專利名稱：：寬帶交換網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于異步傳送數(shù)據(jù)信元交換的寬帶交換網(wǎng)絡(luò)，以及交換異步傳送數(shù)據(jù)信元的方法。用于交換異步傳送單元的寬帶交換網(wǎng)絡(luò)已眾所周知，其中預(yù)定級(jí)別的帶寬分配給連接第一用戶至第二用戶的傳輸信道。在一些這樣的眾知系統(tǒng)中，在租用線路類型的有效時(shí)間期間提供通信信道，并且進(jìn)行人工測(cè)量以便建立這樣的連接或根據(jù)特殊終端與傳送的業(yè)務(wù)級(jí)別修改連接。結(jié)果，用戶通常招致是整個(gè)連接費(fèi)用一部分的固定比例費(fèi)用，而不管此連接是否使用都要付費(fèi)?？晒┻x擇的系統(tǒng)已被建議或可獲得。特別地，有可能在撥號(hào)的基礎(chǔ)上建立連接，要求終端設(shè)備裝備有通過發(fā)出信令命令并響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的類似命令建立連接的設(shè)施。支持專用通信網(wǎng)絡(luò)的永久電路的使用是普遍的。這樣的電路需求預(yù)期將增長(zhǎng)至包括2Mbit/s以上的寬帶速率，這些電路攜有來自是固有地突發(fā)(bursty)信源的多路復(fù)用業(yè)務(wù)，可能一起攜有以恒定比特率發(fā)送的并且是延遲敏感的諸如話音傳輸與恒定比特率的視頻的業(yè)務(wù)。異步傳送模式(ATM)信元都具有能攜帶用戶業(yè)務(wù)或用戶始發(fā)的控制信息(信令)的四十八個(gè)八比特組的固定信息字段。這兩類數(shù)據(jù)傳輸通過設(shè)置信頭中的虛路徑(VP)和虛通路(VC)值進(jìn)行區(qū)分，在ATM信頭中提供的另一字段稱為信元丟棄優(yōu)先級(jí)，它能使低優(yōu)先級(jí)信元與高優(yōu)先級(jí)信元區(qū)分開來。在出現(xiàn)擁塞的情況中，首先可能拋棄低優(yōu)先級(jí)信元。對(duì)于在基于ATM的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的專用電路，利用網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)程建立希望的路由、要求的帶寬和服務(wù)質(zhì)量(QOS)。由于沒有實(shí)際物理電路，而只有VP/VC值或與存儲(chǔ)在交換機(jī)中的信息有關(guān)的“標(biāo)號(hào)(Label)”來確定路由并保存帶寬和QOS要求，所以專用電路稱為永久虛通路(PVC)跟在同一通用路由之后的幾個(gè)PVC可以組合為一條虛路徑(VP)。所有已知的永久電路的缺點(diǎn)是即使用戶沒有什么要發(fā)送時(shí)，仍保留分配給此電路的帶寬。這意味著用戶可能不得不比如果只在需要時(shí)帶寬才可以利用時(shí)付更高的費(fèi)用。本文假定收費(fèi)與預(yù)留的帶寬有關(guān)，并且從公用網(wǎng)絡(luò)操作者可能選擇虛通路的收費(fèi)方式的角度看這未必是正確的。但是，預(yù)期根據(jù)預(yù)留帶寬收費(fèi)將在未來成為一個(gè)有效因素。通用實(shí)踐是建立一個(gè)永久的虛通路，使得只在一天的某些小時(shí)或一星期的某些天期間此電路是可用的。這個(gè)解決方案的困難在于不允許用戶快速地改變使用模式，并可能只粗略地反映用戶所要求的使用。第二建議是給用戶提供至網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的一個(gè)獨(dú)立通信信道，從而允許重構(gòu)固定虛通路。這個(gè)解決方案的困難在于在用戶能開始使用虛通路之前，將出現(xiàn)一些時(shí)延。第三建議是在識(shí)別快速資源管理信元的網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)交換點(diǎn)上引入設(shè)備，表示帶寬現(xiàn)在應(yīng)分配給電路。此解決方案的困難在于沒有由各個(gè)制造商生產(chǎn)的交換設(shè)備都識(shí)別的帶寬請(qǐng)求信元的國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種寬帶交換系統(tǒng)具有至少一個(gè)連到各自信號(hào)源的入口與至少一個(gè)連到所選的信號(hào)接收系統(tǒng)的出口，此交換系統(tǒng)具有至少一個(gè)交換機(jī)，用于從入口發(fā)送攜有信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元到出口；系統(tǒng)控制裝置，用于經(jīng)所述交換機(jī)在入口與出口之間以預(yù)定基本帶寬接受和建立虛連接；以及帶寬控制裝置，設(shè)計(jì)為檢測(cè)在入口上接收的信元，以便確定所檢測(cè)信元的帶寬要求并自動(dòng)地響應(yīng)這樣的信元檢測(cè)與帶寬確定，以使系統(tǒng)控制裝置選擇地分配除基本帶寬之外的所要求的附加帶寬用于至出口的信元傳輸。以這種方式在仍提供諸如話音與視頻信息的延遲敏感數(shù)據(jù)的保證最小帶寬連接的同時(shí)，有可能響應(yīng)檢測(cè)的使用級(jí)別動(dòng)態(tài)地改變系統(tǒng)中可用于給定路徑的信元的總帶寬。附加帶寬根據(jù)要求進(jìn)行分配并避免用戶在使用附加帶寬之前發(fā)出帶寬請(qǐng)求信號(hào)的需要。期望用戶在使用系統(tǒng)之前已經(jīng)登記他的基本(例如，最小)帶寬要求和連接目的地。用戶也可以登記最大帶寬要求。為方便起見，系統(tǒng)控制裝置可以包括一個(gè)存儲(chǔ)表，用于將預(yù)定的帶寬與各自的信號(hào)源聯(lián)系起來。系統(tǒng)控制裝置最好接受并建立永久虛連接，術(shù)語“永久”這里意思是在預(yù)定基本帶寬上的連接從它建立時(shí)間起維持到交換系統(tǒng)接收到用戶不再要求此連接的指示為止一直保持。帶寬控制裝置最好包括反饋裝置，設(shè)計(jì)為將最大信元速率值發(fā)送給入口以便傳輸給信號(hào)源，將信元提供給入口的最大允許速率指示給信號(hào)源。帶寬控制器也可以設(shè)計(jì)為可檢測(cè)信號(hào)源何時(shí)待用，并發(fā)送最大信元速率值給待用的信號(hào)源，表示比從那個(gè)信號(hào)源中分配給信元的帶寬更高的帶寬。優(yōu)先地，一般根據(jù)正發(fā)射的信號(hào)源應(yīng)分配與系統(tǒng)上已指明路由的可用帶寬一樣多的附加帶寬(或多達(dá)預(yù)登記最大數(shù)量)來從系統(tǒng)控制裝置中請(qǐng)求附加帶寬。這樣的帶寬將根據(jù)在使系統(tǒng)控制裝置分配帶寬的時(shí)刻系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)級(jí)別進(jìn)行分配。但是，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)視從給定信號(hào)源提供信元給入口的速率，并且如果分配的帶寬大于以所監(jiān)視速率發(fā)送信元所要求的帶寬，由帶寬控制裝置使系統(tǒng)控制裝置分配少些的帶寬給這些信元，例如，在預(yù)定時(shí)間間隔之后分配少些帶寬，從而使帶寬可用于其他用戶。帶寬控制裝置可以包括信元速率估算裝置，用于估算從信號(hào)源提供給入口的信元速率，并在估算裝置進(jìn)行估算之后，帶寬控制裝置可以設(shè)計(jì)為使系統(tǒng)控制裝置給來自信號(hào)源的信元分配附加帶寬，使得總的帶寬分配等于所估算的信元速率并且?guī)捒刂蒲b置可以使反饋裝置發(fā)送最大信元速率標(biāo)志給信號(hào)源，表示所估算速率為提供給入口的信元的最大允許速率。優(yōu)選地，帶寬控制器設(shè)計(jì)為周期性地進(jìn)行信元速率的估算和因此由系統(tǒng)控制裝置重新分配帶寬并根據(jù)所估算的信元速率重新傳輸最大信元速率?？梢?經(jīng)反饋裝置)給定信號(hào)源一個(gè)信元速率標(biāo)志，該標(biāo)志允許它以對(duì)應(yīng)預(yù)先登記的最大帶寬的速率發(fā)送。當(dāng)信號(hào)源開始以要求大于預(yù)定帶寬的速率發(fā)送時(shí)，它只簡(jiǎn)單地發(fā)送一個(gè)信元速率標(biāo)志信號(hào)，指示它將信元速率減至對(duì)應(yīng)預(yù)定帶寬的速率。這允許帶寬控制裝置從系統(tǒng)控制裝置獲得增加的帶寬分配時(shí)間，以便提供附加帶寬。在這種情形下，在帶寬控制裝置中裝備緩沖以便在分配附加帶寬的同時(shí)緩沖信元。這樣的緩沖可以在信號(hào)源正在給定時(shí)間上以比系統(tǒng)所接受的速率更高的速率發(fā)射時(shí)的情形中使用。實(shí)際上，緩沖器最好具有檢測(cè)何時(shí)達(dá)到預(yù)定門限級(jí)別的裝置，這時(shí)反饋裝置響應(yīng)此緩沖器使單元速率標(biāo)志信號(hào)重新傳輸給連到入口的信號(hào)源。優(yōu)先地，緩沖器達(dá)到預(yù)定門限級(jí)別的檢測(cè)使得一個(gè)減少的信元速率標(biāo)志信號(hào)發(fā)送給信號(hào)源，然后此信號(hào)源具有設(shè)施來減少其信元速率以避免緩沖器溢出和由此而致的數(shù)據(jù)丟失。緩沖器中的特定VP/VC的信元數(shù)(與達(dá)到門限級(jí)別相比)也可以用于確定用戶是否正在以比系統(tǒng)接受信元的速率更快的速率提供輸入信元。通過周期性地評(píng)估這個(gè)數(shù)，帶寬控制裝置能夠確定信號(hào)源是要求更多還是更少帶寬。另外，通過有意地允許信號(hào)源以比信元被系統(tǒng)接受的速率更快的速率發(fā)送，有可能通過監(jiān)視緩沖器中的信元數(shù)的變化來確定信號(hào)源是否利用其最大允許帶寬。減少的數(shù)表示信元正以比信號(hào)源提供它們的速率更快的速率被接受，即信號(hào)源沒有使用最大帶寬。在這種情形中，剩余的帶寬可以重新進(jìn)行分配。優(yōu)選實(shí)施例的帶寬控制裝置設(shè)計(jì)為為從許多信號(hào)源接收的信元自動(dòng)進(jìn)行附加帶寬分配，并可以包括一個(gè)活動(dòng)檢測(cè)器和一個(gè)控制器，此活動(dòng)檢測(cè)器用于檢測(cè)輸入信元并識(shí)別正發(fā)送檢測(cè)信元的信號(hào)源，而控制器用于響應(yīng)所述檢測(cè)和標(biāo)識(shí)來發(fā)送一個(gè)帶寬請(qǐng)求消息給系統(tǒng)控制裝置以便特別地分配附加帶寬給由那個(gè)識(shí)別的信號(hào)源所發(fā)送的信元。帶寬控制裝置可以包括一個(gè)信元計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)從連到帶寬控制裝置的各個(gè)信號(hào)源中接收的信元，從而生成用戶帳單和其他用途的收費(fèi)信號(hào)。這個(gè)計(jì)數(shù)器可以是與帶寬控制裝置中的控制器有關(guān)的活動(dòng)檢測(cè)器的一部分，活動(dòng)檢測(cè)器可用于檢測(cè)輸入信元并識(shí)別發(fā)送所檢測(cè)信元的信號(hào)源，而控制器可用于響應(yīng)檢測(cè)與識(shí)別來發(fā)送一個(gè)帶寬請(qǐng)求消息給系統(tǒng)控制裝置，以便特別地分配帶寬給由識(shí)別的信號(hào)源所發(fā)送的信元。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，用于寬帶交換系統(tǒng)的一種動(dòng)態(tài)帶寬控制器，此系統(tǒng)是用于經(jīng)至少一個(gè)交換機(jī)從此系統(tǒng)入口發(fā)送攜帶信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元給系統(tǒng)出口，其中此控制器包括用于在入口與出口之間以預(yù)定基本帶寬建立永久虛連接的裝置；用于檢測(cè)在入口上接收的所述信元的裝置；用于確定所檢測(cè)信元的帶寬要求的裝置；以及用于響應(yīng)這樣的信元檢測(cè)與帶寬確定自動(dòng)地發(fā)出一個(gè)帶寬請(qǐng)求信號(hào)的裝置，以便在系統(tǒng)中除基本帶寬之外分配附加帶寬用于至出口的信元傳輸。眾所周知，提供使用控制裝置或所謂的使用參數(shù)控制(UPC)來根據(jù)優(yōu)先級(jí)標(biāo)志降低信元的優(yōu)先級(jí)或拋棄信元作為控制從信號(hào)源到系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量應(yīng)用的方法。一旦出現(xiàn)這樣的使用控制裝置，帶寬控制裝置可以通過增加此使用控制裝置降低所發(fā)送的信元優(yōu)先級(jí)的第一預(yù)定門限級(jí)別來響應(yīng)帶寬分配提供用于使用控制裝置的信號(hào)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)終端系統(tǒng)沒有實(shí)際使用網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致初始單元降低到低優(yōu)先級(jí)時(shí)，使用控制裝置的第一預(yù)定級(jí)別設(shè)置為零。實(shí)際上，在帶寬控制裝置的超時(shí)周期已超過而特定終端系統(tǒng)沒有發(fā)送數(shù)據(jù)信元后，分配給那個(gè)終端系統(tǒng)的帶寬減至零。優(yōu)選地，帶寬控制裝置通過發(fā)送消息給系統(tǒng)控制裝置(系統(tǒng)控制裝置又發(fā)送一個(gè)消息給使用控制裝置)來調(diào)整由使用控制裝置設(shè)置的第一預(yù)定級(jí)別。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供操作寬帶交換系統(tǒng)的一種方法，此系統(tǒng)是用于經(jīng)過至少一個(gè)交換機(jī)從系統(tǒng)入口發(fā)送攜帶信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元到系統(tǒng)出口，此方法包括在入口與出口之間以預(yù)定最小帶寬維持虛連接、檢測(cè)所述連接的信元提供給入口的速率、以及自動(dòng)地響應(yīng)超過能由最小帶寬接納的信元提供速率的檢測(cè)，分配附加帶寬給此連接。優(yōu)選方法的特征在于附加帶寬限制為最大值；生成一個(gè)反饋信號(hào)并反饋到入口，用于根據(jù)系統(tǒng)中可用于連接的附加帶寬級(jí)別限制所述連接的信元提供給入口的速率；以及響應(yīng)比能由最小帶寬與分配的附加帶寬之和接納的信元提供速率小一個(gè)預(yù)定數(shù)量的信元提供速率的檢測(cè)，重新分配附加帶寬?，F(xiàn)在通過示例結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的寬帶交換系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一寬帶交換系統(tǒng)的框圖；圖3是表示一個(gè)單個(gè)帶寬控制器如何能由幾個(gè)終端系統(tǒng)共享的寬帶交換系統(tǒng)的部分框圖；圖4是在圖1與2的系統(tǒng)中使用的帶寬控制器的方框圖；圖5是圖4所示的活動(dòng)檢測(cè)器模塊的規(guī)范描述語言(SDL)框圖；圖6-1和6-2是用于圖4的控制器模塊的SDL；圖7是資源管理(RM)數(shù)據(jù)信元的框圖；圖8是圖4的反饋模塊的SDL；圖9是用于圖4的帶寬控制器的緩沖器的框圖；圖10是緩沖器的SDL；圖11是整形器/多路復(fù)用器模塊及其連接到圖6的緩沖器的方框圖12-1、12-2和12-3是整形器/多路復(fù)用器模塊的SDL。在其優(yōu)選形式中，本發(fā)明涉及寬帶交換系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以形成部分公用交換網(wǎng)或可以構(gòu)成公用交換網(wǎng)，用于在終端系統(tǒng)之間的異步傳送數(shù)據(jù)信元的傳輸。參見圖1，公用網(wǎng)10具有多個(gè)可以異步傳送模式(ATM)操作的交換機(jī)。在這個(gè)簡(jiǎn)單的示例中，交換機(jī)包括兩個(gè)本地交換機(jī)12和與本地交換機(jī)12互連的一個(gè)轉(zhuǎn)接交換機(jī)16，每個(gè)本地交換機(jī)具有連到各自端系統(tǒng)14的端口。與交換機(jī)有關(guān)的是用于控制通過本地交換機(jī)12之一進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)的連接允許控制功能(CAC)18和動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)20。這個(gè)交換機(jī)12也包括用于動(dòng)態(tài)地改變?cè)诰W(wǎng)絡(luò)的輸入端口24上從終端系統(tǒng)14接收的數(shù)據(jù)信元優(yōu)先級(jí)的使用參數(shù)控制設(shè)備22。應(yīng)理解實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)10將包括互相連接的許多本地與轉(zhuǎn)接交換機(jī)12、16和幾個(gè)DBC20以便形成具有用于連接(諸如終端系統(tǒng)14)幾個(gè)終端系統(tǒng)的(諸如端口24)多個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)。利用DBC20，公用網(wǎng)絡(luò)10能提供可用的比特率(ABR)業(yè)務(wù)，DBC檢測(cè)提供給輸入端口24的輸入信元，并動(dòng)態(tài)地響應(yīng)這個(gè)檢測(cè)來使CAC18分配帶寬給向目標(biāo)終端系統(tǒng)傳輸?shù)男旁Ｒ话愕?，分配要求ABR業(yè)務(wù)的終端系統(tǒng)14到固定DBC20?？赡苡卸嘤谝粋€(gè)的DBC20用于每個(gè)本地ATM交換機(jī)12。在出現(xiàn)故障的情況中，終端系統(tǒng)能重新建立路由至備用DBC(未示意出)。數(shù)據(jù)以異步傳送模式(ATM)信元的形式發(fā)送，每個(gè)信元除了五個(gè)八比特的信頭外還具有48個(gè)八比特組的一個(gè)信息字段，其中信頭包括方便經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身傳輸?shù)男畔?。因此，在逐個(gè)信元的基礎(chǔ)上控制路由的建立，并且對(duì)于任何特定鏈路，可以采用多個(gè)傳輸路徑和時(shí)間多路復(fù)用時(shí)隙，所以，ATM信元如同由信頭信息所定義的一樣經(jīng)虛路徑與虛通路進(jìn)行發(fā)送。虛路徑與虛通路由五個(gè)八比特組信頭中的虛路徑識(shí)別符(VPI)與虛信道識(shí)別符(VCI)進(jìn)行識(shí)別，此信頭有效地定義終端系統(tǒng)之間的連接，使得形成通用消息一部分的信元將通過相同連接進(jìn)行發(fā)送。通過根據(jù)其VPI與VCI偏路信元ABR業(yè)務(wù)通過DBC20進(jìn)入公用網(wǎng)并隨后外出到外部路由，如圖1所示。從DBC20開始，在每個(gè)虛路徑與虛信道上的業(yè)務(wù)限制為由CAC18所確定的信元速率(下面將簡(jiǎn)稱為“CR”)。一個(gè)選擇的示例性設(shè)計(jì)表示在圖2中，在這種情況中，終端系統(tǒng)14A受多于一個(gè)的DBC的控制。實(shí)際上，兩個(gè)終端系統(tǒng)14A、14B之間的連接通過兩個(gè)公用網(wǎng)10-1與10-2建立路由。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)10-1、10-2有其自己的DBC20-1、20-2，負(fù)責(zé)根據(jù)它自己的連接允許控制功能(CAC)18-1、18-2所分配的帶寬限制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。每個(gè)DBC20-1、20-2也負(fù)責(zé)向終端系統(tǒng)14A建議當(dāng)前可應(yīng)用的CR。在圖1與圖2的系統(tǒng)中，在終端系統(tǒng)14之間固定分配保證最小帶寬，和DBC20、20-1、20-2在需要時(shí)從各自的CAC18、18-1、18-2中請(qǐng)求附加帶寬，同時(shí)緩沖任何不能立即發(fā)送給各自交換機(jī)12、16的輸入數(shù)據(jù)信元。然后，CAC18、18-1、18-2分配多達(dá)預(yù)登記最大帶寬的附加帶寬給信元，此預(yù)登記最大帶寬與終端系統(tǒng)間的連接有關(guān)并對(duì)應(yīng)由相關(guān)信元的VPI和VCI標(biāo)識(shí)的路徑中的最窄帶電路。這個(gè)分配隨后指示給DBC20、20-1、20-2，DBC20、20-1、20-2將最大CR通知給發(fā)送終端系統(tǒng)14，此最大CR可以不等于由CAC18、18-1、18-2所指示的帶寬，如下所述。結(jié)果，得到印象是即使在用戶沒有要求使用可用帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)也永久地構(gòu)造為使帶寬可用于數(shù)據(jù)傳輸。但是，從下面將變得顯而易見的是用戶只在實(shí)際使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)才需要付費(fèi)，最好根據(jù)在終端系統(tǒng)之間經(jīng)邏輯鏈路所發(fā)送的信元數(shù)量進(jìn)行收費(fèi)。因此，在被假定用戶A請(qǐng)求的傳輸之前，網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)際上不分配任何形式的附加帶寬用于相關(guān)終端系統(tǒng)間的傳輸。而且，用戶A不必為了要分配附加帶寬而進(jìn)行任何具體的控制活動(dòng)。在需要時(shí)，一定級(jí)別的附加帶寬將分配給用戶A。有可能由幾個(gè)終端系統(tǒng)或信號(hào)源共享一單個(gè)動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)。例如，參見圖3，DBC20-3表示連到形成網(wǎng)絡(luò)10部分的寬帶ATM交換機(jī)12-3，三個(gè)源14C的業(yè)務(wù)流量利用輸出緩沖器28進(jìn)行處理。能由DBC20-3處理的源數(shù)由鏈路速率L確定(即，不必有如此多的源，總是鏈路速率L是確定可用速率的限制因素)。來自源14C的ABR業(yè)務(wù)的集合信元速率必須不超過L。這意味著如果來自每個(gè)源的業(yè)務(wù)流量都是猝發(fā)狀的，可能有輸出緩沖器28擁塞的時(shí)候。這可以通過給反饋到終端系統(tǒng)14C的信元速率(CR)提供普通流量控制(GFC)信號(hào)來避免，其中GFC信號(hào)用于立即停止來自每個(gè)源的所有傳輸。每當(dāng)在圖1、2或3的裝置中采用動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)時(shí)，其主要功能如下。首先，它提供輸入數(shù)據(jù)信元的緩沖，在任意給定時(shí)間上的緩沖程度根據(jù)包含信元的傳輸進(jìn)行確定，此傳輸由上述的VPI與VCI信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)。DBC還控制或“整形”饋送給網(wǎng)絡(luò)10的業(yè)務(wù)，使之等于可適用于那個(gè)特定傳輸?shù)漠?dāng)前CR，CR取決于所分配的帶寬。由CAC18(見圖1)在確定傳輸所要經(jīng)過的路由并根據(jù)有效傳輸?shù)囊阎獢?shù)量分配路由上的可用容量的公平分享的基礎(chǔ)上確定任何給定傳輸?shù)姆峙鋷捯约耙虼藢?dǎo)出的CR。當(dāng)傳輸開始時(shí)，在DBC中檢測(cè)到，立即發(fā)送對(duì)應(yīng)預(yù)登記的固定分配的最小帶寬的低缺省CR給相關(guān)的終端系統(tǒng)14(見圖1)。在此之前，終端系統(tǒng)將已收到對(duì)應(yīng)預(yù)登記最大帶寬的CR，以致當(dāng)它不發(fā)送時(shí)，此最大帶寬看來似乎是可利用的。減至低減省CR保證在CAC18能為那個(gè)傳輸分配帶寬和導(dǎo)出CR之前，新的活動(dòng)發(fā)送源不引起系統(tǒng)10中的過載。這樣的過載一般將引起那個(gè)傳輸?shù)男旁獊G失。與離開DBC20的那個(gè)傳輸有關(guān)的業(yè)務(wù)被整形為對(duì)應(yīng)缺省CR。這里DBC的第二主要功能部分，即為了控制終端系統(tǒng)的信元速率的目的，發(fā)送一個(gè)反饋信號(hào)給此終端系統(tǒng)。事實(shí)上，每次CAC18導(dǎo)出一個(gè)傳輸?shù)男翪R，CR建議信號(hào)就反饋給終端系統(tǒng)。DBC的預(yù)傳輸緩沖用于允許協(xié)作的終端系統(tǒng)有足夠時(shí)間來調(diào)整其輸出至最新CR反饋建議。這暗示在DBC中有充足的緩沖來允許多余信元在至少等于DBC與終端系統(tǒng)之間往返路程延遲的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入。如果信元繼續(xù)以大于建議的反饋CR的速率從終端系統(tǒng)14到達(dá)(例如，由于CR在途中丟失或由于終端系統(tǒng)故障)，多余信元將由于緩沖器的溢出在DBC中被丟棄。但是，如下所述，有時(shí)希望故意使建議的反饋CR比離開DBC20的信元所整形至的CR更快，以便確定特定終端系統(tǒng)是否正充分利用其帶寬分配。在優(yōu)選DBC中，也有可能利用緩沖器門限來包括故障容限。當(dāng)與給定傳輸有關(guān)的存儲(chǔ)的信元達(dá)到門限時(shí)，CR建議反饋重新發(fā)送給終端系統(tǒng)。這個(gè)特征作為控制終端系統(tǒng)以阻止或是由于終端故障或是由于故意的與約定的傳輸規(guī)則不一致而導(dǎo)致的帶寬的不良使用的機(jī)構(gòu)也是有用的。以這種方式，阻止與為其他的一致的終端系統(tǒng)所提供的服務(wù)質(zhì)量的干擾。實(shí)際上，DBC定義與網(wǎng)絡(luò)10的ABR業(yè)務(wù)契約?，F(xiàn)將結(jié)合圖4更詳細(xì)地描述DBC20的模塊。圖4所示的DBC20是具有用于接收異步傳送數(shù)據(jù)信元的輸入端口30和用于饋送數(shù)據(jù)信元給形成交換網(wǎng)絡(luò)10部分的交換機(jī)12或16(見圖1與2)的輸出口的分立部件，此部件也具有用于接收從交換機(jī)12或16返回的消息的另一輸入口34和用于發(fā)送反饋消息給終端系統(tǒng)14(圖1所示)的反饋輸出端口14。雖然DBC20表示為分立部件，但將意識(shí)到圖4能被認(rèn)為是表示較大數(shù)據(jù)處理部件的子集系統(tǒng)的功能框圖，其中大部分可以軟件功能實(shí)施。在輸入30上的輸入信元作為首先饋送給活動(dòng)檢測(cè)器36的用戶信元流到達(dá)?；顒?dòng)檢測(cè)器的目的是提供有關(guān)每個(gè)接收的傳輸?shù)臓顟B(tài)信息給控制器模塊38，每個(gè)傳輸由包含在信頭中的它的VPI與VCI進(jìn)行標(biāo)識(shí)。如果一個(gè)傳輸以前是寂靜的并且觀察到具有適當(dāng)VPI與VCI值的一個(gè)信元要從終端系統(tǒng)發(fā)送到輸入30，則此傳輸由活動(dòng)檢測(cè)器36標(biāo)為有效的，活動(dòng)檢測(cè)器36與信頭開始的同步可以利用包含在信頭中的檢錯(cuò)字段完成。檢錯(cuò)字段如其名所提示的提供冗余度，利用此冗余度可以對(duì)信頭信息進(jìn)行檢錯(cuò)。因此，提供信頭檢錯(cuò)字段的主要原因是保證信頭是正確的，從而保證信元不被發(fā)送到錯(cuò)誤地址。如果一個(gè)傳輸以前是活動(dòng)的并且在時(shí)間t的周期內(nèi)沒有檢測(cè)到具有適當(dāng)VPI與VCI的信元，則認(rèn)為此傳輸是處于靜止?fàn)顟B(tài)?；顒?dòng)檢測(cè)器36為每個(gè)VPI/VCI值對(duì)保持一個(gè)計(jì)時(shí)器和狀態(tài)表。優(yōu)選地，t設(shè)置為幾秒，使得涉及幾個(gè)毫秒級(jí)的任何給定VPI/VCI值對(duì)的活動(dòng)-靜止-活動(dòng)轉(zhuǎn)換保持不被檢測(cè)，以致在這些條件下傳輸表示為仍處于活動(dòng)狀態(tài)中。這具有以降低網(wǎng)絡(luò)利用率為代價(jià)減少由DBC20發(fā)送給CAC18的消息頻率的效果?；顒?dòng)檢測(cè)器36的另一功能是計(jì)數(shù)控制器38請(qǐng)求的“開始信元計(jì)數(shù)”與“停止信元計(jì)數(shù)”之間的間隔期間的傳輸(即，用于在特定VP上傳輸)的信元。例如，此信息可用于收費(fèi)目的并也可由控制器38用于獲取所接收傳輸?shù)膶?shí)際信元速率。用于活動(dòng)檢測(cè)器的偽碼列在下面并且相應(yīng)的SDL表示在圖5中。<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{cellarrival}　　cellarrivalfromend-system　　readVC　　resetVCinactivitytimer　　IFVC-isnewlyactiveTHEN　　updatestatetable　　adviseCONTROLLERofnewlyactiveVC　　ELSEIFcountmg.cells(VPI/VCI)THEN　　incrementcell.count(VPI/VCI)　　ELSE　　donothingENDBEGIN{VCtimerexpires}　　VCinactivitytimerexpiresindicatingquietVC　　updatestatetable　　adviseCONTROLLERofquietVC　　counting.cells＝FALSEENDBEGIN{receiveastart.cell.countsignal}　　receiveastart.cell.count(VPI/VCI)signalfromCONTROLLER　　cell.count(VPI/VCI)＝0　　counring.cells＝TRUEENDBEGIN{cell.counttimerexpires}　　cell.counttimerexpires　　sendcell.count(VPI/VCI)toCONTROLLER　　restartcell.counttimer　　END]]></pre>將看到就輸入的用戶信元之流而言，活動(dòng)檢測(cè)器36讀出到達(dá)信元流的每個(gè)信頭中的VPI/VCI值，并且這個(gè)信息用于更新它為每個(gè)VPI/VCI值對(duì)所保持的狀態(tài)表。就與控制器38的通信而言，檢測(cè)器36將任何VPI/VCI值對(duì)的狀態(tài)變化通知控制器，控制器能將要使用的計(jì)時(shí)器值t通知活動(dòng)檢測(cè)器。優(yōu)選地，同一t值用于所有的VPI/VCI值對(duì)。信元計(jì)數(shù)信息可由控制器38通過“開始信元計(jì)數(shù)”消息從活動(dòng)檢測(cè)器36中獲得。當(dāng)活動(dòng)檢測(cè)器接收到此消息時(shí)，它啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并計(jì)數(shù)每個(gè)信元到達(dá)。在每個(gè)周期t期滿時(shí)，活動(dòng)檢測(cè)器發(fā)送信元計(jì)數(shù)值給控制器。到達(dá)輸入30上的用戶信元流的信元立即發(fā)送給緩沖器模塊40，在緩沖器模塊40中將信元存儲(chǔ)在先入先出(FIFO)緩沖器隊(duì)列中，每個(gè)隊(duì)列包括具有給定VPI/VCI值對(duì)的信元。檢測(cè)器36對(duì)于信元類型不是特定的。因此，任何數(shù)據(jù)信元的到達(dá)將被檢測(cè)并可能影響與VPI/VCI值對(duì)有關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)，不管控制或管理信元是否存在。緩沖的信元在經(jīng)輸出32饋送到ATM交換機(jī)之前從緩沖器40饋送到整形器/多路復(fù)用器模塊42。下面將更詳細(xì)描述緩沖器與整形器/多路復(fù)用器模塊40、42的操作。現(xiàn)在，可以肯定說當(dāng)任何緩沖器隊(duì)列已達(dá)到預(yù)定緩沖器滿門限時(shí)，緩沖器模塊能發(fā)信令給控制器38。整形器/多路復(fù)用器模塊42負(fù)責(zé)從緩沖器模塊40中移去信元并將信元向前發(fā)送給目的地。它包括多路復(fù)用器功能和整形器為每個(gè)VPI/VCI值對(duì)存儲(chǔ)一個(gè)CR值，使得從輸出饋送的信元序列被整形以保證(如同由分配的帶寬所確定的)用于每個(gè)傳輸?shù)耐ㄟ^網(wǎng)絡(luò)的各自路徑的容量不被超過?？刂破?8也控制反饋模塊44用于在輸入34上從網(wǎng)絡(luò)和從控制器38自身接收反饋消息，以便經(jīng)輸出35向前傳輸給終端系統(tǒng)14。下面將更詳細(xì)描述緩沖器、整形器/多路復(fù)用器與反饋模塊40、42與44的功能。首先將考慮控制器38?？刂破?8的目的是將由任何給定VPI/VCI值對(duì)識(shí)別的ABR類型傳輸應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中具有分配或重新商定的帶寬的信號(hào)發(fā)送給CAC18。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，帶寬重新商定信號(hào)由控制器發(fā)送給CAC18，使得當(dāng)活動(dòng)檢測(cè)器36指示具有特定VPI/VCI值對(duì)的傳輸是寂靜時(shí)，設(shè)置那個(gè)傳輸?shù)膸拝?shù)為預(yù)定最小帶寬值。對(duì)于新活動(dòng)的傳輸，帶寬必須與CAC重新商定并且由CAC18(圖1)解釋為請(qǐng)求(在預(yù)定最大帶寬的約束內(nèi)的)所有可用帶寬，在這種情況中CAC根據(jù)它自己的控制參數(shù)釋放帶寬給此傳輸。每當(dāng)有效檢測(cè)器38指示所討論的傳輸?shù)臓顟B(tài)變化時(shí)，控制器38發(fā)出重新商定信號(hào)，這標(biāo)志估算周期開始。在這點(diǎn)上，終端系統(tǒng)仍期望能以對(duì)應(yīng)最大帶寬的CR發(fā)送，與此同時(shí)CAC18仍只維持(從DBC20輸出的信元被整形至的)固定最小分配。在估算周期結(jié)束時(shí)(當(dāng)估算計(jì)時(shí)器到期時(shí))，控制器38請(qǐng)求來自緩沖器模塊40的緩沖的信元計(jì)數(shù)值。如果在估算周期結(jié)束時(shí)的緩沖的信元計(jì)數(shù)值大于零(即，終端系統(tǒng)正以大于最小值的速率發(fā)送)，則命令反饋模塊44經(jīng)輸出35發(fā)出最小CR給終端系統(tǒng)。如果緩沖器信元計(jì)數(shù)值是零(即，終端系統(tǒng)正以小于或等于最小值的速率發(fā)送)，那么終端系統(tǒng)14不要求比最小帶寬更多的帶寬(因?yàn)槿绻蟮脑?，緩沖器已開始在估算周期期間填滿)?？刂破?8建議CAC18為服務(wù)連接所要求的帶寬數(shù)量，并啟動(dòng)標(biāo)記監(jiān)視終端系統(tǒng)活動(dòng)開始的監(jiān)視計(jì)時(shí)器，監(jiān)視計(jì)時(shí)器設(shè)置為在此連接的使用期限期間的頻繁間隔上超時(shí)，這使終端系統(tǒng)使用其CR分配的使用情況的重新評(píng)價(jià)有可能。終端系統(tǒng)有可能在整個(gè)連接期間增加，降低或保留其當(dāng)前CR。CAC18在更多帶寬變?yōu)榭衫脮r(shí)周期性地將更多帶寬提供給控制器。當(dāng)從CAC18中收到一個(gè)新CR時(shí)，用信號(hào)通知反饋模塊將此新CR發(fā)送給終端系統(tǒng)并且此值存儲(chǔ)為更新的CR。下面描述的監(jiān)視環(huán)路用于確定終端系統(tǒng)是否能利用所提供的帶寬。在監(jiān)視計(jì)時(shí)器的每個(gè)超時(shí)上，控制器38請(qǐng)求來自緩沖器模塊40的一個(gè)新的的緩沖信元計(jì)數(shù)值并將此與上次監(jiān)視期間存儲(chǔ)的多余信元計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較。如果當(dāng)前緩沖計(jì)數(shù)值小于多余信元計(jì)數(shù)值，則能假定在監(jiān)視周期期間用戶信元速率小于為輸出而整形信元的速率并且終端系統(tǒng)沒有充分利用其所分配的帶寬。因此，能通過設(shè)置CR為等于監(jiān)視的用戶速率和將此新CR建議給CAC18，以及通過將此新CR傳送給整形器模塊42和通過命令反饋模塊40將此新CR傳送給末端系統(tǒng)來重新分配多余帶寬。然后重新啟動(dòng)監(jiān)視計(jì)時(shí)器。如果當(dāng)前緩沖信元計(jì)數(shù)值大于多余信元計(jì)數(shù)值，即用戶信元速率大于整形器速率，則終端系統(tǒng)正利用由此新CR值提供的附加帶寬(即因?yàn)閬碜訡AC的更新的CR已允許終端系統(tǒng)增加其發(fā)送速率，所以此末端系統(tǒng)增加其發(fā)送速率。從上面將注意到因?yàn)檎纹髂K42還沒有被建議由CAC18所提供的最新CR，CAC18已經(jīng)分配不能被DBC20使用的附加帶寬。因此在這種情況中，通過將存儲(chǔ)的CR設(shè)置變?yōu)榈扔诟碌腃R來增加存儲(chǔ)的CR并且這個(gè)CR發(fā)送給整形器模塊42，當(dāng)前緩沖信元計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)為一個(gè)新的多余信元計(jì)數(shù)值，然后重新啟動(dòng)監(jiān)視計(jì)時(shí)器。第三種可能性是當(dāng)前信元計(jì)數(shù)值等于多余信元計(jì)數(shù)值。這表示盡管經(jīng)新CR值建議信號(hào)提供了增加的帶寬，終端系統(tǒng)尚未改變其傳輸速率。在這種情況中，控制器38將終端系統(tǒng)的實(shí)際速率傳送給CAC18，使得CAC知道多少帶寬被使用并隨后能重新分配任何未使用的帶寬。整形器模塊和終端系統(tǒng)不被通知，因此，整形器模塊42具有對(duì)應(yīng)CAC18所知道的CR值以及終端系統(tǒng)具有等于由CAC18原始分配的CR的CR值?？刂破?8隨后重新啟動(dòng)監(jiān)視計(jì)時(shí)器。當(dāng)活動(dòng)檢測(cè)器36指出所討論的傳輸已停止時(shí)，控制器發(fā)出一個(gè)寂靜信號(hào)給CAC18，使CAC18只分配預(yù)定最小帶寬。使反饋模塊40發(fā)出等于最大帶寬的CR值并且使整形器模塊以等于最小帶寬的CR發(fā)信。對(duì)于終端系統(tǒng)來說，當(dāng)它不發(fā)送時(shí)，看來它已增到最大帶寬。緩沖信元計(jì)數(shù)值的定期監(jiān)視極大地避免了單元由于緩沖器溢出而丟失的可能性。因此控制器38具有三種狀態(tài)寂靜、估算與監(jiān)視。防止帶寬在不需要時(shí)被分配的一個(gè)可選策略如下。控制器38發(fā)送開始信元計(jì)數(shù)請(qǐng)求給活動(dòng)有效檢測(cè)器36，這又啟動(dòng)可能具有t超時(shí)周期的監(jiān)視計(jì)時(shí)器。在此周期結(jié)束時(shí)，活動(dòng)檢測(cè)器36發(fā)送信元計(jì)數(shù)值給控制器38，此處理信息以估算等效于用戶實(shí)際發(fā)送速率的系統(tǒng)容量。如果此容量實(shí)際上小于當(dāng)前分配的容量，它可能暗示用戶正嘗試僅通過發(fā)送相對(duì)慢的信元流給輸入30以保持相關(guān)傳輸?shù)幕顒?dòng)檢測(cè)器狀態(tài)在有效狀態(tài)中來保持大容量。明顯地，這種情形導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的非有效使用，當(dāng)在所分配的與當(dāng)前使用的容量之間有大量失配時(shí)，由控制器38執(zhí)行下列步驟。首先，整形器42立即被復(fù)位以便降落到相關(guān)VPI/VCI值對(duì)的實(shí)際CR。接下來，命令反饋模塊44經(jīng)輸出35發(fā)出實(shí)際CR給用戶。最后，控制器38發(fā)送一個(gè)帶寬重新商定的信號(hào)給CAC，此信號(hào)包括設(shè)置為等于正被用戶使用的當(dāng)前等效容量的帶寬值，然后此信號(hào)由CAC解釋為釋放其他用戶容量的一個(gè)選擇。作為替換方案，可以通過分配給整形器與反饋模塊42、44一個(gè)缺省CR而不是實(shí)際CR來處理失配。如上所述，控制器38也設(shè)計(jì)為在用于填充給定VPI/VCI值對(duì)的緩沖器已達(dá)到給定門限時(shí)，從緩沖器模塊40中接收信號(hào)，此信號(hào)使控制器38命令反饋模塊44發(fā)送所謂資源管理(RM)信元，這將在下面詳細(xì)進(jìn)行描述。控制器38也可以接收每個(gè)建立的(由新的VPI/VCI值對(duì)識(shí)別的)新傳輸?shù)腄BC標(biāo)識(shí)(identity)值，這個(gè)DBC標(biāo)識(shí)值是從CAC中接收的?？商鎿Q地，如果沒有提供標(biāo)識(shí)值，DBC可以使用一個(gè)缺省身份值?？刂破鞯膫未a如下<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{ReceiveaVPI/VCIacuvesignal}　　receiveaVPI/VCIactivesignalfromACTIVITYDETECTOR　　startestimatetimerEND{ReceiveaVPI/VCIacuvesignal}BEGIN{Estimatetimerexpires}　　estimatetimerexpires　　excess.cells＝buffer.count(VPI/VCI)IFexcess.cells＞0THEN　　sendminimumCRtofeedbackmodule　　ELSE　　donothing　　requestrequiredamountofbandwidthfromCAC　　startmonitor_timerEND{Estimatetimerexpires}BEGIN{monitorVPI/VCIrate}　　receiveanewCRfromCAC　　sendnewCRtofeedback　　updatedCR＝newCREND{monitorVPI/VCIrate}BEGIN{monitortimerexpires}　　monitortimerexpires　　IFuserCR＜shaperTHEN{vpnotusingfullallocation}　　CR＝userCR　　sendCRtoCAC.Shaperandfeedback　　ELSE　　IFuserCR＞shaperCRTHEN{vphasincreasedrate}　　CR＝updatedCR　　sendCRtoShaper　　excess.cells＝buffer.count(VPI/VCI)　　ELSE{vphassrayedthesame}　　CR＝userCR　　sendCRtoCAC　　updatedCR＝CR　　ENDIF　　restartmonitorumerEND{momtortimerexpires}BEGIN{ReceivequietVPfromACTIVITYDETECTOR}　　receiveaquietVPI/VCIsignalfromACTIVITYDETECTOR　　sendquietVPI/VCIsignaltoCAC　　sendmaxtumumCRtofeedback　　sendminimumCRtosnaperEND{ReceivequietVPfromACTIVITYDETECTOR}BEGIN{ReceiveaVPI/VCIbufferthresholdsignal}　receiveaVPI/VCIbuffer-thresholdsignalfromVPI/VCI-buffer　adviseFEEDBACKtoretransitCRtoend-systemEND{ReceiveaVPI/VCIbufferthresholdstgnal}]]></pre>控制器的SDL表示在圖6-1與6-2中。控制器38可以設(shè)計(jì)為將DBC、VPI/VCI標(biāo)識(shí)值對(duì)寫入反饋模塊44中，也可以設(shè)計(jì)為指示反饋模塊44發(fā)出特定VPI/VCI值對(duì)的資源管理命令，這個(gè)指示也可以包含適當(dāng)?shù)腃R對(duì)T、I(T是平均信元到達(dá)間時(shí)間和I是猝發(fā)容限)。應(yīng)注意每當(dāng)CAC更新CR值時(shí)，只為每個(gè)新的VPI/VCI值對(duì)發(fā)送一個(gè)在RM信元中指定的值的變化(如果明顯沒有收到第一個(gè)，則可以發(fā)送一個(gè)或多個(gè)重復(fù)RM信元)。一般地，在公用網(wǎng)絡(luò)中這可以是每30秒或更多秒發(fā)送一次，這取決于DBC20中的活動(dòng)檢測(cè)器的敏感性設(shè)置，其結(jié)果是所要求的反饋控制帶寬能是相對(duì)小的。從偽碼中可以看出每當(dāng)具有特定VPI/VCI值對(duì)的信元達(dá)到緩沖器填滿門限時(shí)，控制器38就從緩沖器模塊40中接收信號(hào)。已描述了與活動(dòng)檢測(cè)器36的接口?，F(xiàn)將簡(jiǎn)單描述反饋模塊44的用途。如上所述，反饋模塊44經(jīng)輸出35發(fā)送(如同由控制器38所發(fā)信的一樣的)當(dāng)前CR值給終端系統(tǒng)。如圖7所示利用資源管理信元發(fā)送CR?？蛇x擇地，這個(gè)信元的一個(gè)字段是用于使終端系統(tǒng)14(見圖1)區(qū)分在終端系統(tǒng)至終端系統(tǒng)的路徑上的來自不同DBC(例如，如圖2所示的DBC20-1與20-2)的CR建議。這個(gè)DBC標(biāo)識(shí)字段表示為圖7中的字段50，CR放置在字段52中。這個(gè)RM信元類似其他信元具有包括指出此信元是資源管理(RM)信元的PT字段54的一個(gè)五個(gè)八位字節(jié)信頭。建議如果使用DBC標(biāo)識(shí)值，DBC標(biāo)識(shí)值不固定，但在建立給定VPI/VCI值對(duì)的通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑的時(shí)刻進(jìn)行選擇。這暗示CAC18為每個(gè)VPI/VCI值對(duì)分配一個(gè)DBC標(biāo)識(shí)值，并且反饋模塊44保持(DBC、VPI/VCI)標(biāo)識(shí)對(duì)表。例如，在圖2中，公用網(wǎng)絡(luò)10-1設(shè)計(jì)為選擇給定VPI/VCI對(duì)的DBC值并將此信息向前發(fā)送，使得公用網(wǎng)絡(luò)10-2不選擇同樣的值(例如，公用網(wǎng)絡(luò)10-1分配標(biāo)識(shí)號(hào)1，公用網(wǎng)絡(luò)10-2分配標(biāo)識(shí)號(hào)2等等)此DBC標(biāo)識(shí)值存儲(chǔ)在由反饋模塊44保持的表中。在RM信元(見圖7)中的CR字段52包含來自CAC的CR建議，這是由平均信元到達(dá)間時(shí)間T加上猝發(fā)容限i所提供的。(a)當(dāng)由CAC18建議一個(gè)新CR時(shí)和(b)當(dāng)對(duì)應(yīng)任一VPI/VCI值對(duì)的緩沖器模塊40中的緩沖器填滿級(jí)別上升超過緩沖器填滿門限時(shí)，由控制器38觸發(fā)反饋模塊44的操作。然后發(fā)送RM信元給終端系統(tǒng)。反饋模塊44的偽碼如下和相應(yīng)的SDL表示在圖8中。<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[　　BEGIN{ReceiveaCR}　　receiveaCRforaVPI/VCIfromController　　defaultCR＝CR　　END{ReceiveanCR}　　BEGIN{RM.celltimerexpires}　　RM.celltimerexpires　　CreateRM.cell　　writedefault.CRintoRM.cell　　sendRM.celltoend-system　　restartRM.celltimer　　END{cellarrivalfromnetwork}]]></pre>下面將考慮緩沖器模塊40。緩沖器模塊更詳細(xì)地表示在圖9中，其用意是根據(jù)包含在信元中的VPI/VCI值對(duì)存儲(chǔ)輸入的數(shù)據(jù)信元。緩沖信元允許終端系統(tǒng)14(圖1)具有響應(yīng)來自模塊44的反饋信號(hào)的時(shí)間。緩沖器模塊40的另一功能是在達(dá)到緩沖器填滿門限時(shí)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給控制器38，表示終端系統(tǒng)不在響應(yīng)反饋信號(hào)(這又使得控制器38重新發(fā)送一個(gè)CR給終端系統(tǒng)，如上所述)。緩沖器模塊40在超過給定VPI/VCI值對(duì)的最大緩沖分配時(shí)也拋棄所接收的信元，這通過緩沖器溢出來完成。例如，如果DBC20具有一個(gè)來自所有150Mbit/s信源的組合輸入速率，那么，如果至終端系統(tǒng)的往返行程延遲是100us，則每當(dāng)改變CR值時(shí)，將有少于35信元在行程中。共享存儲(chǔ)區(qū)域56的大小主要是為迎合猝發(fā)容限中的變化需要，因?yàn)檫@個(gè)速率的變化僅導(dǎo)致僅有小量的多余信元到達(dá)(例如，大約35個(gè)信元)。分配給各自VPI/VCI值對(duì)的固定信元位置由圖9中的標(biāo)號(hào)58表示。在這些位置中的信元代表多個(gè)隊(duì)列的前面信元，每個(gè)隊(duì)列有它自己的VPI/VCI值對(duì)。換句話說，能將隊(duì)列具體化為前面的信元都在右手邊以同一起跑線賽跑(圖9)。到達(dá)緩沖器模塊40的信元以先入先出(FIFO)順序放置在隊(duì)列中。當(dāng)從整形器/多路復(fù)用器模塊42的整形器部分收到一個(gè)適當(dāng)信號(hào)時(shí)，從緩沖器模塊40中移去信元，如由下面的緩沖器模塊偽碼所定義的<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[　　BEGIN{Receiveacell}　　receiveacell　　IFthereisroominthebufferTHEN　　putcellinbuffer　　incrementbuffer-filllevel　　IFbuffer-filllevel＝ThresholdTHEN　　transmitbuffer-fullsignaltoCONTROLLER　　ELSE　　donothing　　END{Receiveacell}　　BEGIN{Receiveafetch}　　receiveaVPI/VCIfetchsignalfromtheSHAPER/MUX　　passcellfrombuffertotheSHAPER/MUX　　decrementbuffer-filllevel　　END{Receiveafetch}]]></pre>相應(yīng)的SDL顯示在圖10中?，F(xiàn)結(jié)合圖11參見圖4，整形器/多路復(fù)用器模塊42用于從緩沖器模塊40中移去信元并將它們經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)向前發(fā)送給它們的目的地。模塊42具有兩部分，一部分是多路復(fù)用器60，一部分是整形器62。對(duì)于每個(gè)VPI/VCI值對(duì)，整形器62保持一個(gè)持久不變的信元速率(CR)值和一個(gè)計(jì)時(shí)器。送到輸出32的信元流由整形器進(jìn)行整形，使得不大于猝發(fā)容限τ的脈沖串通過而沒有被整形器62延遲。但是，如果幾個(gè)由不同VPI/VCI值對(duì)表示的傳輸同時(shí)猝發(fā)，則多路復(fù)用功能可以延遲一個(gè)信元。在這種情況中，多路復(fù)用器60給每個(gè)活動(dòng)VPI/VCI值對(duì)分配DBC輸出帶寬的合理部分，它通過以循環(huán)方式輪詢活動(dòng)VPI/VCI值對(duì)來完成這個(gè)。等待時(shí)間等于或大于速率間隔T的信元用較高優(yōu)先級(jí)“信元必須走”值標(biāo)記。多路復(fù)用器首先拾起這些信元(見圖1)。如果長(zhǎng)于猝發(fā)容限標(biāo)準(zhǔn)值的猝發(fā)到達(dá)，則整形器功能迫使信元等待。整形器/多路復(fù)用器模塊42的詳細(xì)操作將從下列偽碼中變?yōu)轱@而易見1.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[　　BEGIN{STATE＝ACTIVE}　　receiveacell.waiting[VPI/VCI]signalfrombuffer　　IFburstcreditokTHEN　　cell.can.go＝TRUE　　STATE＝WAITformultiplexerELSE{burstcreditnotok}　　STATE＝WAITforcredittimertoexpire　　END]]></pre>2.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝WAITforcredittimertoexpire}　　credittimerexpires　　incrementbursttoierancecreditcounter　　cell.can.go＝TRUE　　cell.must.go＝TRUE　　STATE＝WATTformultiplexer　　END]]></pre>3.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝WATTformultiplexer}　　receiveafetch.cell[VPI/VCI]frommultiplexer　　decrementcreditcounter　　cell.can.go＝FALSE　　cell.must.go＝FALSE　　STATE＝ACTIVE　　END]]></pre>4.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝WAITformultiplexer}　　credittimerexptres　　IFcreditcounter＜τTHEN　　incrementcreditcounter　　ELSE　　donothing　　cell.must.go＝TRUE　　END]]></pre>5.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝SHAPERACTIVE}　　credittimerexptres　　IFcreditcounter＜τTHEN　　uncrementcreditcounter　　ELSE　　donothing　　cell.must.go＝TRUE　　END]]></pre>6.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝SHAPER.CRACTIVE}　　newCRadvised(T.τ)　　nextT＝T　　nextcredit＝τ　　END]]></pre>7.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝SHAPERTIMERACTIVE}　　umerexpires　　resettimer(nexT)　　END]]></pre>8.<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[BEGIN{STATE＝MULTIPLEXERACTIVE}　　outputcelltimerexpires　　index＝pointer　　REPEAT{lstloopofsearchingforcell.must.go}　　incrementindex　　IFcell.must.go[index]THEN　　pointer＝indexfetchcell[index]frombuffer　　sendferchcellsignaltoSHAPER　　STATE＝MUX.ACTIVE　　ELSE　　IFindex＝max.buffer.sizeTHEN　　index＝0UNTILindex＝pointerREPEAT{2ndloopofsearchingforcell.can.go}　　incrementindex　　IFcell.can.go{index}THEN　　pointer＝index　　fetchcell[index]frombuffer　　sendfetchcellsignaltoSHAPER　　STATE＝MUX.ACTIVE　　ELSE　　IFindex＝max.buffer.sizeTHEN　　index＝0UNTILindex＝pointersendno.cell.waiting.signalEND]]></pre>將理解當(dāng)DBC20請(qǐng)求分配給特定傳輸?shù)膸捔髁康淖兓瘯r(shí)，CAC必須控制網(wǎng)絡(luò)中的其他業(yè)務(wù)流量，使得網(wǎng)絡(luò)容量得到最有效地使用。下面的描述討論用于克服業(yè)務(wù)流量重新分配問題的連接允許控制方法。現(xiàn)將描述兩個(gè)連接允許控制方法，兩個(gè)都解決重新分配業(yè)務(wù)流量問題。換句話說，當(dāng)傳輸變?yōu)榧澎o或新近活動(dòng)，則需要確定必需為其他傳輸生成多少其他控制消息，目的是使這個(gè)控制消息數(shù)量盡可能小。第一方法采用相對(duì)簡(jiǎn)單的連接允許控制方法，此方法不進(jìn)行任何實(shí)際的重新分配。在這種方法中，給定新近活動(dòng)的傳輸(VPI/VCI值對(duì))一單個(gè)信元速率(CR)，保持此CR直到此傳輸再次進(jìn)入寂靜。只在隨后重新啟動(dòng)此傳輸時(shí)，此傳輸才得到一個(gè)不同的CR。這意味著涉及一個(gè)VPI/VCI值對(duì)的寂靜信號(hào)將不為與它共享容量的其他VPI/VCI值對(duì)產(chǎn)生任何控制信號(hào)。這與填充方法相結(jié)合，其中填充方法采用(i)給定第一新近活動(dòng)連接是總的可用容量一半的有效容量；(ii)給定下一個(gè)新近活動(dòng)的連接是剩余容量一半的有效容量；(iii)給定下一個(gè)新近活動(dòng)的連接是還剩余容量一半的有效容量；等等。此方法在由VPI/VCI值對(duì)識(shí)別的整個(gè)路徑中一條鏈路一條鏈路地進(jìn)行實(shí)施，并且無論哪個(gè)產(chǎn)生最低有效容量即是反饋到DBC20的CR的決定因素。接下來是具有一個(gè)VPI/VCI值對(duì)的一個(gè)新近活動(dòng)信號(hào)不產(chǎn)生正分享容量的其他VPI/VCI值對(duì)的控制信號(hào)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)DBC20使得用戶能只保持網(wǎng)絡(luò)上的大有效容量與VPI/VCI值對(duì)保持在活動(dòng)檢測(cè)器36(圖4)的活動(dòng)狀態(tài)中一樣長(zhǎng)的時(shí)間，并且由客戶產(chǎn)生的信元速率靠近有效帶寬值(參閱上述的活動(dòng)檢測(cè)器的信元計(jì)數(shù)功能)，所以用戶能只在他們準(zhǔn)備為他們所承受的比例上較大負(fù)載付費(fèi)時(shí)保持到大有效帶寬上。此方法在下面的意義上對(duì)用戶是公平的在足夠長(zhǎng)的周期期間，沒有用戶被故意地分配較差的容量。但是，在某些情況中希望增加能保證相對(duì)大帶寬分配的用戶數(shù)量，并且這能通過下面的第二修改方法實(shí)現(xiàn)。在這種情況中，基本原則是如果一個(gè)活動(dòng)信號(hào)引起其他VPI/VCI值對(duì)的控制信號(hào)，則讓此信號(hào)限制于每條鏈路僅一個(gè)，即最富有(最大容量)VPI/VCI值對(duì)。這能描述為限制的重新分配方法或“僅取自最富有的”(RobinHood)方法。這能利用示例填充方法來最好地進(jìn)行說明(i)給第一新近活動(dòng)VPI/VCI值對(duì)分配等于總的可用容量一半的有效容量；(ii)給下一個(gè)新近有活動(dòng)的連接分配剩余容量的一半加上第一VPI/VCI值對(duì)(即當(dāng)前最富有的)的有效容量的五分之一；(iii)給下一個(gè)新近活動(dòng)的連接分配剩余容量的一半加上當(dāng)前最富有的容量的五分之一；等等為了說明這個(gè)過程，可以設(shè)想有具有100Mbit/s容量的一單條鏈路。那么，上面的步驟導(dǎo)致下列示例性步驟(i)第一新近活動(dòng)的VPI/VCI值對(duì)得到50Mbit/s并且有50Mbit/s剩余；(ii)下一個(gè)VPI/VCI值對(duì)得到剩余容量的一半(這得到25Mbit/s)加上來自第一個(gè)的五分之一，這表示現(xiàn)在第一個(gè)VPI/VCI值對(duì)現(xiàn)在具有40Mbit/s，而第二個(gè)值對(duì)具有35Mbit/s；(iii)下一個(gè)VPI/VCI值對(duì)得到12.5Mbit/s的剩余一半加上來自第一個(gè)值對(duì)的五分之一，使得第一個(gè)VPI/VCI值對(duì)現(xiàn)在具有32Mbit/s、第二個(gè)VPI/VCI值對(duì)仍有35Mbit/s、第三個(gè)VPI/VCI值對(duì)具有20.5Mbit/s、等等。注意大多數(shù)用戶都在獲得大容量，但只有一個(gè)多余控制消息要在鏈路上發(fā)送。因此，具有限制的重新分配或“RobinHood”策略。為了將此方法擴(kuò)展到具有許多鏈路的路由上，上述過程逐條鏈路進(jìn)行重復(fù)。產(chǎn)生最低有效容量的那條鏈路就是發(fā)回給動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)的CR值的決定因素?，F(xiàn)在，利用這個(gè)有效容量值，CAC通過獲取那條鏈路上的剩余容量的一半將它逐條鏈路進(jìn)行分配，并且所需的其余部分取自那條鏈路上的最富有的VPI/VCI值對(duì)。結(jié)果，這對(duì)于發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)VPI/VCI有效信號(hào)至多每條鏈路產(chǎn)生一個(gè)附加CR控制消息。寂靜信號(hào)仍不產(chǎn)生附加控制消息。這個(gè)方法也使用戶不可能在其他用戶變?yōu)榛顒?dòng)時(shí)保持在非常大的容量上。另外，在保持業(yè)務(wù)重新分配的復(fù)雜性至最低的同時(shí)，盡可能多的用戶得到合理的大容量。概括說來，在用于異步傳送數(shù)據(jù)信元的寬帶交換系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)控制系統(tǒng)輸入口上的數(shù)據(jù)信元應(yīng)用，這些數(shù)據(jù)信元是由許多發(fā)送終端站所提供的DBC檢測(cè)輸入信元、識(shí)別信元源、為信元提供緩沖并根據(jù)分配給來自相應(yīng)源的信元的當(dāng)前信元速率(CR)控制至系統(tǒng)交換機(jī)的信元輸出。此系統(tǒng)也包括確定系統(tǒng)中可用帶寬的連接允許(CAC)模塊。DBC與CAC協(xié)作以便維持通過系統(tǒng)的預(yù)定最小帶寬的永久虛路徑并根據(jù)需要分配多達(dá)最大值的附加帶寬。分配給此路徑的附加帶寬如果它沒有被源使用，它能自動(dòng)地除去或減少。能提供至源的反饋來防止以將由于系統(tǒng)中此路徑可用的帶寬限制而導(dǎo)致顯著信元丟失的速率提供信元。權(quán)利要求1.具有至少一個(gè)連接至相應(yīng)信號(hào)源的入口和至少一個(gè)連接到所選擇的信號(hào)接收系統(tǒng)的出口的一種寬帶交換系統(tǒng)，此交換系統(tǒng)具有至少一個(gè)交換機(jī)，用于從此入口發(fā)送攜有信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元至此出口；系統(tǒng)控制裝置，用于在此入口與此出口之間經(jīng)過所述交換機(jī)以預(yù)定基本帶寬接受和建立一個(gè)虛連接；以及帶寬控制裝置，設(shè)計(jì)為檢測(cè)在此入口上接收的信元以確定所檢測(cè)信元的帶寬要求并自動(dòng)地響應(yīng)這樣的信元檢測(cè)與帶寬確定來使系統(tǒng)控制裝置有選擇地分配除基本帶寬之外的所要求的附加帶寬用于至出口的信元傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制裝置包括一個(gè)存儲(chǔ)表，用于將預(yù)定帶寬與相應(yīng)的信號(hào)源聯(lián)系起來。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其中帶寬控制裝置包括反饋裝置，設(shè)計(jì)為將最大信元速率值發(fā)送給入口，以便傳輸給信號(hào)源來將至此入口的最大允許的信元提供速率指示給此信號(hào)源。4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中帶寬控制裝置設(shè)計(jì)為檢測(cè)一個(gè)信號(hào)源何時(shí)靜止并發(fā)送一個(gè)最大信元速率值給靜止的信號(hào)源，表示此信號(hào)源應(yīng)在靜止周期之后立即發(fā)送信元的最大速率。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的系統(tǒng)，其特征在于帶寬控制裝置包括信元速率估算裝置，用于估算從信號(hào)源至入口的信元提供速率，其中由估算裝置進(jìn)行下列估算，帶寬控制裝置設(shè)計(jì)為使系統(tǒng)控制裝置為來自信號(hào)源的信元分配附加帶寬，并且?guī)捒刂蒲b置使反饋裝置發(fā)送最大信元速率標(biāo)記給信號(hào)源，表示所分配的速率為提供至入口的信元最大允許速率。6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于帶寬控制裝置設(shè)計(jì)為周期地進(jìn)行信元提供速率估算，并且為響應(yīng)此，由系統(tǒng)控制裝置進(jìn)行所述附加帶寬的重新分配和根據(jù)所估算的信元速率重新傳輸最大信元速率值。7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于此重新分配包括所述附加帶寬的減少。8.用于寬帶交換系統(tǒng)的一種動(dòng)態(tài)帶寬控制器，其中系統(tǒng)是用于將攜帶信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元從此系統(tǒng)入口經(jīng)至少一個(gè)交換機(jī)發(fā)送到系統(tǒng)出口，其中此控制器包括用于在入口與出口之間以預(yù)定基本帶寬建立虛連接的裝置，用于檢測(cè)在入口上所接收的所述信元的裝置、用于通過信元速率估算確定所檢測(cè)信元帶寬要求的裝置以及自動(dòng)地響應(yīng)這樣的信元檢測(cè)與帶寬確定發(fā)出帶寬請(qǐng)求信號(hào)的裝置，使得除基本帶寬之外的附加帶寬在系統(tǒng)中分配用于信元至出口的傳輸。9.操作用于將攜有信息的異步傳送數(shù)據(jù)信元經(jīng)至少一個(gè)交換機(jī)從系統(tǒng)入口發(fā)送到系統(tǒng)出口的寬帶交換系統(tǒng)的一種方法，此方法包括在入口與出口之間維持具有預(yù)定最小帶寬的虛連接、檢測(cè)所述連接的信元提供給入口的速率、以及自動(dòng)地響應(yīng)超過最小帶寬所能接受的信元提供速率的檢測(cè)，分配附加帶寬給此連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于附加帶寬限制于最大值，生成一個(gè)反饋信號(hào)并反饋至入口，用于根據(jù)系統(tǒng)中可用于連接的附加帶寬的級(jí)別限制所述連接的信元提供至入口的速率；以及響應(yīng)比能由最小帶寬與所分配附加帶寬之和進(jìn)行調(diào)節(jié)的速率小于一個(gè)預(yù)定量的信元提供速率的檢測(cè)，重新分配此附加帶寬。全文摘要在用于異步傳送數(shù)據(jù)信元交換的寬帶交換系統(tǒng)中,動(dòng)態(tài)帶寬控制器(DBC)控制在系統(tǒng)輸入口上的數(shù)據(jù)信元的應(yīng)用,此數(shù)據(jù)信元是由許多發(fā)送終端站提供的。DBC檢測(cè)輸入信元、識(shí)別信元源、為信元提供緩沖并根據(jù)分配給來自各自源的信元的當(dāng)前信元速率(CR)控制信元至系統(tǒng)的輸出。此系統(tǒng)也包括確定系統(tǒng)中可用帶寬的連接允許(CAC)模塊。DBC與CAC協(xié)作保持通過系統(tǒng)的預(yù)定最小帶寬的永久虛路徑并根據(jù)需求分配多達(dá)最大值的附加帶寬。分配給此路徑的附加帶寬如果它沒有被源使用能自動(dòng)地除去或減少。能提供至源的反饋來防止以由于系統(tǒng)中路徑可用的帶寬限制將導(dǎo)致顯著的信元丟失的速率提供信元。文檔編號(hào)H04L12/54GK1183191SQ96193598公開日1998年5月27日申請(qǐng)日期1996年3月8日優(yōu)先權(quán)日1995年3月8日發(fā)明者A·J·史密斯,J·L·阿達(dá)姆斯申請(qǐng)人:牛津布魯克斯大學(xué),英國(guó)電訊公司