專利名稱：具有多重排隊的虛擬路徑的業務整形器的制作方法
技術領域：
本發明涉及在異步傳送模式通信網絡中的業務整形器，特別是控制信元流向一個虛擬路徑交換網絡的業務整形器。
異步傳送模式(下面稱為ATM)對于多媒體通信是有利的，并且目前應用于許多局域網中。一個ATM網絡在多個虛擬路徑中傳送稱為信元的固定長度的信息包，每一路徑包括一個或多個虛擬信道。通過一個異步時分多路復用方案，其中虛擬路徑沒有固定的時隙分配，一個虛擬路徑交換網在虛擬路徑基礎上交換該信元業務。
己由國際電聯組織的電信標準化部分推薦在寬帶綜合業務數字網(B-ISDNS)中應用ATM的標準，以及在這樣的網中的業務控制及阻塞控制的標準，例如在ITU-T推薦I371中。ATM論壇的技術委員會也己起草了業務管理技術規范。這些標準和技術規范給出了在ATM網中的虛擬路徑及信道上調節信元流速率的方法。
業務整形器的功能是控制進入網絡的信元流，以使在每個虛擬路徑上的業務都保持在該路徑允許的速率內。一個常規的業務整形器使每一個被控制的虛擬路徑中的信號保持先進-先出隊列。到達的信元排列到由信元標題中的地址信息指定的隊列。以不超過特定的峰值信元速率的速率從每一隊列取出信元。
峰值信元速率是確定在虛擬路徑上提供的服務類別的多個參數之一。其他參數涉及諸如信元丟失率，信元傳送延遲及該延遲的偏差這樣的質量因素。為了滿足不同類型信元業務的要求，一個網絡要提供多種等級的服務。對于常規的業務整形器，由于設置在同一隊列中的所有信元基本上接收同一等級的服務，就需要大量獨立的虛擬路徑，加重網絡的虛擬路徑交換資源的負擔。
因此本發明的一個目的是在不增加虛擬路徑數量的情況下，在一個ATM虛擬路徑交換網中增加服務等級的數量。
根據本發明的第一方面，一個業務整形器在每個虛擬路徑具有兩個隊列。對于每個信元，一個標題轉換器讀取送入網絡的信元標題并且確定出網虛擬路徑，出網虛擬信道及內部等級。存在兩個內部等級第一等級或常規等級和第二等級或可變等級。一個信元分配器將第一等級信元設置在指定的出網虛擬路徑的第一隊列中，將第二等級信元設置在指定的出網虛擬路徑的第二隊列中。
對于每一虛擬路徑，業務整形器也有一個插入器，用來將前向資源管理信元插入虛擬路徑上的信元流。
對于每一虛擬路徑，業務控制表存儲規定峰值信元速率，一個允許信元速率及一個資源管理信元速率的參數。在輸出調度器的控制下工作的讀控制器從第一，二隊列提取信元，并從插入器中提取前向資源管理信元。在每一虛擬路徑中，第一隊列中的信元先于前向資源管理信元被提取，并服從下面的速率控制，而前向資源管理信元又先于第二隊列中的信元被提取。在每一虛擬路徑上的前向資源管理信元流保持在允許的信元速率的確定份額之內，該份額由資源管理信元速率規定。前向資源管理信元與來自第二隊列的信元的組合流被保持在允許信元速率之內。在虛擬路徑的總信元流保持在峰值信元速率內。
一個提取器接收答復前向資源管理單元返回的后向資源管理單元，并將后向資源管理單元的阻塞指示通知輸出調度器。當未指示阻塞時，輸出調度器提高允許的信元速率，當指示阻塞時，減小允許的信元速率，當期望的后向資源管理信元未到達時，也減小允許的信元速率。
根據本發明的第二方面，業務整形器還有每一個虛擬路徑的第三隊列，并有三個內部等級。第三等級是一個優先等級，業務控制表存儲優先信元速率。優先信元速率小于峰值信元速率。信元分配器將優先等級信元設置到指定虛擬路徑的第三隊列。讀控制器從第三隊列提取信元先于從第一隊列中提取信元，并使從第三隊列中來的信元流保持在優先信元速率內。在其他方面，本發明的第二方面與第一方面類似。
附圖中
圖1是一個ATM網絡的部分示意圖，表示業務整形器的位置；圖2是表示本發明的第一實施例的方框圖；圖3表示第一實施例中的輸出調度器的內部結構；圖4表示第一實施例中信元的排隊及輸出；圖5表示第一實施例的操作定時圖；圖6表示第一實施例的虛擬路徑上的帶寬分配；
圖7表示第一實施例中的資源管理信元流；圖8是表示調節第一實施例的虛擬路徑上允許的信元速率的示意圖；圖9是本發明第二實施例的方框圖；圖10表示第二實施例中的輸出調度器的內部結構；和圖11表示第二實施例中虛擬路徑上的帶寬分配。
下面將參照附圖對本發明的實施例進行描述。
圖1表示在一個ATM虛擬路徑交換網中的業務整形器的位置。網絡在稱為終端設備或TE的各種終端2之間傳送數據。該圖所示的數據流從左到右。在圖的左側，源終端2耦合到虛擬信道交換機(VC-SW)4。虛擬路徑業務整形器6控制從虛擬信道交換機4到一個或多個虛擬路徑8的信元業務流。為簡單起見，圖中只表示一個虛擬路徑。虛擬路徑是單向的；圖1中虛擬路徑上的數據流是從左向右的。
虛擬路徑8進入虛擬路徑交換網絡10，該網絡具有一控制裝置12，也稱為虛擬路徑使用參數控制或虛擬路徑網絡參數控制(VP-UPC/NPC)裝置，用于加強服從業務限制。網絡10還有用于將虛擬路徑由一個網絡節點交換到另一個節點的虛擬路徑交換裝置(VP-SW)14。除交換之外，虛擬路徑交換裝置14還執行諸如連接進入控制，資源管理，和優先權控制這樣的功能。每一虛擬路徑在另一個虛擬信道交換機4離開網絡終端，虛擬信道交換機4將不同虛擬信道的信元路由選擇到適當的目的終端2。
雖然虛擬路徑限定為單方向的，每個虛擬路徑都與其上沿相反方向進行信元業務流的另一虛擬路徑配合。這兩條路徑共享同一虛擬路徑標識符(VPI)。
在下面的實施例中，在ATM網絡發送的用戶數據信元標題具有一明確的前向阻塞指示比特(EFCI)，設置前向阻塞指示比特來通知下游網絡節點的阻塞。該網絡也發送能被分為前向資源管理(FRM)和后向資源管理(BRM)信元的資源管理(RM)信元。RM信元在信元本體內具有一阻塞指示比特(CI)。
圖2表示根據本發明第一實施例的業務整形器6。業務整形器6包括標題轉換器16，信元分配器18，和多個隊列對20，對應于由業務整形器服務的虛擬路徑(VPs)。在圖中，虛擬路徑被標以數字0到n，這里n是一個任意正整數。每個隊列對20包括常規等級隊列22和可變等級隊列24。
耦合到每個可變等級隊列24的輸出端的是FRM插入器(FRM INS)26。讀控制器28將來自隊列22和24及FRM插入器26的信元送入虛擬路徑交換網絡10。參考業務控制表32，及參考BRM提取器(BRM EXT)34接收的BRM信元，由輸出調度器30控制讀控制器28。
例如，常規等級隊列22和可變等級隊列24是先進先出存儲器設備。另外，通過一般用途的存儲器設備中的指針保持這些隊列。
例如，從設置在信元業務離開虛擬路徑交換網10的虛擬信道交換機(未示出)內的資源管理信元(RM-信元)終端連接器36接收BRM信元。在圖中作為一實例表示一個RM信元終端連接器36。RM信元終端連接器36包括從輸入信元流提取FRM信元的FRM提取器(FRM EXT)38，在每個輸入信元讀取EFCI比特的EFCI提取器(EFCI EXT)40，存儲在每個虛擬路徑接收的最新EFCI比特值的EFCI寄存器(EFCI REG)42，和BRM插入器(BRM INS)44。BRM插入器44通過將存儲在EFCI寄存器42的EFCI比特值標記在由FRM提取器38提取FRM信元上產生BRM信元，并將這些BRM信元插入送回到虛擬路徑交換網10的信元流中。
對于每一虛擬路徑(VP)，業務控制表32具有一組參數，包括峰值信元速率(PCR)，資源管理信元速率(Nrm)，初始信元速率(ICR)，附加增加速率(AIR)，速率減小因數(RDF)，和其他與本發明無關的參數。后綴0，1，…，n為虛擬路徑號。由網絡軟件設定圖2中粗線表示的這些參數，與通常的ATM網絡相同。
對于每個虛擬路徑，業務控制表32也具有所允許的信元速率(ACR)參數和一對超時標記(FR和FV)；由輸出調度器30設置和保持ACR參數和超時標記。對于每個虛擬路徑，根據峰值信元速率設置和清除超時標記(FR)，根據允許的信元速率設置和清除另一超時標記(FV)。
圖3表示輸出調度器30的內部結構。時鐘發生器46向PCR控制器48，ACR控制器50，和虛擬路徑計數器52提供時鐘信號。虛擬路徑計數器52依次選擇虛擬路徑。PCR控制器48從業務控制表32讀取峰值信元速率并設置相應的FR超時標記。ACR控制器50從業務控制表32讀取允許的信元速率并設置相應的FV超時標記，以及根據從BRM提取器34接收的阻塞指示調整允許的信元速率。由FRM速率控制器54依次讀取FV超時標記，控制器54根據相應的FV標記和資源管理信元速率參數(Nrm)為每一虛擬路徑輸出插入命令RC。
隊列標記寄存器56為每個虛擬路徑存儲附加的一對標記位，QR和QVQR標記指示在常規等級隊列22出現至少一個信號；QV標記指示在可變等級隊列24出現至少一個信號。
第一邏輯電路58從FR和QR標記產生第一讀取信號RR。該信號RR指示讀控制器28從虛擬路徑計數器52指示的虛擬路徑的常規等級隊列22取出一個信元。第二邏輯電路60從FR，FV，和QV標記，插入命令RC，和第一讀取信號RR產生第二讀取信號RV。該信號RV指示讀控制器28從虛擬路徑計數器52指示的虛擬路徑的可變等級隊列24取出一個信元。第三邏輯電路62從插入命令RC和第一讀取信號RR產生第三讀取信號RF。該信號RF指示耦合到由虛擬路徑計數器52指示的可變等級隊列24的FRM插入器26向讀控制器28提供FRM信元，并且讀控制器28將該FRM信元放入出網信元流。
該實施例的第一邏輯電路58執行邏輯“與”操作。第二和第三邏輯電路60和62執行“非”和“與”邏輯的組合。
下面將描述第一實施例的操作。
當在兩個終端之間建立虛擬信道連接時，虛擬信道和虛擬路徑交換機中的交換軟件將虛擬信道標識符(VCI)和虛擬路徑標識符(VPI)分配給網絡中每個節點上的連接。在定位業務整形器6的虛擬信道交換節點上，出網VPI/VCI值存儲在標題轉換器16使用的表(圖中未示出)。另外，向每個連接分配作為常規等級和可變等級的兩個內部等級中的一個，并且相應的內部等級標識符(C)存儲在標題轉換器16使用的表。在下面的描述中，內部等級標識符(C)將采取零和一的值，一表示常規等級而零表示變化等級。
根據終端要求的服務質量(QOS)進行路徑和等級分配。一般地說，諸如音頻和視頻業務這樣的實時業務設置為虛擬路徑的常規等級，而具有較低定時要求的數據業務設置為可變等級。
再次參考圖2，當業務整形器6接收來自虛擬信道交換機的信元時，標題轉換器16將標題信息重寫入信元采指定虛擬路徑，虛擬信道，和該信元所屬連接的內部等級。信元分配器18讀取由標題轉換器16寫入的虛擬路徑標識符(VPI)和內部等級標識符(C)值，并將信元放入相應的隊列。
再次參考圖3，對于每個虛擬路徑，PCR控制器48使用由時鐘發生器46提供的時鐘信號和存儲在業務控制表32的PCR參數來保持在對應于PCR值的時間間隔過去之后超時的PCR定時器(未示出)。當該PCR定時器超時時，PCR控制器48設置相應的FR標記。對于每一虛擬路徑，ACR控制器保持在對應于ACR值的時間間隔過去之后超時的ACR定時器(未示出)。當該ACR定時器超時時，ACR控制器50設置相應的FV標記。輸出調度器30從隊列對20進一步接收指示每個隊列是否被占用的信息，并由此將QV和QR比特設置在隊列標記寄存器56。
虛擬路徑計數器52從零到n循環計數，由此依次指定虛擬路徑當指定每個虛擬路徑時，如果該虛擬路徑的FR和QR比特都被設置，第一邏輯電路58觸發RR信號，使讀控制器28從該虛擬路徑的常規等級隊列22取出一個信元并將該信元放入出網信元流。如果FR，FV，和QV比特全部被設置，RC命令為待用，RR信號為待用，第二邏輯電路60觸發RV信號，使讀控制器28從該虛擬路徑的可變等級隊列24取出一個信元并將該信元設置到出網信元流。
圖4說明這些操作，表示具有虛擬路徑標識符的輸入信元根據其內部等級標識符(C)是否等于一或零而等于設置在常規等級隊列22或可變等級隊列24中的確定值“a”，以及表示讀控制器28從虛擬路徑“a”的常規等級隊列22取出一個信元。
圖5更詳細地描述了虛擬路徑“a”上的這些操作。假定FRM信元插入命令(RC)為無效。
在圖5左邊的常規等級(C＝1)中的信元的輸出使兩個隊列22和24為空。在圖中的區域64，另一個常規等級信元到達并被放置在設定QR標記的常規等級隊列22(C＝1)。放置在設定QV標記的可變等級隊列24(C＝0)中的可變等級信元跟隨該信元。當PCR定時器超時時，設置FR標記。第一邏輯電路58進行QR和FR比特的邏輯“與”運算并觸發RR信號，使讀控制器28從常規等級隊列22取出信元并將該信元放到出網信元流。常規等級隊列22現在再次空出，清除QR標記，重新啟動PCR定時器，并清除FR標記。RR信號由此返回待用狀態。
在區域66，ACR定時器超時，設置FV標記。當PCR定時器也在稍后超時時，第二邏輯電路60將有效的QV，FR，和FV標記比特與待用RR信號和RC命令組合并觸發RV信號，使讀控制器28從可變等級隊列24取出信元并將該信元放入出網信元流。可變等級隊列24現在再次空出，清除QV標記，重新啟動ACR定時器，清除FV標記，以及RV信號再次成為待用。也清除FR標記，并重新啟動PCR定時器。
在區域68，當兩個隊列22和24空出時，PCR定時器超時，因此FR標記將設置保持一段時間。到達的下一個信元屬于常規等級(C＝1)并放置在常規等級隊列22，設置QR比特。第一邏輯電路由此觸發RR信號，并將該信元立即放置到出網信元流。
因此，由參數PCRa表示的虛擬路徑“a”的帶寬由常規和可變等級中的信元共享，常規等級業務被賦予優先權，在提供常規等級業務之后可變等級業務占用剩余的帶寬。如圖6所示，可用于可變等級業務的帶寬量根據常規等級業務量變化。在兩類組合的業務總量不能超過分配給虛擬路徑“a”的峰值信元速率(PCRa)。
可變等級業務不僅包括從可變等級隊列24取出的信元，而且包括由FRM插入器26插入的FRM信元。FRM速率控制器54通過計數相應的ACR定時器超時的次數對從每個可變等級隊列24取出的信元計數。對于虛擬路徑“a”，在從可變等級隊列24取出Nrma-1個信元之后，下一次設置FR和FV標記，FRM速率控制器54觸發信元插入命令RC。如果第一邏輯電路58未觸發RR信號，由于在常規等級隊列22不存在信元，第三邏輯電路62就觸發RF信號，FRM插入器26在阻塞指示比特(CI)被清到零以指示未阻塞狀態的情況下產生FRM信元，讀控制器28將該FRM信元插入出網信元流取代可變等級信元。插入FRM信元，與可變等級隊列24包含可變等級信元或空出無關。
FRM信元和可變等級信元的組合流由此保持在允許信元速率(ACR)之內，并且如資源管理信元速率參數(Nrm)指定的那樣，FRM信元流保持在允許信元速率的份額之內，該份額為1/Nrm。在該份額率(ACR/Nrm)之內，讀控制器28先于可變等級信元取出FRM信元。
讀控制器28先于FRM信元和可變等級信元取出常規等級信元。在每個虛擬路徑上的常規等級信元，FRM信元，和可變等級信元的總組合流保持在分配給該虛擬路徑的峰值信元速率(PCR)之內。
在接收FRM信元時，圖2中的RM信元終端連接器36返回一BRM信元，該信元標有從EFCI寄存器42取出的、與FRM信元到達的虛擬路徑有關的EFCI比特的最新值。如圖2所示，當一信元進入虛擬路徑交換網10時，通過虛擬路徑交換網10的一個節點，將EFCI比特設置到零(指示無阻塞狀態)，但是也可以設置到1(阻塞警告)。
輸出調度器30檢查由BRM提取器34提取的這些返回BRM信元。BRM信元的虛擬路徑指示(VPI)也識別由返回BRM信元的FRM信元占用的虛擬路徑作為應答。如果在返回相應的BRM信元的確定時間內接著發送FRM信元，如果BRM信元內的CI比特被清零，表明在FRM信元占用的虛擬路徑不存在阻塞或即將發生阻塞，接著輸出調度器30將增加ACR參數的值，使其增加值等于資源管理信元速率(Nrm)與附加的增加速率(AIR)相乘的值。對于虛擬路徑“a”，ACRa增加(Nrma×AIRa)。如果該結果超過峰值信元速率PCRa，則設定ACRa等于PCRa。
如果設置返回BRM信元中的CI比特以指示阻塞，或如果在期望的時間內未接收返回BRM信元(暗示阻塞)，輸出調度器30將ACRa減小一定量，減小量等于資源管理信元速率Nrma乘以所允許信元速率ACRa并除以速率減小因數RDF(Nrma×AIRa/RDFa)的值。
一般將資源管理信元分配到特定的虛擬信道，例如，第六虛擬信道(VCI＝6)，以簡化從信元流提取這些信元。圖7表示在這種布置下的可變速率信元，FRM信元，和BRM信元流，使用輕陰影表示變化速率信元，重陰影表示FRM和BRM信元。所示Nrma參數表示等于5，因此，每隔五個變化速率信元由一個FRM信元替代。
圖8說明一般虛擬路徑在允許信元速率內的變化，水平軸表示時間而垂直軸表示ACR值。首先設置ACR參數為初始信元速率(ICR)。在初始設置之后，接收帶有CI比特清零的BRM信元，使ACR值以Nrm×AIR的步長增加，直到達到峰值信元速率PCR為止。接著發生阻塞或將要阻塞周期，其間在返回BRM信元內將CI比特設置為一并以Nrm×ACR/RDF的步長減小ACR值。在阻塞結束之后，以Nrm×AIR的步長增加ACR直到再次達到PCR值。在未接收到期望的BRM信元或在期望時間內未接收到BRM信元的時間間隔內要發生下一次阻塞，并且以Nrm×ACR/RDF的步長減小ACR。接著進入再次接收CI比特清為零的BRM信元的時間間隔，并且再次增加ACR值。
第一實施例的一個優點是每個虛擬路徑提供兩個等級的服務，在不需要同樣大量虛擬路徑的情況下，允許提供大量不同的服務等級。因此減小交換虛擬路徑所必須的網絡資源。
另一優點是通過如上所述的在每個虛擬路徑上調整所允許信元速率，業務整形器6能根據網絡的阻塞情況調整出網信元流，而不必改變峰值信元速率并由此影響常規等級業務。
第一實施例的這些優點，是在與現存虛擬路徑交換系統的兼容性沒有任何損失的情況下得到的。前向和后向資源管理信元及調整可變信元速率的EFCI和CI比特為ATM網絡的標準特點。
下面，將描述第二實施例。第二實施例與第一實施例的區別在于每個虛擬路徑有三個隊列。第三隊列為優先隊列。現在標題轉換器16將信元分配到三個內部等級可變速率等級(C＝O)，常規等級(C＝1)，和優先等級(C＝2)。
參考圖9，參考存儲在業務控制表32的優先信元速率參數(EPCR)和相應的標記(FE)控制優先隊列70。每個虛擬路徑具有獨立的EPCR值和FE標記。與PCR值一樣，EPCR值小于峰值信元速率PCR并且能夠通過軟件設置。
圖9中的其他元件與圖2中具有相同參考標號的相應元件類似。在分配給每個虛擬路徑的信元中，信元分配器18將常規等級信元放入常規等級隊列22，可變信元放入可變等級隊列24，以及優先等級信元放入優先等級隊列70。
圖10表示第二實施例中的輸出調度器30的內部結構，相應元件使用與圖3中的相同的參考標號。隊列標記寄存器56現在每個虛擬路徑存儲三個標記比特，表示常規等級隊列22和可變等級隊列出現信元的QR和QV標記，和表示優先隊列70出現信元的QE標記。圖10的EPCR控制器72以與PCR控制器48根據PCR參數管理FR標記相同的方式根據EPCR參數管理FE超時標記。
第二實施例具有四個輸出相應讀信號RR，RV，RF，和RE的邏輯電路74，76，78，和80。當設置FR，FE，和QE標記時，第四邏輯電路80觸發RE信號，使讀控制器28從優先隊列70取出信元。當設置FR和QR比特并且RE信號待用時，第一邏輯電路74觸發RR信號，使讀控制器28從常規等級隊列22取出信元。當RC命令信號有效并且RE及RR信號待用時，第四邏輯電路78觸發RF信號，使FRM插入器26插入FRM信元。當設置FR，FV，和QV標記并且RE，RR和RC信號待用時，第二邏輯電路76觸發RV信號，使讀控制器28從可變等級隊列24取出一信元。
除去將每個虛擬路徑的帶寬部分優先給予優先等級信元之外，第二實施例的操作與第一實施例的操作類似。在每個虛擬路徑，先于常規等級信元取出優先等級信元，而常規等級信元先于FRM信元被取出，FRM信元先于可變等級信元被取出。優先等級信元流保持在優先信元速率之內，并且虛擬路徑內的全部類型信元的組合流保持在峰值信元速率之內。
圖11說明第二實施例的操作。每個虛擬路徑的總帶寬(PCR)的確定量(EPCR)分配給優先等級(C＝2)中的信元。送出優先信元的速率不能超過EPCR參數設定的界限。未被優先信元使用的總帶寬(PCR)部分分配到常規等級(C＝1)的信元。在此之后剩余的任何帶寬分配給可變等級(C＝0)信元和FRM信元。
以與第一實施例相同的方式控制允許信元速率(ACR)。與第一實施例相同，ACR參數限制可變等級信元和FRM信元流。
可保留優先等級用于極不允許延遲的緊急信元業務。如果阻塞使虛擬路徑交換網10被迫降低虛擬路徑上的服務級別，優先信元業務將不可能受該減小的影響。由此為重要的信元業務提供極高質量的服務。
本發明不限于圖中所示的結構。例如，不必以圖2和9所示表的存儲信元速率參數和其他參數信息及標記。對該信息的存儲結構，隊列的結構，或者內部等級標識符C附加到業務整形器中的每個信元的方式都沒有限制。對于本發明的業務整形器連接的ATM網絡的類型沒有限制，假設該網絡具有虛擬路徑交換能力。對網絡終端沒有限制，可以是個人計算機，工作站，音頻或視頻設備，或各種特定類型的終端。對虛擬信道交換機沒有限制，可以在象工作站這樣的計算設備操作，或者可以作為交換設備的獨立部分操作。對業務整形器所服務的虛擬路徑的數量沒有限制；該數量可以是等于或大于1的任何整數。
本領域的技術人員可以認識到，在后面的權利要求書的范圍內進一步改變本發明是可能的。
權利要求
1.一種對在虛擬路徑上進入異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)的信元業務整形的方法，包括步驟提供第一隊列(22)，第二隊列(24)，指定峰值信元速率的第一參數，指定允許信元速率的第二參數，和指定資源管理信元速率的第三參數；接收具有指定所述虛擬路徑的標題信息的信元；根據所述標題信息將每個接收的信元放入所述第一隊列(22)和所述第二隊列(24)中的一隊列；以不超過所述峰值信元速率的速率從所述第一隊列(22)取出信元；將從所述第一隊列(22)取出的信元放入進入所述網絡(10)的信元流；當所述第一隊列(22)空出時，只要所述前向資源管理信元和從所述第一隊列(22)取出的信元一起未超過所述峰值信元速率，以所述允許信元速率和所述資源管理信元速率確定的速率將前向資源管理信元插入所述信元流；當所述第一隊列(22)空出并且未插入前向資源管理信元時，只要所述前向資源管理信元和從所述第二隊列(24)取出的信元一起未超過所述允許信元速率，并且只要所述前向資源管理信元，從所述第一隊列(22)取出的信元，和從所述第二隊列(24)取出的信元之和不超過所述峰值信元速率，從所述第二隊列(24)取出信元；將從所述第二隊列(24)取出的信元放入所述信元流；接收后向資源管理信元以答復所述前向資源管理信元；和響應所述后向資源管理信元，改變所述第二參數，由此改變所述允許信元速率。
2.根據權利要求1所述的方法，其中信元業務在多個虛擬路徑上進入所述網絡(10)，每個虛擬路徑分別具有如權利要求1所述的第一隊列(22)，第二隊列(24)，第一參數，第二參數，和第三參數。
3.根據權利要求1所述的方法，包括當接收所述信元時將內部等級信息附加到所述信元的附加步驟，所述內部等級信息在所述第一隊列(22)和所述第二隊列(24)中指定一隊列。
4.根據權利要求1所述的方法，其中插入前向資源管理信元的所述步驟進一步包括計數從所述第二隊列(24)取出的信元；和在從所述第二隊列(24)已取出確定數量的信元之后插入前向資源管理信元取代從所述第二隊列(24)取出一信元，所述確定數目由所述第三參數確定。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述后向資源管理信元具有阻塞指示信息，并且所述改變步驟進一步包括當所述后向資源管理信元未指示阻塞時增加所述允許信元速率；當所述后向資源管理信元指示阻塞時減小所述允許信元速率；和當未接收后向資源管理信元以答復一個所述前向管理信元時減小所述允許信元速率。
6.根據權利要求1所述方法，進一步包括步驟將所述虛擬路徑的阻塞指示存儲在一寄存器中；從所述網絡(10)接收的信元提取明確的前向阻塞指示；根據所述明確的前向阻塞指示更新所述寄存器；從所述信元流提取所述前向資源管理信元；將存儲在所述寄存器中的阻塞指示復制到所提取的前向資源管理信元，由此產生所述后向資源管理信元；和返回所述后向資源管理信元以答復所述前向資源管理信元；其中由從所述網絡(10)接收所述信元流的設備執行所述存儲，提取，更新，提取，復制，和返回步驟。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)遵循寬帶綜合服務數字網的業務控制建議。
8.一種對在虛擬路徑上進入異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)的信元業務整形的方法，包括步驟提供第一隊列(22)，第二隊列(24)，第三隊列(70)，指定峰值信元速率的第一參數，指定允許信元速率的第二參數，指定資源管理信元速率的第三參數，和指定優先信元速率的第四參數，所述優先信元速率小于所述峰值信元速率；接收具有指定所述虛擬路徑的標題信息的信元；根據所述標題信息將每個接收的信元放入所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)中的一個隊列；以不超過所述優先信元速率的速率從所述第三隊列(70)取出信元；將從所述第三隊列(70)取出的信元放入進入所述網絡(10)的信元流；當從所述第三隊列(70)未取出信元時，只要從所述第一隊列(22)取出的信元和從所述第三隊列(70)取出的信元一起未超過所述峰值信元速率，從所述第一隊列(22)取出信元；將從所述第一隊列(22)取出的信元放入所述信元流；當從所述第一隊列(22)和所述第三隊列(70)未取出信元時，只要從所述第一隊列(22)取出的信元，從所述第三隊列(70)取出的信元，和所述前向資源管理信元一起未超過所述峰值信元速率，以所述允許信元速率和所述資源管理信元速率確定的速率將前向資源管理信元插入所述信元流；當從所述第一隊列(22)和所述第三隊列(70)未取出信元并且未插入前向資源管理信元時，只要所述前向資源管理信元和從所述第二隊列(24)取出的信元一起未超過所述允許信元速率，并且只要從所述第一隊列(22)取出的信元，從所述第二隊列(24)取出的信元，從所述第三隊列(70)取出的信元，和所述前向資源管理信元之和未超過所述峰值信元速率，從所述第二隊列(24)取出信元；將從所述第二隊列(24)取出的信元放入所述信元流；接收后向資源管理信元以答復所述前向資源管理信元；和響應所述后向資源管理信元，改變所述第二參數，由此改變所述允許信元速率。
9.根據權利要求8所述的方法，其中信元業務在多個虛擬路徑上進入所述網絡(10)，每個虛擬路徑分別具有如權利要求8所述的第一隊列(22)，第二隊列(24)，第三隊列(70)，第一參數，第二參數，第三參數，和第四參數。
10.根據權利要求8所述的方法，包括當接收所述信元時將內部等級信息附加到所述信元的附加步驟，所述內部等級信息指定所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)中的一個隊列。
11.根據權利要求8所述的方法，其中插入前向資源管理信元的所述步驟進一步包括計數從所述第二隊列(24)取出的信元；和在從所述第二隊列(24)已取出確定數量的信元之后，插入前向資源管理信元取代從所述第二隊列(24)取出一信元，所述確定數目由所述第三參數確定。
12.根據權利要求8所述的方法，其中所述后向資源管理信元具有阻塞指示信息，并且所述改變步驟進一步包括當所述后向資源管理信元未指示阻塞時增加所述允許信元速率；當所述后向資源管理信元指示阻塞時減小所述允許信元速率；和當未接收后向資源管理信元以答復所述前向管理信元之一時減小所述允許信元速率。
13.根據權利要求8所述的方法，進一步包括步驟將所述虛擬路徑的阻塞指示存儲在一寄存器中；從所述網絡(10)接收的信元提取明確的前向阻塞指示；根據所述明確的前向阻塞指示更新所述寄存器；從所述信元流提取所述前向資源管理信元；將存儲在所述寄存器中的阻塞指示復制到所提取的前向資源管理信元，由此產生所述后向資源管理信元；和返回所述后向資源管理信元以答復所述前向資源管理信元；其中由從所述網絡(10)接收所述信元流的設備執行所述存儲，提取，更新，提取，復制，和返回步驟。
14.根據權利要求8所述的方法，其中所述異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)遵循寬帶綜合服務數字網的業務控制建議。
15.一種用于整形進入異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)的信元業務的業務整形器(6)，包括一個標題轉換器(16)，用于接收具有標題信息的信元，并將所述標題信息轉換為規定出網虛擬路徑，出網虛擬信道，和內部等級的信息，所述內部等級為第一等級和第二等級中的一個等級；多個第一隊列(22)，用于保持等待在相應虛擬路徑上發送的信元；相應的多個第二隊列(24)，用于保持等待在相應虛擬路徑上發送的信元；相應的耦合到相應第二隊列(24)的多個插入器，用于產生在相應虛擬路徑上發送的前向資源管理信元；一個耦合到所述標題轉換器(16)，所述第一隊列(22)，和所述第二隊列(24)的信元分配器(18)，用于根據所述出網虛擬路徑和所述內部等級將由所述標題轉換器(16)接收的信元放入所述第一隊列(22)和所述第二隊列(24)，規定所述第一等級的信元放入所述第一隊列(22)而規定所述第二等級的信元放入所述第二隊列(24)；一個耦合到所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述插入器(26)的讀控制器(28)，用于從所述第一隊列(22)和所述第二隊列(24)取出信元，從所述插入器(26)取出所述前向資源管理信元，并且將所取出的信元發送到出網信元流；一個業務控制表(32)，用于存儲指定各個虛擬路徑的峰值信元速率的參數，指定各個虛擬路徑的允許信元速率的參數，和指定各個虛擬路徑的資源管理信元速率的參數，所述允許信元速率不超過相應的峰值信元速率并且所述資源管理信元速率為相應的允許信元速率的份額；一個提取器(34)，用于從所述網絡(10)接收信元業務并提取后向資源管理信元；一個耦合到所述讀控制器(28)，所述業務控制表(32)，和所述提取器(34)的輸出調度器(30)，用于監控所述第一隊列(22)和所述第二隊列(24)，控制所述讀控制器(28)，并且響應所述后向資源管理信元調整所述允許信元速率；其中所述輸出調度器(30)命令所述讀控制器(28)依次取出不同虛擬路徑的所述信元，遵循每個虛擬路徑內的優先規則，先于所述前向資源管理信元給出所述第一隊列(22)內的信元，先于所述第二隊列(24)內的信元給出所述前向資源管理信元，不允許所述前向資源管理信元的業務超過相應的資源管理信元速率，不允許所述前向資源管理信元和從所述第二隊列(24)取出的信元的組合業務超過相應的允許信元速率，以及不允許各個虛擬路徑上的總信元業務超過相應的峰值信元速率。
16.根據權利要求15所述的業務整形器，其中所述輸出調度器(30)保持從每一個所述第二隊列(24)取出的信元的獨立計數，并且當各個計數達到由相應的資源管理信元速率確定的值時，命令所述讀控制器(28)取出前向資源管理信元，取代從相應的第二隊列(24)取出信元。
17.根據權利要求15所述的業務整形器，其中所述后向資源管理信元具有阻塞指示信息，并且所述輸出調度器(30)根據所述阻塞指示信息調整所述允許信元速率。
18.根據權利要求17所述的業務整形器，其中當所述后向資源管理信元未指示阻塞時所述輸出調度器(30)增加所述允許信元速率，當所述后向資源管理信元指示阻塞時減小所述允許信元速率，并且當未接收后向資源管理信元以答復所述前向管理信元時減小所述允許信元速率。
19.根據權利要求15所述的業務整形器，其中所述異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)遵循寬帶綜合服務數字網的業務控制建議。
20.一種用于整形進入異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)的信元業務的業務整形器(6)，包括一個標題轉換器(16)，用于接收具有標題信息的信元，并將所述標題信息轉換為規定出網虛擬路徑，出網虛擬信道，和內部等級的信息，所述內部等級為第一等級和第二等級中的一個等級；多個第一隊列(22)，用于保持等待在相應虛擬路徑上發送的信元；相應的多個第二隊列(24)，用于保持等待在相應虛擬路徑上發送的信元；相應的多個第三隊列(70)，用于保持等待在相應虛擬路徑上發送的信元；耦合到相應第二隊列(24)的相應多個插入器(26)，用于產生在相應虛擬路徑上發送的前向資源管理信元；一個耦合到所述標題轉換器(16)，所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)的信元分配器(18)，用于根據所述出網虛擬路徑和所述內部等級將所述信元放入所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)，規定所述第一等級的信元放入所述第一隊列(22)，規定所述第二等級的信元放入所述第二隊列(24)，以及規定所述第三等級的信元放入所述第三隊列(70)；一個耦合到所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，所述第三隊列(70)，和所述插入器(26)的讀控制器(28)，用于從所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)取出信元，從所述插入器(26)取出前向資源管理信元，并將所取出的信元發送到出網信元流；一個業務控制表(32)，用于存儲指定各個虛擬路徑的峰值信元速率的參數，指定各個虛擬路徑的允許信元速率的參數，指定各個虛擬路徑的優先信元速率的參數，和指定各個虛擬路徑的資源管理信元速率的參數，所述優先信元速率小于相應的峰值信元速率，所述允許信元速率不超過相應的峰值信元速率，以及所述資源管理信元速率為相應的允許信元速率的份額；一個提取器(34)，用于從所述網絡(10)接收信元并提取后向資源管理信元；一個耦合到所述讀控制器(28)，所術業務控制表(32)，和所述提取器(34)的輸出調度器(30)，用于監控所述第一隊列(22)，所述第二隊列(24)，和所述第三隊列(70)，控制所述讀控制器(28)，并響應所述后向資源管理信元調整所述允許信元速率；其中所述輸出調度器(30)命令所述讀控制器(28)依次取出不同虛擬路徑的所述信元，遵循每個虛擬路徑的優先規則，先于所述第一隊列(22)內的信元給出所述第三隊列(70)內的信元，先于所述前向資源管理信元給出所述第一隊列(22)內的信元，先于所述第二隊列(24)內的信元給出所述前向資源管理信元，不允許從所述第三隊列(70)取出信元的業務超過相應的優先信元速率，不允許所述前向資源管理信元的業務超過相應的資源管理信元速率，不允許所述前向資源管理信元和從所述第二隊列(24)取出的信元的組合業務超過相應的允許信元速率；以及不允許各個虛擬路徑上的總信元業務超過相應的峰值信元速率。
21.根據權利要求20所述的業務整形器，其中所述輸出調度器(30)保持從每一個所述第二隊列(24)取出的信元的獨立計數，并且當各個計數達到所述資源管理信元速率確定的值時，命令所述讀控制器(28)取出前向資源管理信元取代從相應的第二隊列(24)取出信元。
22.根據權利要求20所述的業務整形器，其中所述后向資源管理信元具有阻塞指示信息，并且所述輸出調度器(30)根據所述阻塞指示信息調整所述允許信元速率。
23.根據權利要求22所述的業務整形器，其中當所述后向資源管理信元未指示阻塞時，所述輸出調度器(30)增加所述允許信元速率，當所述后向資源管理信元指示阻塞時減小所述允許信元速率，以及當未接收到后向資源管理信元以答復所述前向資源管理信元時減小所述允許信元速率。
24.根據權利要求20所述的業務整形器，其中所述異步傳送模式虛擬路徑交換網(10)遵循寬帶綜合服務數字網的業務控制建議。
全文摘要
一種將信元送入異步傳送模式虛擬路徑交換網的業務整形器,每個虛擬路徑具有兩個隊列:提供常規等級服務的第一隊列,和提供可變等級服務的第二隊列。先于第二隊列從第一隊列取出信元,來自兩個隊列的組合業務保持在峰值信元速率內,以及來自第二隊列的業務保持在允許信元速率內。以確定間隔將前向資源管理信元插入從第二隊列取出的信元流,并根據接收的后向資源管理信元調整允許信元速率作為答復。也可以提供第三隊列用于優先信元業務,限制優先信元速率低于峰值信元速率。
文檔編號H04Q3/00GK1175150SQ9711555
公開日1998年3月4日 申請日期1997年6月27日 優先權日1996年6月28日
發明者松沼敬二 申請人:沖電氣工業株式會社