專利名稱：異步傳輸模式交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種ATM(異步傳輸模式)交換機(jī)，更特別是涉及一種ATM交換機(jī)，其執(zhí)行信元速率整形，即響應(yīng)存儲(chǔ)的信元量動(dòng)態(tài)地改變每個(gè)虛通道(VC)和每個(gè)虛路徑(VP)的輸出速率。
按常規(guī)，ATM交換機(jī)在輸出信元緩沖端具有信元速率整形功能，并輸出具有為每個(gè)虛通道或虛路徑控制的峰值信元速率的信元。
有時(shí)在∑(VCMCR)≤VPPCR≤∑(VCPCR)的情況下，希望實(shí)現(xiàn)確保虛路徑(VP)的每個(gè)虛通道(VC)的最小信元速率和虛路徑與該虛路徑每個(gè)虛通道的峰值信元速率整形，其中∑(VCPCR)是該虛路徑中的虛通道的峰值信元速率總和，∑(VCMCR)是該虛路徑中的虛通道的最小信元速率總和，VCPCR是虛路徑的峰值信元速率。但是，利用傳統(tǒng)的整形器，如果為每個(gè)虛路徑執(zhí)行信元速率整形，則它不可能實(shí)現(xiàn)一虛路徑中每個(gè)虛通道的最小信元速率保證和峰值信元速率整形。
而且利用兩級(jí)連接的兩個(gè)傳統(tǒng)的整形器看起來(lái)是一種可行的方法，即在前級(jí)為每個(gè)虛通道控制峰值信元速率，而在后級(jí)為每個(gè)虛路徑控制峰值信元速率。但是，為了在兩級(jí)都實(shí)現(xiàn)每個(gè)虛通道的最小信元速率保證，則需要對(duì)輸入信元緩沖端實(shí)行復(fù)雜的反饋控制，即使實(shí)現(xiàn)了最小信元速率的保證，也不利地要求高成本。
本發(fā)明的目的在于提供一種ATM交換機(jī)，其利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)為每個(gè)虛通道和每個(gè)虛路徑實(shí)現(xiàn)多級(jí)整形。
為了達(dá)到上述的目的，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)對(duì)每個(gè)虛路徑進(jìn)行速率整形，每個(gè)虛通道的輸出速率根據(jù)存儲(chǔ)的信元量在從最小信元速率到峰值信元速率的范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)地改變。
更特別是，根據(jù)本發(fā)明，提供一種ATM交換機(jī)，包括一個(gè)或多個(gè)輸入端電路接口、一個(gè)或多個(gè)輸出端電路接口、和一ATM核心交換機(jī)，用于將從一個(gè)或多個(gè)輸入端電路接口輸入的信元輸出到一個(gè)或多個(gè)輸出端電路接口，每一個(gè)輸出端電路接口將每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目反饋到相應(yīng)的一個(gè)輸入端電路接口，每一個(gè)輸入端電路接口根據(jù)來(lái)自相應(yīng)一個(gè)輸出端電路接口的反饋整形信元速率，因此屬于一個(gè)虛路徑的虛通道的峰值信元速率總和不會(huì)超過(guò)虛路徑的峰值信元速率，每一個(gè)輸出端電路接口根據(jù)每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目進(jìn)行控制，所以該虛通道所屬的虛路徑的峰值信元速率不會(huì)超過(guò)屬于該虛路徑的虛通道的峰值信元速率總和。
每一個(gè)輸入端電路接口可以包括物理層處理部分，用于終接一信元，和輸入虛通道信元速率控制部分，用于接收由物理層處理部分終接的信元和根據(jù)反饋控制每個(gè)虛通道的信元速度。
每一個(gè)輸出端電路接口可以包括輸出虛通道信元速率控制部分，用于存儲(chǔ)每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目；輸出虛路徑信元速率控制部分，用于根據(jù)虛通道信元速率控制部分中累積的信元數(shù)目控制每個(gè)虛通道的信元速率；和物理層部分，用于從輸出虛通道信元速率控制部分向一電路輸出一信元，輸出虛通道信元速率控制部分將信元數(shù)目反饋到輸入虛通道信元速率控制部分。
ATM核心交換機(jī)可以包括復(fù)用裝置，用于復(fù)用來(lái)自所有輸出端電路接口部分的信元；濾波器裝置，用于比較用于這些信元的輸出端口識(shí)別號(hào)與濾波器裝置自身的輸出端口號(hào)，并只傳遞比較結(jié)果一致的這些信元；和為每個(gè)輸出端口提供的先進(jìn)先出型信元緩沖器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)已經(jīng)通過(guò)相應(yīng)濾波器裝置的信元、轉(zhuǎn)換這些信元的速率和將作為結(jié)果的信元輸出到相應(yīng)的一個(gè)輸出端電路接口。
最好，輸入信元速率控制部分存儲(chǔ)輸入電路數(shù)目、業(yè)務(wù)級(jí)別、最小信元速率、輸出交換機(jī)端口號(hào)和交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)，其是預(yù)先簽訂合同的內(nèi)容，與輸入信元的虛路徑標(biāo)識(shí)符/虛通道標(biāo)識(shí)符具有相應(yīng)的關(guān)系。
最好，輸出虛通道信元速率控制部分存儲(chǔ)業(yè)務(wù)級(jí)別、虛通道最小信元速率、虛通道峰值信元速率、虛路徑峰值信元速率、輸出電路數(shù)目和輸出虛路徑標(biāo)識(shí)符/虛通道標(biāo)識(shí)符，其是預(yù)先簽訂合同的內(nèi)容，與每個(gè)信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)具有相應(yīng)的關(guān)系。
利用ATM交換機(jī)，可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和控制實(shí)現(xiàn)每個(gè)虛通道和每個(gè)虛路徑的多級(jí)整形。
根據(jù)下面結(jié)合附圖的描述和所附權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，附圖中類似的部分或元件由相同的附圖標(biāo)記表示。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的ATM交換機(jī)的方框圖；圖2是圖1所示輸入端電路接口的VC信元速率控制部門(mén)的方框圖；圖3是說(shuō)明圖2所示輸入端連接信息表的圖；圖4是圖1所示ATM核心交換機(jī)的方框圖；圖5是圖1所示輸出端電路接口的VC信元速率控制部分和VP信元速率控制部分的方框圖；和圖6是說(shuō)明圖5所示輸出端連接信息表的圖；首先參見(jiàn)圖1，表示了應(yīng)用本發(fā)明的ATM交換機(jī)。所示的ATM交換機(jī)包括多個(gè)輸入端電路接口10到1N、一個(gè)ATM核心交換機(jī)2、和多個(gè)輸出端電路接口30到3N。
每個(gè)輸入端電路接口10到1N包括物理層處理部分11和輸入VC信元速率控制部分12。物理層處理部分11終接信元并將信元發(fā)送到輸入VC信元速率控制部分12。輸入VC信元速率控制部分12，根據(jù)反饋控制每個(gè)虛通道的信元速率。
每個(gè)輸出端電路接口30到3N包括輸出VC信元速率控制部分31，用于存儲(chǔ)為每個(gè)虛通道存儲(chǔ)的多個(gè)信元；輸出VP信元速率控制部分32，用于根據(jù)存儲(chǔ)在輸出VC信元速率控制部分31中的信元數(shù)目控制每個(gè)虛路徑的信元速率；和物理層部分33，用于將來(lái)自輸出VP信元速率控制部分32的信元輸出到電路。輸出VC信元速率控制部分31將信元數(shù)目反饋到輸入VC信元速率控制部分12。
圖2表示輸入端電路接口10到1N的輸入VC信元速率控制部分12的結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖2，輸入VC信元速率控制部分12包括輸入端連接信息應(yīng)用部分102、輸入端連接信息表103、輸入信元緩沖器104和信元速率控制部分105。
輸入端連接信息應(yīng)用部分102根據(jù)信元首部的輸入電路數(shù)目和VPI(虛路徑標(biāo)識(shí)符)/VCI(虛通道標(biāo)識(shí)符)，從輸入端連接信息表103中獲得連接信息，諸如信元的業(yè)務(wù)級(jí)別、最小信元速率、輸出交換機(jī)端口號(hào)和交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)。
輸入信元緩沖器104排隊(duì)用于每個(gè)虛通道的信元。
信元速率控制部分105根據(jù)用于信元的連接信息對(duì)從輸入信元緩沖器104讀出的信元執(zhí)行業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和信元的速率控制，并將信元輸出到ATM核心交換機(jī)2。
每個(gè)虛通道信元根據(jù)VC信元速率控制信號(hào)以等于或高于最小信元速率的速率輸出，VC信元速率控制信號(hào)表示每個(gè)輸出端電路接口30到3N中的信元存儲(chǔ)量。
圖3說(shuō)明輸入端連接信息表103的一個(gè)例子。所示的輸入端連接信息表103預(yù)先在其中存儲(chǔ)了作為預(yù)先訂立合同內(nèi)容的輸入電路數(shù)目、業(yè)務(wù)級(jí)別、最小信元速率、輸出交換機(jī)端口號(hào)和交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)。
圖4表示ATM核心交換機(jī)2的結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖4，所示的ATM核心交換機(jī)2包括信元復(fù)用部分21、多個(gè)信元濾波器220到22N、分別連接到信元濾波器220到22N輸出端的多個(gè)信元緩沖器230到23N。
信元復(fù)用部分21復(fù)用來(lái)自所有輸入端電路接口10到1N的所有信元，并將復(fù)用信元輸出到高速總線。信元濾波器220到22N比較用于信元的輸出端口識(shí)別號(hào)與其自身信元濾波器的輸出端口號(hào)，并只傳遞比較結(jié)果一致的信元。信元緩沖器230到23N臨時(shí)為各個(gè)輸出端口存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)相應(yīng)信元濾波器220到22N的信元、轉(zhuǎn)換這些信元的速率，并分別通過(guò)FIFO操作將這些信元輸出到輸出端電路接口30到3N。
圖5表示輸出VC信元速率控制部分31以及上面參照?qǐng)D1所述的輸出端電路接口30到3N的輸出VP信元速率控制部分32的具體結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意圖5中輸出VC信元速率控制部分31和輸出VP信元速率控制部分32分別表示成輸出VC信元速率控制部分301和輸出VP信元速率控制部分302。參見(jiàn)圖5，輸出VC信元速率控制部分301包括輸出端連接信息應(yīng)用部分303、輸出端連接信息表304、輸出信元緩沖器305和信元速率控制部分306。
輸出端連接信息應(yīng)用部分303從輸出端連接信息表304中根據(jù)用于該信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)獲得信元的連接信息，諸如業(yè)務(wù)級(jí)別、VC最小信元速率、VC峰值信元速率、VP峰值信元速率、輸出電路數(shù)目和輸出VPI/VCI，并將獲得的連接信息用于該信元。
輸出信元緩沖器305排隊(duì)用于每個(gè)虛通道的信元。
VC信元速率控制部分306根據(jù)用于信元的連接信息從輸出信元緩沖器305讀出信元，并執(zhí)行要輸出信元的業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和速率控制。每個(gè)虛通道的信元根據(jù)VP信元速率控制信號(hào)以等于或高于最小信元速率但等于或低于峰值信元速率的速率輸出，VP信元速率控制信號(hào)表示下一級(jí)VP信元速率控制部分302中的信元存儲(chǔ)量。
VP信元速率控制部分302將信元排隊(duì)進(jìn)入用于每個(gè)虛路徑的緩沖器，根據(jù)用于這些信元的連接信息從緩沖器中讀出信元，和執(zhí)行要輸出到一電路的信元的業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和速率控制。每個(gè)虛路徑的信元以等于或低于峰值信元速率的速率輸出。
圖6說(shuō)明輸出端連接信息表304的一個(gè)例子。與從ATM核心交換機(jī)2輸入的輸入信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，所示的輸出端連接信息表304已經(jīng)在其中存儲(chǔ)了作為預(yù)先訂立合同內(nèi)容的業(yè)務(wù)級(jí)別、VC最小信元速率、VC峰值信元速率(VCPCR)、VP峰值信元速率(VPPCRVCP)、輸出電路數(shù)目和輸出VPI/VCI。
現(xiàn)在，描述本實(shí)施例的ATM交換機(jī)的信元速率整形操作。
在每個(gè)輸入端電路接口10到1N中，來(lái)自一電路的信元由物理層處理部分11終止并輸入到輸入VC信元速率控制部分12。
在輸入VC信元速率控制部分12中，輸入端連接信息應(yīng)用部分102是指根據(jù)信元首部的輸入電路數(shù)目和VPI/VCI用于諸如業(yè)務(wù)級(jí)別、最小信元速率、交換機(jī)輸出端口標(biāo)識(shí)號(hào)和該信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)的連接信息的輸入端連接信息表103。
要求輸入電路數(shù)目以容納多個(gè)電路，在目前的情況下是利用多個(gè)輸入端電路接口10到1N0的N+1個(gè)電路。
輸入信元緩沖器104排隊(duì)用于每個(gè)虛通道的信元。
信元速率控制部分105根據(jù)用于信元的連接信息從輸入信元緩沖器104中讀出信元并執(zhí)行要輸出到ATM核心交換機(jī)2的信元的業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和速率控制。VC信元速率控制信號(hào)從相應(yīng)一個(gè)輸出端電路接口30到3N的輸出VC信元速率控制部分31反饋到信元速率控制部分105。信元速率控制信號(hào)表示相應(yīng)一個(gè)輸出端電路接口30到3N中的信元存儲(chǔ)量。
如果∑(VCMCR)≤VPPCR≤∑(VCPCR)，則輸入端電路接口10到1N根據(jù)來(lái)自相應(yīng)一個(gè)輸出端電路接口30到3N的信元速率控制信號(hào)執(zhí)行虛通道的最小信元速率保證和虛路徑與虛通道的峰值信元速率整形。換句話說(shuō)，每個(gè)虛通道的信元根據(jù)VC信元速率控制信號(hào)以等于或高于最小信元速率的速率輸出。
ATM核心交換機(jī)2復(fù)用來(lái)自所有輸入端電路接口10到1N的所有信元，并將復(fù)用信元輸出到高速總線。在此情況下，ATM核心交換機(jī)2中的每個(gè)信元濾波器220到22N比較用于每個(gè)信元的交換機(jī)輸出端口標(biāo)識(shí)號(hào)與其自身信元濾波器的輸出端口號(hào)并只傳遞那些符合比較的信元。
信元緩沖器230到23N臨時(shí)為各個(gè)輸出端口存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)相應(yīng)信元濾波器220到22N的信元、執(zhí)行這些信元的速率轉(zhuǎn)換，并分別通過(guò)FIFO操作將這些信元輸出到輸出端電路接口30到3N。
每個(gè)輸出端電路接口30到3N的輸出端連接信息應(yīng)用部分303是指輸出端連接信息表304，以根據(jù)用于信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)獲得每個(gè)信元的連接信息，諸如業(yè)務(wù)級(jí)別、VC最小信元速率、VC峰值信元速率、VP峰值信元速率、輸出電路數(shù)目和輸出VPI/VCI，并將連接信息用于信元。
輸出信元緩沖器305排隊(duì)用于每個(gè)虛通道的信元。
VC信元速率控制部分306根據(jù)用于信元的連接信息從輸出信元緩沖器305讀出信元，并執(zhí)行要輸出信元的業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和速率控制。每個(gè)虛通道的信元根據(jù)VP信元速率控制信號(hào)以等于或高于最小信元速率但等于或低于峰值信元速率的速率輸出，VP信元速率控制信號(hào)表示下面一級(jí)VP信元速率控制部分302中的信元存儲(chǔ)量。
VP信元速率控制部分302將信元排隊(duì)進(jìn)入用于每個(gè)虛路徑的緩沖器，根據(jù)用于這些信元的連接信息從緩沖器中讀出信元，和執(zhí)行要輸出到一電路的信元的業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和速率控制。每個(gè)虛路徑的信元以等于或低于峰值信元速率的速率輸出。
雖然已經(jīng)利用特定的術(shù)語(yǔ)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是這種描述只用于說(shuō)明的目的，應(yīng)當(dāng)理解可以進(jìn)行改變并變化而不偏離下面權(quán)利要求書(shū)的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種ATM交換機(jī)，包括一個(gè)或多個(gè)輸入端電路接口；一個(gè)或多個(gè)輸出端電路接口；和ATM核心交換機(jī)，用于將從所述一個(gè)或多個(gè)輸入端電路接口輸入的信元輸出到所述一個(gè)或多個(gè)輸出端電路接口；每個(gè)所述輸出端電路接口向相應(yīng)的一個(gè)所述輸入端電路接口反饋每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目；每個(gè)所述輸入端電路接口根據(jù)來(lái)自相應(yīng)的一個(gè)所述輸出端電路接口整形信元速率，因此屬于一虛路徑的虛通道的峰值信元速率總和不超過(guò)虛路徑的峰值信元速率；每個(gè)所述輸出端電路接口根據(jù)每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目進(jìn)行控制，所以所述虛通道所屬的虛路徑的峰值信元速率不超過(guò)屬于所述虛路徑的虛通道的峰值信元速率總和。
2.如權(quán)利要求1所述的ATM交換機(jī)，其中每個(gè)所述輸入端電路接口可以包括物理層處理部分，用于終接一信元；和輸入虛通道信元速率控制部分，用于接收由所述物理層處理部分終接的信元和根據(jù)反饋控制每個(gè)虛通道的信元速率。
3.如權(quán)利要求2所述的ATM交換機(jī)，其中每個(gè)所述輸出端電路接口可以包括輸出虛通道信元速率控制部分，用于存儲(chǔ)每個(gè)虛通道累積的信元數(shù)目；輸出虛路徑信元速率控制部分，用于根據(jù)所述輸出虛通道信元速率控制部分累積的信元數(shù)目控制每個(gè)虛通道的信元速率；和物理層部分，用于從所述輸出虛通道信元速率控制部分向一電路輸出一信元，所述輸出虛通道信元速率控制部分將信元數(shù)目反饋到所述輸入虛通道信元速率控制部分。
4.如權(quán)利要求1所述的ATM交換機(jī)，其中所述ATM核心交換機(jī)可以包括復(fù)用裝置，用于復(fù)用來(lái)自所有所述輸出端電路接口部分的信元；濾波器裝置，用于比較用于所述些信元的輸出端口識(shí)別號(hào)與所述濾波器裝置自身的輸出端口號(hào)，并只傳遞符合所述比較的所述些信元；為每個(gè)輸出端口提供的先進(jìn)先出型信元緩沖器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)已經(jīng)通過(guò)相應(yīng)濾波器裝置的信元、轉(zhuǎn)換所述些信元的速率和將作為結(jié)果的信元輸出到相應(yīng)的一個(gè)所述輸出端電路接口。
5.如權(quán)利要求2所述的ATM交換機(jī)，其中所述輸入信元速率控制部分存儲(chǔ)輸入電路數(shù)目、業(yè)務(wù)級(jí)別、最小信元速率、輸出交換機(jī)端口號(hào)和交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)，其是預(yù)先簽訂合同的內(nèi)容，與輸入信元的虛路徑標(biāo)識(shí)符/虛通道標(biāo)識(shí)符具有相應(yīng)的關(guān)系。
6.如權(quán)利要求3所述的ATM交換機(jī)，其中所述輸出虛通道信元速率控制部分存儲(chǔ)業(yè)務(wù)級(jí)別、虛通道最小信元速率、虛通道峰值信元速率、虛路徑峰值信元速率、輸出電路數(shù)目和輸出虛路徑標(biāo)識(shí)符/虛通道標(biāo)識(shí)符，其是預(yù)先簽訂合同的內(nèi)容，與每個(gè)信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)具有相應(yīng)的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明提供一種ATM交換機(jī),其利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)為每個(gè)虛通道和每個(gè)虛路徑實(shí)現(xiàn)多級(jí)整形。信元從ATM核心交換機(jī)的以FIFO工作的信元緩沖器發(fā)送到輸出端電路接口的輸出端連接信息應(yīng)用部分。在每一個(gè)輸出端電路接口,輸出端連接信息應(yīng)用部分根據(jù)用于每個(gè)信元的交換機(jī)內(nèi)連接標(biāo)識(shí)號(hào)獲得諸如業(yè)務(wù)級(jí)別的連接信息,并將該連接信息應(yīng)用到該信元。輸出信元緩沖器排隊(duì)到每個(gè)虛通道的信元。VC信元速率控制部分根據(jù)連接信息從輸出信元緩沖器中讀出信元并執(zhí)行業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和要輸出信元的速率控制。每個(gè)虛通道的信元根據(jù)VP信元速率控制信號(hào)以等于或高于最小信元速率但等于或低于峰值信元速率的速率輸出,VP信元速率控制信號(hào)表示下一級(jí)VP信元速率控制部分中的信元存儲(chǔ)量。VP信元速率控制部分將信元排隊(duì)進(jìn)入每個(gè)虛路徑的緩沖器并執(zhí)行業(yè)務(wù)優(yōu)先控制和信元的速率控制。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1338847SQ0114077
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月15日
發(fā)明者賴永智之, 高橋薰生 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社