可以在任意源和數據集之間移動數據； 公用數據網一般采用分組交換和電路交換兩種交換方式；分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿足實時數據通訊的要求；分組交換網是一種主要的公用數據通訊網。
5.數據通訊是兩個實體間數據的傳輸和交換；數據通訊技術共經歷了四個發展階段，電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術；公眾電話網(PSTN網)和移動網(包括GSM網和CDMA網)采用的都是電路交換技術，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源，直到通信結束，并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議；這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態，分配的電路都一直被占用。
6.分組交換技術的廣泛應用和發展，出現了傳送話音業務的電路交換網絡和傳送數據業務的分組交換網絡兩大網絡共存的局面，語音業務和數據業務的分網傳送，促使人們思考一種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優點，并且同時向用戶提供統一的服務，包括話音業務、數據業務和圖像信息，由原CCITT提出了寬帶綜合業務數字網的概念，并提出了一種全新的技術一異步傳輸模式(ATM)5ATM技術將面向連接機制和分組機制相結合，在通信開始之前需要根據用戶的要求建立一定帶寬的連接，但是該連接并不獨占某個物理通道，而是和其他連接統計復用某個物理通道，同時所有的媒體信息，包括語音、數據和圖像信息都被分割并封裝成固定長度的分組在網絡中傳送和交換；ATM另一個突出的特點就是提出了保證QoS的完備機制，同時由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，所以可以將流量控制和差錯控制移到用戶終端，網絡只負責信息的交換和傳送，從而使傳輸時延減少，ATM非常適合傳送高速數據業務；從技術角度來講，ATM幾乎無懈可擊，但ATM技術的復雜性導致了 ATM交換機造價極為昂貴，并且在ATM技術上沒有推出新的業務來驅動ATM市場，從而制約了 ATM技術的發展；ATM交換機主要用在骨干網絡中，主要利用ATM交換的高速和對QoS的保證機制，并且主要是提供半永久的連接。
7.裝修市場行業高速分組傳輸網絡的可編程數據通信適配器里幀中繼的幀長是可變的，可按需要分配帶寬，幀中繼網絡的傳輸速率可達64KbpiT45MbpS，適用于局域網、城域網和廣域網。
【文檔編號】H04L12/931GK104426806SQ201310368887
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】朱迪 申請人:上海莞東拿信息科技有限公司