專利名稱：接入節(jié)點中使用的分層調度器體系結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及電信領域。確切地說，本發(fā)明涉及接入網中電信節(jié)點使用的分層調度器體系結構，但本發(fā)明并不局限于此。
背景技術：
遠程接入市場正在經歷一個大的轉變。三個因素促成了這種轉變。第一是用戶數量的增長，例如需要高性能因特網的和多媒體遠程接入的小型辦公/居家辦公(SOHO)用戶數量的增長。在電信方面自由化的政府行為是另一因素，各地通過消除本地市場規(guī)范來培育更為廣泛的競爭。第三因素，也是最后一個因素，是公共電話交換網(PSTN)的擁塞，PSTN的設計和開發(fā)原本只是為了語音業(yè)務量。
電信技術的若干重大進展使得電信網絡的骨干連接能夠具備高吞吐量。例如，通過在同步光網(SONET)/同步數字體系(SDH)物理層上實現異步傳輸模式(ATM)網絡技術，電信網絡能夠達到幾百兆比特每秒(Mbps)的數據速率。但是，為滿足遠程接入的帶寬需求所做出的努力受限于電信局中心局(CO)和用戶的遠端站點之間已有的雙絞銅線基礎設施(也就是接入網)，一般稱作本地環(huán)路。在電信領域中，這些限制有時統一稱作“最后一公里”問題。
為避免最后一公里問題所產生的瓶頸，當前接入網解決方案在本地環(huán)路中也采用光纖技術。與利用高速電信網一樣，基于光纖的本地環(huán)路基礎設施的體系結構一般采用SONET作為物理層技術。除了網絡設計的改進，隨著光部件和相關光電子的最近進展，使得寬帶接入日趨普及。
此外，伴隨著因特網用戶數量的顯著增長，產生了對用分組交換網(PSN)基礎設施(例如，那些基于因特網協議(IP)進行尋址的基礎設施)來替代當前電信網所采用的已有電路交換網絡(CSN)基礎設施的濃厚興趣。從網絡運營商角度來講，分組交換基礎設施中固有的業(yè)務總量使得每個最終用戶的傳輸成本和基礎設施成本得以降低。最終，這種成本的降低使得網絡運營商能夠將由此節(jié)省的成本轉移到最終用戶身上。
因此，正在開發(fā)一種新型的以業(yè)務為中心的網絡(不同于已有的以話音為中心和數據為中心的網絡)，用以實現眾所周知的下一代網絡(NGN)基礎設施，在下一代網絡基礎設施中綜合的話音/數據/視頻應用可以利用端到端傳輸路徑中PSN上的分組傳輸機制來提供。前面間接提到，人們相信，在接入網中采用分組網絡基礎設施能夠提供更高的傳輸效率，更低的操作和運營成本，以及統一的接入。
傳統接入系統允許接入數字本地話音交換機，例如第5類交換機，這通過延伸多根金屬環(huán)路，并將它們集中成一束，從而高效傳送時分復用(TDM)話音業(yè)務量來實現。一般情況下，這種接入網絡的體系結構使用多種配置下的一個或多個接入節(jié)點，前述配置可以是例如點對點鏈、環(huán)等，其中接入節(jié)點自身可以包括多個信道組，后者提供的線路接口服務于大量用戶。
但是，為了提供更好的功能和業(yè)務提供，要求當前的接入網支持先進的傳輸技術，例如SONET，對于節(jié)點的內部結構也是如此。在這些節(jié)點中，ATM用于承載除傳統的TDM業(yè)務，如T1和TDM-DS3業(yè)務之外的大部分用戶業(yè)務量。因此，接入節(jié)點設計需要支持TDM和ATM交換設備。
ATM論壇提供了一組規(guī)范，用以管理ATM交換設備的不同方面，包括交換設備的調度器，其功能是調控入信元注入交換設備的過程。確切地說，ATMF-TM-121標準提供了調度器需求的一般描述。但是，該標準沒有特別具體地提出實現細節(jié)，尤其是接入節(jié)點的內部結構針對SONET傳輸實現的情況。盡管已經存在若干ATM調度器實現，但它們非常復雜，并且需要昂貴的硬件。不僅建立一個接入節(jié)點具有這種調度設備的網絡的前端成本驚人地高，而且增加的成本結構在最初只需要支持較少用戶線的情況下，效率尤其低下，對沒有完全配置(也就是部分提供)的接入節(jié)點而言，尤為如此。此外，已有的ATM調度器在需要交換的數據以層次方式組織時，效率并不出眾。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明涉及接入網部分的接入節(jié)點終端使用的一種分層調度器結構，該調度器結構有效地克服了前述不足和相關的缺陷。在多個聚合層聚合的入口流通過ATM交換設備交換，前述ATM交換設備基于業(yè)務優(yōu)先級類別(稱為業(yè)務平面)分離流信元。這樣，兩維調度器按照聚合層和業(yè)務優(yōu)先級進行仲裁，其中各層負責從該層的成分流中選擇最適當的流，并將其轉發(fā)到下一層進行仲裁。基于業(yè)務的仲裁器從各個業(yè)務平面產生的優(yōu)勝信元中選擇通過交換設備用于傳輸的總優(yōu)勝信元。


通過下面的詳細描述，并結合附圖，可以對本發(fā)明有更為全面的理解，在附圖中圖1給出了示例性的電信網絡方案，該網絡的接入網絡部分中可以有利地實現本發(fā)明的教導；圖2結合中心局給出了涉及環(huán)路載波設備的接入網部分的高層概念；圖3給出的環(huán)路載波系統的示例性實施方式，該系統具有多個節(jié)點(或終端)，其中按照本發(fā)明教導的本發(fā)明分層調度器的實施方式可以在終端中提供；圖4給出的示例性環(huán)拓撲涉及多個中心局終端(COT)；圖5給出的高層框圖說明了一種示例性接入節(jié)點終端，它包含本發(fā)明的分層調度器結構，該終端可以作為接入網中的COT或者遠程終端(RT)；圖6給出了圖5所示接入節(jié)點終端部分的架級框圖，其中給出了多個業(yè)務流源；圖7是示例性接入節(jié)點中采用的ATM交換設備的功能框圖，前述交換設備采用本發(fā)明分層調度器的實施方式；圖8的功能框圖給出了本發(fā)明ATM交換設備的其它細節(jié)；圖9的流程圖給出了按照本發(fā)明的教導調度/交換流中涉及的各種操作；
圖10給出了本發(fā)明調度器的示例性實施方式的一種高層功能框圖；圖11是在準備入口流供本發(fā)明分層調度器調度的排隊管理中涉及的操作的流程圖；圖12給出了本發(fā)明多層多平面調度器的一種功能框圖；圖13給出了圖12所示的多層多平面調度器的另一視圖；圖14給出了將特定流ID排序到優(yōu)先級隊列結構之一的示例性方法的結構性流程框圖；以及圖15給出了一種示例性的基于管道指針結構，用于更新本發(fā)明調度器中使用的優(yōu)先級隊列。
具體實施例方式
在附圖中，相同或類似的元件在幾張圖中標以相同的標號，給出的各種元件不一定按實際尺寸繪出?，F在參看圖1，該圖描述了一種示例性的網絡方案100，它具有一個或多個接入網絡部分，其中可以有利地實現本發(fā)明的教導，提供一種分層調度器供接入網元使用。示例性網絡方案100包括核心傳輸網102和接入網部分104A和104B，最好用于支持電信、數據通信或者它們的任意組合，包括不同媒質，例如話音、音頻、視頻、圖片、數據和混合多媒體。核心傳輸網102可以配置成電路交換網絡(CSN)，分組交換網(PSN)或者能夠支持下一代網絡(NGN)業(yè)務基礎設備的綜合混合網。在一種示例性實施方式中，公共電話交換網(PSTN)(用于有線通信)、公共陸地移動網(PLMN)(用于無線通信)或者它們的任意組合可以作為CSN提供。其中核心網102以分組網形式實現時，它最好包括以因特網協議(IP)、幀中繼、ATM和/或其它可用技術運作的網絡。
接入網部分104A和104B位于最終用戶(也就是簽約用戶)和核心網102之間，前述最終用戶由客戶前端設備(CPE)106A、106B表示。應當理解，盡管該圖繪出了分離的CPE單元，它們也可以位于專用網，例如歸屬區(qū)域網(HAN)、客戶前端設備網(CPN)或者前端設備分布網(PDN)中。此外，CPE單元可以包括任何已知或者迄今未知的工作于不同媒質的綜合接入設備(IAD)。接入網部分104A、104B通過不同的接口點(POI)節(jié)點和存在點(POP)節(jié)點為客戶提供遠程接入，這些節(jié)點通過任何適當的有線、無線、窄帶或寬帶局域網互連。例如，利用眾所周知的技術實現的本地網，例如綜合業(yè)務數字網(ISDN)、數字用戶線(DSL)及其變種、光纖環(huán)路(FITL)及其變種、混合光纖/銅軸(HFC)電纜技術，或者無線環(huán)路(WLL)技術。此外，示例性接入網絡部分104A和104B可以包括本發(fā)明其它實施方式中的匯聚本地網。
在一種示例性實施方式中，接入網部分(例如接入網絡104A或104B)作為基于光纖的環(huán)路載波系統提供，根據成本、適當本地基礎設施的可用性、支持的業(yè)務等，該系統可以通過不同方案實現。例如，例如光纖到戶(FTTH)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到鄰家(FTTN)以及其它FITL變種的實現可以作為數字環(huán)路載波(DLC)結構，用于向用戶提供綜合寬帶接入業(yè)務。
基于光纖的環(huán)路載波系統最好至少工作于適當的物理層基礎設施，例如同步光纖網(SONET)技術或其伴生網絡，同步數字體系結構(SDH)，它類似于SONET，但復用結構是SONET復用方案的一個子集。圖2給出涉及與中心局(CO)202相關的環(huán)路載波設備204的示例性接入網部分(例如接入網104A)的高層概念。示例性IAD，例如CPE106A，連接到環(huán)路載波204，后者將用戶設備和CO之間的接入環(huán)路信號與其它環(huán)路信號復用。位于CO的POI設備則為核心傳輸網提供了接口連接性。
按照SONET需求，環(huán)路載波204最好工作于較寬范圍的光載波(OC)信號，例如OC-3、OC-12、OC-48等，以及對應于它們的電子對等體，也就是同步傳輸信號(STS)-3、STS-12、STS-48等。SONET，就像名字所暗示的那樣，采用同步傳輸方案，每125微秒傳輸一個SONET幀。每個幀邏輯組織成兩維字節(jié)隊列，其大小取決于信道速率。基本SONET信道是STS-1(對應于OC-1)，它包括的幀具有810字節(jié)，組織成9行乘90列。在每秒8000幀時，給出的原始信道速率為51.84Mbps。因為管理SONET線路和區(qū)域設備的開銷需要3個90列(剩下87列凈荷，稱為同步凈荷包或SPE)，路徑開銷一般包括一列，每個STS-1信道可用的凈用戶數據速率為49.536Mbps(86列×9行×8比特×8000幀/秒)。
高于STS-1的數據速率通過復用多個STS-1信號得到。例如，3個STS-1信號可以進行比特交織，生成一個工作于155.52Mbps的STS-3信號。另一種形式的復用是連接多個STS-1信號的開銷和凈荷字節(jié)，例如，STS-3c幀包含9個開銷列和261個SPE列，將數據速率提升到了155.52Mbps。一般而言，STS-n幀是具有n元組STS-1幀的電信號，在光載波上調制之后，稱為OC-n光信號。
低于STS-1的傳輸速率通過將凈荷分割成所謂的虛分支(VT)來得到，虛分支可以支持的數據速率從數字信號(DS)-1(工作于1.544Mbps)到DS-2(6.312Mbps)。STS-1信號可以邏輯分割成具有不同標識的VT，其中每個VT通過光纖承載同樣數量的凈荷。因為每個VT內的數據保留它自身的ID，可以很容易地將它與STS-1信號的其余部分分開。因此，在本地環(huán)路載波系統經過多個節(jié)點或子節(jié)點(也就是節(jié)點內部的分分或架)時，可以在每個節(jié)點/子節(jié)點“扔下”適當的VT進行處理。在基于SONET的接入網與基于準同步數字體系結構(PDH)、在DS-0(64Kbps)信道上構造的另一網絡相連時，VT也可相當有用。下面會描述到，利用類似于SONET的載波傳輸系統，有利地提供可調整節(jié)點體系結構，用于傳輸接入節(jié)點內所有的內部數據流，其中加/減功能也在本地(也就是內部)架間通信環(huán)境中有利地實現。
現在參看圖3，給出了基于光纖的環(huán)路載波系統的示例性實施方式，該系統具有多個節(jié)點，其中在具有可調整架間體系結構的節(jié)點中提供了分層調度器。環(huán)路載波節(jié)點也稱作接入網節(jié)點或終端(更一般地說，電信節(jié)點)，在本發(fā)明中，可以組織成多種拓撲之一，根據它們在接入環(huán)路中的位置，它包括兩種形式。當于CO在一起時，環(huán)路載波節(jié)點稱作中心局終端(COT)。標號304說明了與作為CO202一部分的CO交換機302連接的COT。CO外部的其它環(huán)路載波節(jié)點稱作遠程終端(RT)，例如RT 306A和306B。
光纖路徑305最好承載OC-3信號或更高的速率，它用于使特定拓撲中的COT和RT互連。當只有一個RT連接到COT時，得到的兩節(jié)點方案本稱為點到點環(huán)路載波系統。另一方面，如果多個RT呈線性連接，則可以得到單饋線多RT(MRT)系統或雙饋線MRT系統。在單饋線MRT系統中，RT僅位于COT的一側，這在該圖中示出。在雙饋線MRT系統中，RT位于COT的兩側，這兩側通常被稱作“東”和“西”側。因此，光纖光纜從COT發(fā)出，相對于COT進入兩個不同的方向，每個分支饋送一個或多個RT。
在另一示例性實施方式中，環(huán)路載波系統可以采用環(huán)結構。例如，將雙饋線MRT的最西邊的節(jié)點和最東邊的節(jié)點連接起來，得到單向路徑交換環(huán)(UPSR)拓撲。一般的做法是，從COT向東方向承載通信業(yè)務量，而從COT向西方向作為“保護”方向提供，用于防止東向電纜出現故障(例如被切斷)，或者它的性能降到了某個預定值。
不管用于實現DLC的特定拓撲配置是什么，COT或RT，或者這兩者都能夠將連接到它的所有接入線路集中起來。也就是說，一個終端所連接的總的線路數量可能會大于它所支持的活躍線路的最大數量。因此，每個終端可以有它自己的集中率(總的連接線路數與該終端所支持的活躍線路總數之比)。
除了COT和RT接入環(huán)路節(jié)點，示例性環(huán)路載波系統還也可以包括其它設備，例如光網單元(ONU)，服務于彼此相距足夠遠的最終用戶，將這些用戶都連接到RT不經濟。如果需要，ONU在電和光之間轉換信號。ONU還將多個客戶的模擬通信信號數字化，復用到連接著RT的一段光纖。在圖3中，標號308代表了連接到RT306A的ONU，在該例中，它為IAD/CPE106A提供服務。此外，除了由RT直接服務的CPE之外，環(huán)路載波系統中的RT還可以連接到一個或多個ONU和RT。
圖4給出的示例性SONET環(huán)拓撲400涉及多個終端。多個COT402-1到402-4都連接到環(huán)配置中，該環(huán)可以作為UPSR或者雙向線路交換環(huán)(BLSR)實現。具體說明的COT402-1中，多個架以可調整的體系結構組織，其中示出的主架具有通往PSN、CSN或者兩者的組合的網絡傳輸接口406。點到點SONET鏈路404也在COT402-1的主架和RT405之間示出。
現在參看圖5，給出了一種示例性接入節(jié)點終端502的高層框圖，它在接入網中充當COT或RT，該終端具有本發(fā)明的分層調度器結構。示例性終端502最好配置有多個架或信道組的可擴展“線性?！保笆黾芎托诺澜M包括主架504以及多個輔架，輔架邏輯上位于主架上側和下側。各種輔架通過冗余的雙向本地通信鏈路連接到主架504，這些通信鏈路包括適當的架間數據信道和定時/控制信道。在圖5中，標號510和512代表了兩條冗余的本地通信鏈路，其中一條在提供時是活躍的，另一條充當備用鏈路，用以實現保護性切換。在納入本發(fā)明的美國專利申請中提出，與鄰接信道組接口的本地通信鏈路作為接入節(jié)點502的內部構件提供，用于承載SONET類型載波幀中所有的內部、全雙工數據信道和定時信息，通過相應地映射這些幀，以傳輸束間通信。前述專利申請的申請?zhí)枮?0/280,604，(代理卷號為1285-0090US)，題為“Scalable Architecture For An AccessNode”，于2002年6月27日提交，這里予以交叉并入本發(fā)明。在本發(fā)明中，這些本地接口實現了邏輯通信平面，該平面可以調整，以便根據需要“壓?！弊銐驍盗康男诺澜M，因此，在節(jié)點的內部結構中稱為“棧面”。這樣，各個輔架邏輯上位于主架504的一側，它們包括稱為“北”部的棧面。例如，輔架506-1到506-4形成了北棧面部分。類似地，輔架508-1到508-4包括南棧面部分。
接入節(jié)點終端502具有多個用戶接口522，各種IAD/CPE可以連接到這些接口。用戶接口522可以包括與主架504相關聯的用戶接口518，以及與輔架相關聯的用戶接口520，例如架508-1。在終端的網絡側，多個傳輸網絡接口514和網管接口516作為主架接口功能的一部分提供。前面間接提過，各個傳輸網絡，例如CSN、PSN或者綜合網絡可以通過接口514連接到主信道組504。
現在參看圖6，給出了接入節(jié)點502的一部分的架級框圖，其中給出了前面間接提到的多個接口和相應的業(yè)務流源。示例性輔架618B通過架間接口623連接到主架618A，架間接口623位于兩者之間，用于實現前述的棧面方案。標號608代表了寬帶資源卡，位于主架618A，提供綜合網關功能，這在2001年11月2日提交的，題為“Integrated Gateway Functionality In An Access Network Element”的共同擁有共同未決美國專利，專利號10/052846中詳細描述，該專利在此通過引用并入本發(fā)明。
在主架618A所提供的示例性網絡接口中，DS3接口602用于接口TDM網絡601和ATM網絡603；OC3接口604用于接口TDM/ATM網絡605；光線路單元(OLU)606A和606B分別工作于混合節(jié)點607A和607B。主架618A中的示例性用戶接口包括POTS接口61O，與傳統電話設備611接口，DSL接口612，與適當的IAD/CPE613接口，后者包括導出的POTS設備619和一個或多個計算機621。示出的輔架618B具有T1接口616，它與IAD/CPE615接口，以及DSL接口612，它與IAD/CPE613接口。為簡單起見，該圖中沒有示出與架相關連的其它子系統，例如告警單元，電源等。
基于前面的描述，應當理解，本發(fā)明的接入節(jié)點終端用于支持多種業(yè)務，例如POTS、T1、xDSL、DS3、OC-n、支持IP的接入、全光接入、利用DSL傳送話音(VoDSL)、利用IP傳送話音(VoIP)、利用ATM傳送話音(VoATM)等等。作為接入系統的一部分，節(jié)點終端可以位于SONET環(huán)，其中主架618A可以設計成具有中央交換功能(TDM或ATM流)。輔架，例如架618B，可以用于節(jié)點結構，復用主架所交換的流。
Eric Friedrichs等人的“Scalable Architecture For An AccessNode”，于2002年6月27申請，申請?zhí)枮?0/280,604；(代理卷號為1285-0090US)的美國專利申請中提出，內部業(yè)務量在改進的SONET幀載波中傳輸，后者承載ATM和TDM凈荷，前述專利在此通過引用并入。這樣，接入節(jié)點部件502具有交換、轉發(fā)、聚合以及修飾不同業(yè)務量類型的功能。為了確保按照業(yè)務量管理的已有規(guī)則正確處理業(yè)務量，采用了ATM交換，根據一組提供規(guī)則，被稱為信元的定長分組的入口業(yè)務量交換到適當的出口接口。下面將會詳細描述，ATM交換設備基于物理端口信息，以及信元頭中的虛通路和虛電路標識符(也就是VPI和VCI)，交換業(yè)務量，其中采用了分層調度器，調整入信元到交換設備的注入。因為本發(fā)明的教導最好針對前面提出的可調整接入節(jié)點結構中的ATM交換和調度，下面給出采用的ATM業(yè)務量管理原則的概要表述。
眾所周知，ATM業(yè)務量可以基于業(yè)務類別(CoS)分類，CoS由類似于時間敏感性、峰值和持續(xù)帶寬保證、突發(fā)性和傳輸交付保證之類的因子定義。在本發(fā)明范圍內考慮的業(yè)務量類別在下表中給出
表1

盡管上面給出的業(yè)務類別參照了通用的應用級劃分，采用了業(yè)務質量(QoS)參數，將一定量的要求與交換機內部的特定ATM連接相關聯。這些參數作為標號，在根據用戶和網絡/業(yè)務提供商的業(yè)務合同建立連接時使用。一般而言，這些參數涉及時間敏感性(也就是延時和信元到達的規(guī)律性)，以及交付保證(也就是給定的請求帶寬上可接受的信元丟失)，下表給出總結
表2

除了CoS和QoS之外，ATM連接一般要求所謂的業(yè)務量合同，類似于業(yè)務等級約定(SLA)，用于說明業(yè)務提供時預期的業(yè)務類別和QoS參數。ATM交換軟件(例如CAC機制)和硬件(例如監(jiān)管器、隊列管理器和調度器/整形器)針對多個業(yè)務量描述符協同工作，確保交換設備的資源被正確地分配，以滿足連接合同。下表總結了可以按照本發(fā)明的教導使用的各種業(yè)務量描述符參數
表3

前面提到，接入節(jié)點元網具有多個接口，因此可以管理不同的業(yè)務量類型。此外，基于節(jié)點結構的層次方案，內部業(yè)務量在交換之前，通過多個層(也就是套疊式數據管道結構)聚合。在本發(fā)明的一種實施方式中，至少實現了4個業(yè)務量聚合層(i)子端口層；(ii)總線層；(iii)架層；以及(iv)管道層。對本領域技術人員而言，很明顯這種業(yè)務量聚合方案至少是部分必要的，因為從連接層(也就是每個線路卡上的多個物理接口)到高速信元鏈路(HCL)總線層，以及到棧面和設備層的連續(xù)層次數據映射。在一種示例性實現中，子端口層包括多個段，每個段負責一種特定的接口類型。一個子端口類型可以表示成用戶端口(例如xDSL接口)，也可以表示成固定物理端口，例如STS-1分支，其中每個子端口被指派到多個連接?？偩€層子端口可以表示用戶線路卡或服務器線路卡在主架中通過HCL總線發(fā)送ATM信元給交換設備的接口。棧面子端口表示了輔架中的子端口，它們利用棧面與交換設備通信。
圖7是前面描述的接入節(jié)點部件502中的ATM交換設備702的高層功能框圖。交換設備702的總體功能包括監(jiān)管；運行、管理和維護(OAM)；信頭轉換；排隊和許可控制；以及調度和業(yè)務量整形?？梢院苋菀椎乜闯?，發(fā)往交換設備702的業(yè)務量通過多個接口提供。傳輸接口704用于將節(jié)點的設備連接到骨干網，例如ATM網絡705。棧面接口706用于將業(yè)務量從輔架組鏈707(例如包括分層調度器體系結構申請的圖5所示信道組506-1到506-4，以及信道組508-1到508-4)傳送到交換設備702。通過線路單元(LU)707-1到707-N的多個用戶接口舉例說明了各種業(yè)務源，如xDSL，T1，ISDN，DS-3/OC-3等，這些業(yè)務源可以通過適當的總線級端口709-1到709-N，與交換設備702相連。線路單元接口中的一個接口可以連接到作為接入網一部分的RT111。。
針對內部ATM業(yè)務量可以定義兩種類型ATM連接虛信道連接(VCC)和虛通道連接(VPC)。VCC一般是ATM連接能有的最小單元，可以由物理接口上的VCI/VPI對的唯一值來表示。VCC或VPC可以是以下兩種類型之一(i)點到點連接，其中建立雙向連接，且每個方向中的信源可以不同，以及(ii)點到多點連接，它通常采用多個單向連接，在設備間實現組播傳輸。此外，也可以在本發(fā)明中實現另一層ATM連接層次，稱為虛擬組連接或VGC。有關VGC實現的細節(jié)在Mudhafar Hassan-Ali等人同一天提交的題為“Virtual Group Connection Scheme For ATM Architecture In AnAccess Node”，美國專利申請?zhí)?0/280,604；(代理卷號為1285-0099US)的共同擁有共同未決美國專利中給出，該專利通過引用并入。
進入交換設備(其功能可以以ATM交叉連接交換設備(XCF)卡形式實現)的流的入口業(yè)務量管理一般包括三個階段監(jiān)管、VC隊列/緩沖器分配和整形。在一種實施方式中，與這些級相關的硬件可以整合到XCF卡中。監(jiān)管器的主要功能是確保接收的信元與所應用的連接描述符一致。如果不一致，就可以通過清除信元頭中的信元丟棄優(yōu)先級(CLP)來丟棄入信元或者打標記(也就是帶標記)。一般來說，監(jiān)管功能采用ITU-T1.371和ATM論壇ATMF-TM-121標準中描述的眾所周知的算法來實現。實際上，這些算法(一般稱為通用信元速率算法或GCRA)采用所謂的信貸計數器，稱為桶(bucket)，以及信貸，稱為令牌。在接收到信元時，如果計數器(也就是桶)有足夠的信貸(也就是令牌)，那么接納該信元；否則，該信元標記成低優(yōu)先級信元或者被丟棄。
本發(fā)明實現了三種監(jiān)管算法。單漏桶(SLB)模塊針對CBR、UBR使用，并且部分用于GFR業(yè)務類。雙漏桶(DLB)模塊針對rt-VBR和nrt-VBR業(yè)務類使用。幀漏桶(FLB)模塊用于GFR類。典型的SLB實現使用兩個參數桶的大小(記為L)，令牌增加或令牌刪除的增量(也就是漏出)，記為I或T。在CBR、UBR和GFR業(yè)務類中，采用的業(yè)務量描述符是PCR和CDVT，后者與SLB參數相關聯。這種情況下，PCR與線路速率成正比，后者是連接的物理速率限制。CDVT指示了在該線路速率情況下，可以預處理多少信元傳輸，或者多少信元位于集束格式。在DLB實現中，使用了4個參數，每個桶采用兩個。鑒于第一桶使用的PCR和CDVT類似于前述SLB情況，第二桶可以采用SCR和MBS描述符。在確定信元符合條件之前，這兩個桶必須都得到滿足。
針對GFR類實現的FLB模塊具有兩級監(jiān)管。第一級是確定分組(或幀)是否符合條件。這通過測試以下條件完成(i)信元到達與采用的具有PCR和CDVT描述符的GCRA功能一致；(ii)幀中所有信元具有相同的CLP值；以及(iii)幀大小不超過MFS值。第二級(漏桶實現)工作在幀層。有關GFR實現的其它細節(jié)在MudhafarHassan-Ali等人的“System And Method For Implementing GFR ServiceIn An Access Node’s ATM Switch Fabric”，于同一天申請的，美國申請?zhí)枮?0/280,700；(代理卷號為1285-0102US)；共同擁有共同未決美國專利中給出，該專利申請通過引用并入。
在對入信元進行了監(jiān)管處理之后，或者成功或者打上標記，該信元被適當地壓入該交換設備的緩存，進行調度。每個信元通過元組{PHY、VPI、VCI}識別，其中VPI和VCI通常在ATM信元頭中傳送。另一方面，通過確定信元來自或者信元去往的物理接口，確定PHY標識符。信元標識中包含以下比特域物理端口標識符，PHY，是一個15比特域；VPI是一個12比特域；VCI是16比特域。因此，在一種實現中，每個連接點所需的最少比特數量是43，當需要維護大量連接時，這樣做的成本可能會相當高昂。因此，下面還會更加詳細地描述，本發(fā)明的交換設備將{PHY，VPI，VCI}三元組映射到一個唯一號碼，稱為流ID{FID}，它使得存儲和數據結構標識更為有效。
現在參看圖8，給出的ATM交換設備702的功能框圖示出了其它細節(jié)。包括總線級接口802-1到802-N，棧面接口804和傳輸網絡接口806的多個入口接口連接到入口仲裁器808。在一種實施方式中，入口仲裁器808作為加權循環(huán)(WRR)仲裁器實現，在仲裁器嘗試發(fā)送信元到設備時，它按照一個或多個應用的傳輸合同，確保每個接口與其帶寬分配一致。其它類型仲裁器，例如非工作保留RR(NWCRR)，也可以結合入口接口的業(yè)務量應用。然后，將選擇的入口業(yè)務量提供給OAM/監(jiān)管塊810，后者也具有將{PHY，VPI，VCI}三元組轉換成16比特的唯一FID的功能。因此，FID采用的值在
范圍內，其中二叉樹用于有效地映射43比特{PHY，VPI，VCI}三元組。然后，將流轉發(fā)到隊列分配管理器812，后者基于信元的FID將信元壓入特定隊列。換句話說，每個流都在共享存儲器信元緩存RAM816中分配一個唯一的VC隊列。緩存中的VC隊列具有邏輯鏈表，后者有頭和尾指針，形成了FIFO。交換設備中的共享存儲器隊列結構使得共享緩存空間池能夠被采用的連接合同限制內的所有連接使用。一旦信元被刪除(或者發(fā)送或者丟棄)，其位置返回到保存所有“空閑信元”位置的表，稱為空閑表。該表將所有的信元存儲器位置以頭尾循環(huán)的方式鏈接，其規(guī)則如下(i)在緩存時，利用頭指針指向可用于緩存的第一信元位置；以及(ii)在刪除時，利用尾指針將新釋放的位置追加到空閑表上。隊列管理器812管理所有的連接VC隊列，以及空閑表。
當信元可以壓入隊列時，隊列管理器812首先檢查是否已存在一個隊列用于該信元所屬的FID所標識的連接。如果是，將它加入VC隊列表；否則，創(chuàng)建一個新的隊列，也就是初始化新隊列的頭和尾指針。此外，在將信元加入隊列之前，隊列管理器812可以對信元、隊列大小、交換設備的擁塞程度以及組的擁塞程度，還有分組狀態(tài)指示進行一次或多次測試，用以確定該信元是否應當存儲在隊列中。這樣，排隊功能在交換設備中解決以下問題(i)在交換設備資源(例如交換機連接)競爭期間，緩存信元；(ii)在擁塞期間(也就是供給的負載高于交換設備的容量時)，實現信元丟棄策略，作為擁塞控制機制；以及(iii)在大多數時候發(fā)生的突發(fā)業(yè)務量情況下，緩存有助于得到明顯的統計增益，定義為瞬間供給負荷和平均供給負荷之比。
隊列管理器812將存儲在連接存儲器814中的FID提供給子端口調度器822，后者執(zhí)行分層調度，下面還會詳細描述，用以管理業(yè)務量整形和流路由尋址，選出最適當的連接來發(fā)送信元通過交換設備。調度器RAM823基于一些參數，例如信元的理論到達時間(TAT)，在子端口調度器的優(yōu)先級隊列中插入FID。仲裁器824將選出的FID(也就是那些對應于優(yōu)勝信元的FID)，提供給信元創(chuàng)建和總線接口塊826。一旦調度器確定了優(yōu)勝者，并且隊列中所有更新已經完成，就會利用頭轉換塊828將FID轉換成新的信元頭，后者包括與目的端口相關的PHY信息。與入口接口類似，多個出口接口連接到信元創(chuàng)建模塊826，這些出口接口包括總線級接口830-1到830-N、棧面接口832和傳輸接口834。
基于前面的描述，很顯然，接入節(jié)點部件的ATM交換機702的全部功能包括以下各項地址轉換、OAM功能、監(jiān)管，確保接收的信元與其業(yè)務量合同一致；隊列分配和管理；許可控制；調度；按照信元的業(yè)務量合同進行信元的業(yè)務量整形；CAC機制，在接受連接前確保有足夠的可用資源。圖9的流程圖給出了前面提出的ATM調度/交換功能中涉及的各種操作。在新信元到達時，查表確定其FID、CoS和QoS參數(框902)。判定該信元是否與OAM/信令流相關(判斷框904)。如果是，提供信元流給適當的處理塊906，后者與OAM和信令信元處理相關。否則，將接收的信元提供給隊列管理器進行信元緩存排隊，并且在需要時，應用信元丟棄策略(框908)。然后，將該FID插入層次子端口調度器的優(yōu)先級隊列(PQ)，進行調度(框910)，下面還會詳細描述。子端口在發(fā)送信元通過交換設備的時候到來時，設置一個標記(框912)，在初始化與該交換設備關聯的新的時隙時，就當前時隙中服務哪個子端口進行仲裁判定(框914)。在選出優(yōu)勝信元時，查表進行頭轉換，確定目的總線/端口ID(框916)。然后，在框920生成出口信元來通過交換設備傳輸。此外，在信元緩存中，從適當的VC隊列中去除所服務的信元。更新與其相關的流的漏桶參數(框918)?；谠撽犃惺欠穹e壓的判定(判斷框922)，子端口優(yōu)先級隊列重新鏈接(框924)，或者用新的TAT值更新VC隊列(框926)。
現在參看圖10，給出了本發(fā)明調度器的示例性實施方式的一種高層功能框圖。處理新的入口信元的隊列管理器1002具有適當的信元丟棄機制。前面解釋過，子端口調度器1004利用分層調度處理，按照業(yè)務類別來選擇優(yōu)勝信元。優(yōu)勝信元隨后被轉發(fā)給總線/端口仲裁器1004，后者選出業(yè)務的總優(yōu)勝者。漏桶(LB)機制1006基于仲裁結果，更新流參數，根據隊列的積壓情況，將這些更新信息提供給隊列管理器1002或者子端口調度器1004。
圖11是在準備入口流供本發(fā)明分層調度器調度的排隊管理中涉及的操作的流程圖。當新信元到達時(在框1102中示出)，確定適當的FID，這在前面解釋過。判斷信元緩沖存儲器中是否存在該流的VC隊列(判斷框1104)。如果是，檢索得到適當的隊列參數，例如隊列中信元數量，閾值參數等等。否則，通過適當的裝置創(chuàng)建新的隊列(框1105)。前面間接提過，信元丟棄策略塊1108負責決定是將信元壓入隊列，還是丟棄信元。實現信元丟棄機制的一些策略原因是(i)按照業(yè)務合同在不同連接中進行緩存資源分配的公正性；(ii)避免交換設備網絡擁塞，這由隊列占用(QO)參數來指示。根據實現的不同，QO可以按照VC隊列來測量，或者針對整個可用的共享緩存來測量。下面馬上會給出一些示例性的丟棄策略實現。
在單信元丟棄(SCD)策略中，為隊列指定一個閾值，信元丟棄處理在該閾值處被觸發(fā)。丟棄策略可以是CLP敏感的，或者不對CLP敏感，一般在CBR和VBR連接中實現。在一種部分分組丟棄(PPD)策略中，丟棄機制基于隊列中通過ATM信元傳送的分組的狀態(tài)。同樣，通過閾值將隊列劃分成兩個空間。在QO到達該閾值之前，接受所有信元。一旦到達了該閾值，如果丟棄了屬于部分緩存分組的一個信元，那么屬于該分組的其余信元也被丟棄，除了分組中的最后一個信元，保留該信元是為了維持分組的可分離性。顯然，這種機制避免了發(fā)送一個丟失了一個或多個信元的分組的尾部；其結果是更為有效地利用了交換設備傳輸資源。
在早期分組丟棄(EPD)策略的實現中，采用類似于PPD策略的閾值，除了在到達閾值之后，屬于部分緩存分組的所有信元仍將被緩存。盡管超過了QO閾值，當新分組到達時，新分組的所有信元將被丟棄。這種機制比PPD策略更為有效，因為它避免了傳輸部分分組。PPD和EPD策略都適用于GFR，以及傳送ATM適配層-5(AAL5)信元的UBR連接。
雖然類似PPD/EPD機制，早期丟棄(ED)策略實現的機制中，對需要發(fā)送給關聯VC隊列的尾的最后分組的第一信元的頭進行丟棄處理。在這種情況下，該隊列需要利用指針跟蹤隊列中的最后分組，前述指針指向的信元在具有特定凈荷類型標識符(也就是PTI＝1)的信元之后。功能更為強大的分組丟棄機制在隨機早期檢測(RED)處理中實現，它能更好地預測任何擁塞的開始。通過隨時間進行的實際平均隊列長度的遞歸計算，計算稱為平均QO的參數，將該參數與預定最小閾值和預定最大閾值比較。概率參數用作觸發(fā)丟棄決定的另一閾值。實際上，分組可以在以下情況丟棄(i)如果平均QO位于最大閾值定義的范圍之外，或者(ii)平均QO位于該范圍之內，但是隨機生成的數P小于概率參數，后者定義為平均QO的函數。
繼續(xù)參看圖11，判斷框1110判斷是否需要將新的信元壓入隊列。如果是，適當增大關聯VC隊列和子端口優(yōu)先級隊列長度(框1112)。因此，如果該信元被VC隊列接受，并且是該隊列的隊頭(HOL)，隊列管理器通知擁有對應流的子端口調度器，將其插入它的優(yōu)先級隊列。然后，將信元的FID、流的漏桶參數(也就是TAT值)通知該優(yōu)先級隊列，將這些參數轉發(fā)給它，進行調度操作(框1114)。
因此，應當理解，ATM調度器的主要工作是調整與業(yè)務量描述符一致的入信元到交換設備的注入，得到交換設備連接的最優(yōu)分離，公正分配交換設備的帶寬，以及通過更好地利用可用帶寬得到統計收益。實際上，總的目標是確定需要選擇哪個信元源來通過交換設備。因為接入節(jié)點的內部ATM流基于其可調整棧面結構，也就是子端口、HCL總線、棧面、架等前面詳細討論的層，在多個結構層次上聚合，所以調度功能需要考慮這種伸縮式數據管道聚合。此外，前面指出過，調度功能還必須與入口流關聯的各種業(yè)務優(yōu)先級類別競爭。這樣，本發(fā)明的調度器具有兩維層次結構，其中調度功能在多個數據流聚合層，以及業(yè)務優(yōu)先級類別(稱為“平面”)上劃分。圖12給出了本發(fā)明多層多平面調度器實施方式1200的功能框圖，其中結合6個業(yè)務類別平面給出了4個層1210、1212、1214和1216。標號1206-1指向“rt[CBR/VBR]-高”業(yè)務平面，它包括4個連續(xù)調度級，對應于4層(也就是L1到L4)。同樣，還提供了以下業(yè)務平面rt[CBR/VBR]-中平面1206-2，rt[CBR/VBR]-低平面1206-3，nrt-VBR和GFR平面1206-4，GFR平面1206-5，以及UBR(也就是，可用最佳)平面1206-6，每個平面都有L1-L4層結構。
調度器的每個子端口采用(或者構造)一個PQ，它是存儲所有活躍FID的數據結構(也就是與該FID相關的VC隊列至少有一個FID)。當隊列管理器給出與入口信元關聯的新的FID1202進行調度時，基于CoS/QoS的分解(DEMUX)塊1204根據它的CoS/QoS和業(yè)務量合同參數，將其分離到，或者指派到業(yè)務平面類別之一。之后，基于子端口的DEMUX塊1208根據適當的到交換設備的子端口接口，進一步分離信元FID。這樣，按照以下之一，將FID排序各種PQ數據結構(I)CoS，將FID分組，形成不同的類別；(ii)信元時間戳(TS)，它是信元合格，能夠被選來進行調度的時刻；以及(iii)QoS，當兩個或多個FID的TS具有相同值時，用它來確定優(yōu)先級。有關如何將特定FID排序成PQ結構之一的其它細節(jié)，將在后面結合圖14給出，前述每一個PQ接口都對應于一個業(yè)務平面。
通過裝置為PQ模塊(PQM)(該圖中未示出)實現4層結構調度功能，其中各層對條目實現調度功能，根據流集合，該條目可以是以下之一子端口、總線、端口和管道。實際上，當交換設備接收到新流的信元時，該數據流由調度器中的一個條目如下表示。從適當的漏桶模塊(LBM)接收到FID，基于CoS/QoS，流數據(也就是FID和TS)，存儲在采用的L1數據結構中。在L1的所有的競爭子端口中(例如線路單元的不同流)，L1層仲裁器只會選擇一個具有最小TS的子端口，然后將它轉發(fā)給下一層的仲裁機構，也就是L2仲裁。L2數據結構相應包含不同子端口的“優(yōu)勝FID/TS”數據。同樣，只有一個具有最小TS的條目被選出，轉發(fā)給第三層。對層L3和L4連續(xù)重復這種處理，最終得到每種業(yè)務優(yōu)先級類的優(yōu)勝提名(也就是優(yōu)勝信元的FID/TS數據)。標號1218-1到1218-6代表了6個優(yōu)勝者提名，對應于圖12所示的6個業(yè)務平面。
之后，采用兩維仲裁機制1220，在6個提名中選擇總的優(yōu)勝者。在一種示例性實施方式中，提供仲裁塊1220作為CoS，基于TS的優(yōu)先級循環(huán)(PRR)機制用于基于業(yè)務類別以及時間戳數據來選擇優(yōu)勝者FID1222。這樣，仲裁器1220不僅確定具有較高業(yè)務優(yōu)先級的信元能夠在當前時間槽內提供服務，而且還嘗試發(fā)送與全局時間變量相比，具有最低時間戳的信元。
應當認識到，各層(也就是L1-L4)的仲裁涉及管理與其相關的PQ結構，用于選擇該層的優(yōu)勝者。一般來說，PQ結構以樹的形式實現，其中數據節(jié)點(代表例如接納信元或從低層選擇的信元的TS/FID)按照特定插入/刪除準則安置。圖13給出了多層多平面調度器1200的另一視圖，其中每一個PQ實體都以樹結構示出，得到每個業(yè)務平面的總嵌套樹方案。標號1304是指對應于子端口仲裁器1305-i的PQ樹，其中PQ樹基于相應子端口所支持的VC連接生成。所有子端口仲裁器(例如，子端口仲裁器1305-i和1305-j)的優(yōu)勝者都被轉發(fā)，填充與總線級仲裁器1307-l相關聯的下一級PQ樹結構1306。同樣，總線級仲裁器1307-l和1307-k轉發(fā)各個選擇給架級PQ結構1308。架級仲裁器1312、棧面接口1314、傳輸層接口1316轉發(fā)它們的選擇給管道級仲裁器1310，后者為特定業(yè)務平面選擇一個優(yōu)勝提名。
在一種示例性基于樹的PQ實現中，在PQ中插入或刪除一個元素的算法如下(i)樹或子樹的根節(jié)點的值大于與樹中所有其它節(jié)點相關聯的值；(ii)當插入新的成員時，從上到下，從左到右執(zhí)行填充。如果新的成員的值大于根節(jié)點的值，結構就下推一級。(iii)PQ樹的根第一個出去。(iv)刪除根節(jié)點，根的兩個下一代中較大的那個繼承為根節(jié)點。
多種數據結構可以用于實現本專利申請所提出的層次調度中使用的樹基PQ。在本發(fā)明的一種示例性實施方式中，PQ實體可以以堆結構實現。雖然堆實現通常在存儲器使用方面表現優(yōu)異，它受限于其算法復雜性，后者在高速設計中會使吞吐量受限。因此，在另一實現方式中，每一層特定的PQ實體作為綜合“日歷堆”結構實現，綜合“日歷堆”結構的詳細描述由Mudhafar Hassan-Ali等人同一天提交的題為的“Calendar Heap System And Method For EfficientSorting，”，美國申請?zhí)枮?0/281,033；(代理卷號為1285-0101US)，該專利通過引用并入。
現在參看圖14，給出的結構性流框圖描述了一種基于CoS、QoS和TS參數將特定FID排序到PQ結構之一的示例性方法。每個信元指派有一個標記1410，用于重新連接與其關聯的調度器PQ。標記1410包括流ID1402、CoS1401、TS1406和QoS1408。對可用最佳業(yè)務類別(也就是UBR業(yè)務)而言，使用PCR和CDVT參數(框1412)，其中PQ利用TS重新連接。如果出現任何沖突，該標記的QoS部分將被用作解決方案。然后，確定PQ的頭，轉發(fā)給優(yōu)先級DEMUX(框1418)。與保證nrt連接相關的操作在框1414中提出，它被分離成GFR相關的操作塊(框1415A)和nrt-VBR操作塊(框1415B)。同樣，與CBR連接相關的操作在框1416中提出。各個業(yè)務優(yōu)先級的FID被轉發(fā)給DEMUX(框1418)，后者隨后將FID轉發(fā)給子端口仲裁器(框1420)。
前面提出過，在選出業(yè)務的優(yōu)勝信元通過交換設備時，需要更新出現優(yōu)勝信元的所有的PQ結構(跨聚合層)，從中移去該信元的FID。如果流仍然被積壓，則可以在PQ結構中重新連接。這些操作一般需要大量計算。因此，在一種示例性實現中，采用基于指針的管道結構，在圖15中示出，用于在選擇優(yōu)勝者時更新PQ樹。為了調節(jié)各層的信元發(fā)送，各層都關聯一個SLB。每當有一個PQ的候選信元，其TS需要符合SLB的TS要求。例如，在子端口層1210中，連接的TS符合子端口的SLB所產生的TS。前面描述過，SLB由GCRA功能定義{PCR，CDVT}。當CDVT變?yōu)?時，SLB將試圖模擬匹配子端口物理傳輸速率的虛擬CBR管道。合格性如下定義子端口的TS＝Max{max{TSvc-x for x＝1，...，isubport-j}，TSsubport-j}。相同的操作也在其它層上執(zhí)行。在基于時間的CoS-PRR1220選擇優(yōu)勝信元時，更新模塊1502使用管道指針來跨業(yè)務平面修改所有層的PQ結構。
此外，前面結合圖9所示流程圖描述過，優(yōu)勝信元FID的LB參數也要更新。漏桶計算器(LBC)在更新時用作狀態(tài)機，其中按照業(yè)務量合同和該信元所屬連接的歷史決定信元是否合格。前面解釋過，在用于監(jiān)管時，該狀態(tài)機決定入信元是否符合要求，而用于整形時，它決定信元符合業(yè)務要求的時刻。但是不管怎樣，計算LB參數時都存在問題，這是因為參數表示所用的有限字長(也就是TS、TAT等)。因此，很明顯，在ATM業(yè)務流上，其結果是，當將某個TS指派給某個特定流時，它在過期后，但在該流得到服務之前翻轉，因為TS已過期，該流失效。解決這個問題的方案的一種示例性實現如下。對入流，確定了各個流的CoS值后，維護TAT和TS參數。本發(fā)明提供了一種算法處理，用于確定涉及TAT和TS值的時間過期條件。當檢測到適當的過期條件時，用新的時間值取代TS值。有關“翻轉”的其它細節(jié)，Mudhafar Hassan-Ali等人的“System AndMethod For Implementing GFR Service In An Access Node’s ATMSwitch Fabric”，于同一天申請的，美國申請?zhí)枮?0/280,700；(代理卷號為1285-0102US)，該專利申請通過引用并入本發(fā)明。
基于前面的詳細描述，應當理解，本發(fā)明有利地提供了一種創(chuàng)新的用于接入節(jié)點部件的ATM調度器實現，旨在支持不同的業(yè)務和多種業(yè)務量類型，同時提供有效的可調整性。通過根據業(yè)務類別，并且跨多個層次數據管道聚合來劃分調度功能，可以在本發(fā)明的ATM交換設備中有效地實現業(yè)務量合同遵從，以及必要的連接分離和公正帶寬分配，而不需要復雜和非常昂貴的硬件實現，前述層次數據管道聚合對可調整硬件結構而言可能是必要的。此外，在調度核心中使用基于RAM的堆和日歷堆數據結構提供了更為簡單的數據庫方案，從而實現高效交換。此外，按照本發(fā)明教導的分層ATM調度器體系結構所支持的硬件的可調整提供，在不同接入網基礎設施上有利地提供了一種提供附加增值業(yè)務(包括實時視頻(例如視頻點播)、數據、圖片和多媒體)的低成本的商業(yè)模式。
通過前面的詳細描述，相信本發(fā)明的操作和構造已經很清楚。示出和描述的本發(fā)明實施方式是示例性的，應當理解在不偏離后附權利要求書所提出的本發(fā)明范圍的前提下，可以作出各種變化和改進。
權利要求
1.一種用于接入網元的分層調度器，前述接入網元具有能夠切換多個入口流的交換設備，其中每個所述入口流包括多個信元，在所述接入網元中通過多個聚合層聚合，包括確定入口信元的流標識(FID)的裝置；基于業(yè)務優(yōu)先級類別，分離所述入口信元的裝置；針對每個業(yè)務優(yōu)先級類別，為每個聚合層選擇優(yōu)勝信元，并且將所述優(yōu)勝信元轉發(fā)到下一聚合層的裝置；以及在每個業(yè)務優(yōu)先級類的優(yōu)勝信元中進行仲裁，選擇總優(yōu)勝信元通過所述交換設備進行傳輸的裝置。
2.根據權利要求1中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中在所述優(yōu)勝信元中仲裁的所述裝置包括一個基于時間的優(yōu)先級循環(huán)仲裁機制。
3.根據權利要求1中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述業(yè)務優(yōu)先級類別與特定業(yè)務類別關聯。
4.根據權利要求3中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述特定業(yè)務類包括恒定比特率(CBR)業(yè)務類別。
5.根據權利要求3中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述特定業(yè)務類包括實時可變比特率(rt-VBR)業(yè)務類別。
6.根據權利要求3中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述特定業(yè)務類包括非實時可變比特率(nrt-VBR)業(yè)務類別。
7.根據權利要求3中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述特定業(yè)務類包括未指定比特率(UBR)業(yè)務類別。
8.根據權利要求3中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述特定業(yè)務類包括保證幀頻(GFR)業(yè)務類別。
9.根據權利要求1中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述業(yè)務優(yōu)先級類別與業(yè)務質量參數關聯。
10.根據權利要求1中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述為每個聚合層選擇優(yōu)勝信元的所述裝置包括在子端口級層上從多個競爭信元中選擇優(yōu)勝信元的裝置。
11.根據權利要求10中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述為每個聚合層選擇優(yōu)勝信元的所述裝置包括在總線級層上從多個競爭信元中選擇優(yōu)勝信元的裝置，這些競爭信元由所述子端口級層轉發(fā)而來。
12.根據權利要求11中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述為每個聚合層選擇優(yōu)勝信元的所述裝置包括在架級層上從多個競爭信元中選擇優(yōu)勝信元的裝置，這些競爭信元由所述總線級層轉發(fā)而來。
13.根據權利要求12中所述的在接入網元中使用的分層調度器，其中所述為每個聚合層選擇優(yōu)勝信元的所述裝置包括在管道級層上從多個競爭信元中選擇優(yōu)勝信元的裝置，這些競爭信元由所述架級層轉發(fā)而來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種接入網部分的接入節(jié)點終端使用的一種分層調度器結構。在多個聚合層聚合的入口流通過ATM交換設備交換，前述ATM交換設備基于業(yè)務優(yōu)先級類別(稱為業(yè)務平面)分離流信元。這樣，二維調度器按照聚合層和業(yè)務優(yōu)先級進行仲裁，其中各層負責從該層的成分流中選擇最適當的流，并將其轉發(fā)到下一層進行仲裁?；跇I(yè)務的仲裁器從各個業(yè)務平面產生的優(yōu)勝信元中選擇總優(yōu)勝信元，以通過交換設備進行傳輸。
文檔編號H04L12/56GK1499787SQ200310102319
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權日2002年10月25日
發(fā)明者默德哈法·哈桑-阿里, 默德哈法 哈桑-阿里, 杰夫·門德爾松, 門德爾松, 安妮·拉斯泰羅, 拉斯泰羅, 爾 希爾施圖特, 陳立勝, 索爾托尼, 雷迪米爾·希爾施圖特, 斯科 莫雷諾, 賽納·索爾托尼, 弗朗西斯科·莫雷諾 申請人:阿爾卡特公司