專利名稱：對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及數(shù)據(jù)的路由選擇和傳遞，尤其涉及一種用于對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)和方法，此系統(tǒng)和方法能夠為編址分組中的數(shù)據(jù)選擇路由，并傳遞該數(shù)據(jù)。
相關(guān)技術(shù)的描述電信網(wǎng)絡(luò)用電信設(shè)施連接大量的用戶設(shè)備。這些網(wǎng)絡(luò)用傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)和用戶設(shè)備在兩點之間傳輸話音、圖像和數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中兩點之間的實際線路稱為鏈路，而鏈路的連接點稱為節(jié)點。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)中的用戶設(shè)備可以是電話機(jī)、終端機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、計算機(jī)等。
分組交換網(wǎng)設(shè)計成提供在網(wǎng)絡(luò)上更有效地傳遞數(shù)據(jù)的方法。但是，分組交換網(wǎng)也可用來傳輸數(shù)字化的話音。將分組交換作為傳輸數(shù)據(jù)之手段的網(wǎng)絡(luò)通常稱為分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSDN)。
一個分組是指，在PSDN上個別傳送的、一個離散單元的數(shù)據(jù)消息。每個分組包含這樣的控制信息，它可在消息到達(dá)其目的地之前按適當(dāng)?shù)男蛄袑ζ溥M(jìn)行重裝。電路交換的消息要求在該消息的持續(xù)時間使用傳輸線，與之相反，由于分組只在其經(jīng)過的短時間內(nèi)占據(jù)網(wǎng)絡(luò)的信道或路徑，所以分組交換很有效率。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時，信道或路徑可以用來傳遞其它的分組。PSDN的傳輸線配備了計算機(jī)化的交換機(jī)，控制通信業(yè)務(wù)傳送路由選擇和通信業(yè)務(wù)量。分組交換的一般特征是對被傳輸?shù)姆纸M進(jìn)行自動檢錯和糾錯。


圖1示出了傳統(tǒng)的使用數(shù)據(jù)分組交換的通信網(wǎng)絡(luò)。用戶和其它網(wǎng)絡(luò)通過用戶接入站(“UAS”)訪問該網(wǎng)絡(luò)，例如，如圖1所示，用戶接入站表示為UAS1、UAS2和UAS3。其它網(wǎng)絡(luò)N1、N2看作是類似的其它用戶。用戶接入站將用戶數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，并通過一個或多個交換機(jī)Sj從網(wǎng)絡(luò)接收用戶數(shù)據(jù)。為了在不同用戶接入站的用戶之間建立虛擬通信信道，可以通過由交換機(jī)Sj組成的網(wǎng)絡(luò)來建立路徑。數(shù)據(jù)分組從一個UAS到另一個UAS的傳輸延遲取決于所選的具體路徑。
一般用T表示通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t時間。例如，T可以是20毫秒。一般情況下，為網(wǎng)絡(luò)虛擬連接所選的最長路徑的傳輸延遲為10T。例如，對于T＝20毫秒，10T＝200毫秒。
數(shù)據(jù)分組的大小不必恒定。當(dāng)處于ATM網(wǎng)絡(luò)中時，可以固定數(shù)據(jù)分組的大小。但是，不能超過最長長度。分組的最長長度應(yīng)使得在任何鏈路ki或1y上傳輸分組的等待時間短于T/10。鏈路ki將用戶接入站與諸交換機(jī)相連，而鏈路ly將交換機(jī)與其它交換機(jī)相連。
有些分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)有許多動態(tài)方式，例如非地球同步軌道衛(wèi)星上的分組交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。用戶接入站UAS與交換機(jī)Sj之間的通信鏈路ki是不固定的。一般，鏈路ki的有效工作時間大約為15,000T(例如，對于T＝20毫秒，相當(dāng)于5分鐘)。當(dāng)舊鏈路ki取消時，建立新的鏈路，但新鏈路ki幾乎總是建立在一個新的交換機(jī)Sj上。例如，當(dāng)鏈路k2(圖1)取消時，可以在UAS1和S2之間建立一條新的鏈路。在UAS和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Sj之間，至少存在一條鏈路。
諸交換機(jī)Sj之間的鏈路ly是不固定的；它們的有效工作時間一般大約為30,000T(例如，對于T＝20毫秒，相當(dāng)于10分鐘)。但是，鏈路的組成模式必須滿足某些條件?？倳嬖谧銐虻逆溌罚軌蚴谷魏我粋€UAS與其它UAS通信。有些鏈路ki或ly可以是固定的，或者其有效工作時間比上述情況長許多。
在典型的系統(tǒng)中，包括許多控制站CS，它們具有與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Sj相通的通信鏈路。控制站CS的作用是控制網(wǎng)絡(luò)，并建立和撤銷虛擬連接。任何用戶接入站UAS都至少可以與一個控制站CS通信?？刂普綜S的位置與本發(fā)明無關(guān)。假設(shè)可以預(yù)測網(wǎng)絡(luò)的互連模式(鏈路ki和ly)，并且控制站CS可以就未來的任何時刻計算網(wǎng)絡(luò)的互連模式。實際上，所需要的只是能夠?qū)ΜF(xiàn)時建立的最長虛擬連接的持續(xù)時間計算未來的模式。故障會影響預(yù)測能力，但有方法處理故障。
如果兩個網(wǎng)絡(luò)用戶之間的虛擬連接要延續(xù)比鏈路壽命長的時間，那么它必須在連接的壽命期間內(nèi)采用不同的網(wǎng)絡(luò)路徑。假設(shè)動態(tài)互連模式(鏈路ki和ly)可以為虛擬連接的延續(xù)選擇一系列的路徑，并且每條路徑至少可以使用1,200T時間(例如。對于T＝20毫秒，相當(dāng)于4分鐘)。當(dāng)然，與任何其它類型的網(wǎng)絡(luò)一樣，這是在假設(shè)帶寬的利用度。如果沒有足夠可用的帶寬，就不能建立連接。將資源保留呼叫所期望的持續(xù)時間。如圖2a所示，對于一系列連續(xù)時間間隔t1，t2，t3，…，tn中的每一個，都存在相應(yīng)的路徑P1，P2，P3，…，Pn，由此在時間間隔ti期間，用路徑Pi進(jìn)行虛擬連接。
參照圖2b，第一路徑P1途經(jīng)交換機(jī)S1，S3，S4，S5，S9，S10，S11和S13，而第二路徑P2途經(jīng)交換機(jī)S2，S6，S7，S11和S13。對于UAS1和UAS2之間的相同虛擬連接，在時間間隔t1期間使用路徑P1，在時間間隔t2期間使用路徑P2，等等。
在一條虛擬連接使用的多條網(wǎng)絡(luò)路徑中進(jìn)行變化會出現(xiàn)問題。如圖3所示，在UAS1的用戶U1和UAS2的用戶U2之間建立虛擬連接。在第一時間間隔t1期間，使用路徑PA。在第二時間間隔t2期間，使用路徑PB。路徑PA從UAS1到UAS2的傳輸延遲時間等于ta，而路徑PB從UAS1到UAS2的傳輸延遲時間等于tb。應(yīng)該注意，傳輸延遲時間ta和tb不是使用路徑PA和PB的時間，使用路徑PA和PB的時間間隔用t1和t2表示。
首先假設(shè)ta＜tb(例如，ta＝20毫秒，tb＝100毫秒)，并且在UAS2處沒有緩沖。在時間間隔t1結(jié)束后，虛擬連接用路徑PB代替路徑PA。沿路徑PB傳播的第一數(shù)據(jù)分組將比其沿路徑PA傳輸時延遲tb-ta的時間到達(dá)UAS2。這將在數(shù)據(jù)流中留下一段持續(xù)時間為tb-ta的靜隙(例如，tb-ta＝80毫秒)，這段時間太長，對許多通信業(yè)務(wù)來說是不能接受的。這個問題還容易解決，但如以下所述，從較長路徑PB變化到短路徑PA會產(chǎn)生更難解決的問題。
現(xiàn)在假設(shè)在第一時間間隔t1期間，使用路徑PB，并在第二時間間隔t2期間，使用路徑PA(參見圖4a和圖4b)。同樣，ta是沿路徑PA的傳輸延遲，tb是沿路徑PB的傳輸延遲，并且ta＜tb。在UAS2或UAS1處沒有緩沖。
如圖4a所示，現(xiàn)在假設(shè)路徑PA和PB具有公用交換機(jī)SC。當(dāng)時間間隔t1結(jié)束時，連接從路徑PB變到路徑PA。當(dāng)數(shù)據(jù)分組首次沿路徑PA到達(dá)交換機(jī)SC時，還有更早的數(shù)據(jù)分組仍在沿路徑PB傳播(還存在分組間的間隔時間，但它對于所描述問題是可以忽略的)。將存在一段時間tb-ta，在這時間內(nèi)，交換機(jī)SC以兩倍的正常速率從連接中接收分組。如果從交換機(jī)SC到UAS2的鏈路是充分利用(或者接近充分使用)的，那么交換機(jī)SC必須對來自該連接的信元進(jìn)行緩沖，緩沖時間要比tb-ta長得多。如果對此不進(jìn)行糾正，那么將給其它虛擬連接造成延遲，并可能增加丟失信元的概率(這里，信元＝數(shù)據(jù)分組)。
如圖4b所示，如果路徑PA和PB沒有公用交換機(jī)，那么UAS2必須將兩條鏈路維持一段時間tb-ta，在該段時間內(nèi)，它以兩倍的正常速率獲得信元。這也將給其它的虛擬連接增加延遲，并增加丟失信元的概率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的能夠為編址分組中的數(shù)據(jù)選擇路由，并傳遞該數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法克服了動態(tài)分組交換網(wǎng)中的上述問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于均衡動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)中的延遲，并且免除改變傳輸路徑時分組速率加倍。
在以下的描述中將敘述本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和新穎特征。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過閱讀本說明書或?qū)嵺`本發(fā)明，將明白本發(fā)明的這些目的、優(yōu)點和新穎特征。本發(fā)明的目的和優(yōu)點由所附的權(quán)利要求書實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)上述和其它目的并符合本發(fā)明的宗旨，如這里實施和概述的那樣，本發(fā)明的設(shè)備包括用于對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括緩沖裝置，用于緩沖網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸，以便當(dāng)改變網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑時，對分組傳輸延遲進(jìn)行均衡，并且免除分組速率加倍。
最好，緩沖裝置包括第一緩沖裝置，用于在接收用戶接入站緩沖分組傳輸，以便當(dāng)從一條傳輸路徑變化到另一條傳輸路徑時，對網(wǎng)絡(luò)的分組延遲進(jìn)行均衡。緩沖裝置最好還包括第二緩沖裝置，用于在發(fā)送用戶接入站緩沖分組傳輸，以便當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)的較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，免除分組速率加倍。第二緩沖裝置的控制裝置當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)的較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，立即在發(fā)送用戶接入站提供第一數(shù)量的緩沖，并且提供一種裝置用于在從較長路徑變化到較短傳輸路徑后的一段時間內(nèi)，將第一數(shù)量的緩沖從所述第二緩沖裝置逐漸轉(zhuǎn)換到所述第一緩沖裝置。
在本發(fā)明的另一方面，根據(jù)本發(fā)明的目的，其設(shè)備包括一動態(tài)分組交換網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)包括第一和第二用戶接入站，每個用戶接入站都至少具有一個緩沖器，用來對分組傳輸進(jìn)行延遲；由交換機(jī)和通信鏈路組成的網(wǎng)絡(luò)，通信鏈路使第一和第二用戶接入站互連。控制站具有與交換機(jī)和用戶接入站相連的通信鏈路，提供用于在第一和第二用戶接入站之間建立并改變傳輸路徑的裝置，以及用于控制第一和第二用戶接入站中緩沖器的裝置，以便對不同的傳輸路徑均衡網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸延遲。
最好，控制站還包括用于控制第一和第二用戶接入站中緩沖器的裝置，以便當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)的較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，免除分組速率加倍。用于控制第一和第二用戶接入站中緩沖器的裝置包括使第二用戶接入站中的緩沖器延遲從第一用戶接入站接收到的分組，延遲時間足以使每個傳輸路徑的總傳輸延遲時間等于最長傳輸路徑的傳輸延遲時間。
最好，用于控制第一和第二用戶接入站中緩沖器的裝置還包括一種裝置，用于使第一用戶接入站中的緩沖器延遲從第一用戶接入站向第二用戶接入站發(fā)送的分組，以便當(dāng)從較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，免除分組速率加倍。用于控制緩沖器的裝置最好還包括在從較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑后的一段時間內(nèi)，將第一用戶接入站中緩沖器提供的緩沖逐漸轉(zhuǎn)移到第二用戶接入站中緩沖器的裝置。
在本發(fā)明的另一方面，根據(jù)本發(fā)明目的，其方法是一種用于對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的方法，該方法包括以下步驟提供第一和第二用戶接入站以及由交換機(jī)和通信鏈路組成的網(wǎng)絡(luò)，其中每個接入站都至少具有一個緩沖器，用于對分組傳輸進(jìn)行延遲，而通信鏈路使第一和第二用戶接入站互連；在第一和第二用戶接入站之間建立和改變穿越由交換機(jī)和通信鏈路組成的網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑；控制第一和第二用戶接入站中的緩沖器，以便使所有傳輸路徑均衡網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸延遲。
該方法最好還包括下述步驟，即控制第一和第二用戶接入站中的緩沖器，以便當(dāng)從較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，免除分組速率加倍。該方法還包括以下步驟，即在從網(wǎng)絡(luò)的第一較長路徑變化到網(wǎng)絡(luò)的第二較短路徑后，將來自第一用戶接入站之緩沖器的緩沖逐漸轉(zhuǎn)移到第二用戶接入站中的緩沖器。
附圖概述結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的描述，將更清楚本發(fā)明，其中，圖1是一示意圖，示出了傳統(tǒng)動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的概觀；圖2a示出了對傳統(tǒng)動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)之一系列連續(xù)時間間隔的資源分配；圖2b是一示意圖，示出了在傳統(tǒng)虛擬連接的(例如)兩個間隔中所用的路徑；圖3是一示意圖，示出了一條虛擬連接，它在傳統(tǒng)動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的兩個用戶之間使用不同的路徑；圖4a是一示意圖，示出了傳統(tǒng)動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)之兩個用戶之間的虛擬連接中用的兩條路徑和一個公用交換機(jī)；圖4b是一示意圖，示出了兩條路徑，它們用分立鏈路接入傳統(tǒng)動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)之接收用戶接入站；圖5a是本發(fā)明一較佳實施例的示意圖，在該實施例中，每個用戶接入站用一緩沖系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)中的延遲進(jìn)行均衡；圖5b是本發(fā)明的示意圖，示出兩條路徑，它們用分立鏈路接入接收用戶接入站；圖5c是本發(fā)明的示意圖，示出了本發(fā)明在三條傳輸路徑上進(jìn)行延遲均衡的延遲均衡系統(tǒng)；圖6a和6b是流程圖，示出了本發(fā)明對動態(tài)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的步驟。
較佳實施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的一較佳實施例，附圖中畫出其一例。
參照圖5a、5b、6a和6b，描述一種對數(shù)據(jù)分組通過動態(tài)交換數(shù)據(jù)網(wǎng)而產(chǎn)生的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的系統(tǒng)還免除沿一條連接所用的兩條路徑在公用交換機(jī)處的數(shù)據(jù)分組速率加倍，或者免除接收UAS處的數(shù)據(jù)分組速率加倍。
如圖5a和5b所示，每個用戶接入站UAS使用兩個緩沖器。接收緩沖器RBn用于延遲分組，以便使該延遲與虛擬連接所用最長路徑的延遲均衡。發(fā)送緩沖器TBn用于當(dāng)從一條路徑變化到另一條較短路徑時，免除數(shù)據(jù)分組速率加倍?？刂普綜S具有與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Sj相通的通信鏈路，而用戶接入站UAS起控制緩沖器和網(wǎng)絡(luò)虛擬連接的作用。與緩沖器TBn和RBn來往的通信在每個用戶接入站的交接單元CCn處合并。以下描述緩沖器的細(xì)節(jié)，以及它們在分組網(wǎng)中的工作情況。
首先，描述虛擬連接從路徑PA變化到較長路徑PB的情況。路徑在接收用戶接入站UAS2之前有一公用交換機(jī)SC(圖5a)，或者路徑通過兩條鏈路進(jìn)入接收用戶接入站UAS2，不用公用交換機(jī)(圖5b)。例如，連接開始時使用路徑PA。沿路徑PA傳播的分組從UAS1到UAS2經(jīng)歷傳輸延遲時間ta。當(dāng)虛擬連接從路徑PA轉(zhuǎn)移到PB時，沿路徑PB傳播的分組從UAS1到UAS2經(jīng)歷傳輸延遲時間tb。
為了均衡路徑PA和PB的傳輸延遲時間，可以在緩沖器RB2中對沿路徑PA傳播的分組延遲一段時間tb-ta。另一方面，在RB2中不延遲沿路徑PB傳播的分組。虛擬連接從路徑PA轉(zhuǎn)移到路徑PB后，沿路徑PB傳播的第一個分組在沿路徑PA傳播的最后一個分組離開緩沖器RB2之后才到達(dá)RB2。數(shù)據(jù)分組流中沒有間隙，并且無論使用路徑PA或PB，從U1到U2的傳輸延遲時間是相同的。
接下來，描述虛擬連接從路徑PB變化到較短路徑PA的情況。在用路徑PB連接時，傳輸延遲為tb，并且在TB1或RB2處不對分組延遲。當(dāng)變化到較短路徑PA時，本發(fā)明通過在TB1中對沿路徑PA傳輸?shù)姆纸M延遲tb-ta時間，來避免使分組速率加倍。按這種方式，沿路徑PA傳播的第一分組將在沿路徑PB傳播的最后一個分組到達(dá)SC或UAS2后才到達(dá)SC(圖5a)或UAS(圖5b)。這就免除數(shù)據(jù)分組速率加倍，并且均衡了路徑PA和PB的傳輸延遲時間。
接下來，參照圖5c，描述本發(fā)明關(guān)于向一個比路徑PA長的新路徑PC轉(zhuǎn)變的情況。假設(shè)用路徑PB、PA和PC連接，并且(按此次序)它們的傳輸延遲分別為tb、ta和tc。與上文相同，還假設(shè)ta＜tb，以及ta＜tc＜tb。在三條路徑中，路徑PB的延遲時間最長。當(dāng)從路徑PB變化到較短路徑PA時，使用上述過程。如上所述，在發(fā)送緩沖器TB1處，將分組緩沖并延遲一段時間tb-ta，但在接收緩沖器RB2中不延遲。如果系統(tǒng)僅僅一直等待到從路徑PA變化到PC，那么在分組流中將出現(xiàn)間隙tc-ta，并且總的延遲為(tb-ta)+tc，由于tc-ta為正，所以總延遲比tb要大。
避免上述問題的方法是，在使用路徑PA期間，將虛擬連接的分組緩沖從TB1轉(zhuǎn)移到RB1。在本發(fā)明的一個例子中，假設(shè)每條路徑至少使用12,000T(例如，對于T＝20毫秒，相當(dāng)于4分鐘)，其中T是網(wǎng)絡(luò)的一般傳輸延遲。還假設(shè)在最長路徑PB上傳輸?shù)淖畲髠鬏斞舆t為10T(例如，對于T＝20毫秒，為200毫秒)。
為均衡總延遲而施加的緩沖延遲等于兩條路徑上的傳輸時差。因此，緩沖延遲也受到最長時間10T的限制。在連接時間12,000T(路徑PA，最短工作時間)中傳輸?shù)钠骄纸M數(shù)是時間10T(最大緩沖延遲)中傳輸?shù)钠骄纸M數(shù)的1,200倍。因此，在TB1處緩沖的分組數(shù)是虛擬連接在12,000T內(nèi)傳遞的分組數(shù)的1/1200，12,000T是任何路徑使用時間的下限，尤其對于路徑PA。
通過用大于該連接平均速率1/1000的速率從TB1向RB2發(fā)送分組，可將緩沖從緩沖器TB1轉(zhuǎn)移到RB2。該過程所化時間1000(tc-ta)，該時間短于10,000T，也短于使用路徑PA的時間。在該時間內(nèi)，在RB2處對分組延遲足夠的時間，使總延遲等于tb。在過程開始時，在TB1處將分組延遲tb-ta，而在RB2處不延遲。在過程結(jié)束時，在TB1處不延遲分組，而在RB2處延遲tb-ta。
在1000(tb-ta)期間，緩沖器TB1中的延遲從tb-ta線性地變?yōu)榱?，而在緩沖器RB2中，延遲從零線性地變?yōu)閠b-ta。在緩沖轉(zhuǎn)移結(jié)束時，緩沖器TB1處沒有延遲，而在使用路徑PA接近結(jié)束時，RB2處的延遲為tb-ta。當(dāng)變化到路徑PC時，傳輸延遲為tc，它比ta的時間長。現(xiàn)在從UAS2輸出到用戶U2的分組流中沒有間隙。沿路徑PC傳播的第一個分組將比其沿路徑PA傳播時延遲tc-ta時間到達(dá)緩沖器RB2。在這段時間里，與U2的連接由緩沖器RB2提供。對于沿路徑PC傳播的分組，緩沖器RB2處的延遲為tb-tc。如上所述，包括緩沖的總傳輸延遲等于tb。
為了實現(xiàn)上述延遲均衡過程，必須保留網(wǎng)絡(luò)的1/1000(0.1％)帶寬，用于緩沖轉(zhuǎn)移。
對于相反方向上的連接，按類似的方式，用緩沖器TB2和RB1來均衡延遲，并且消除分組流的間隙。關(guān)于路徑至少必須使用12000T的要求不需要加在連接所用的最后一個路徑上。
參照圖6a和6b，以下用一系列過程步驟，描述依照本發(fā)明對動態(tài)分組網(wǎng)絡(luò)中的延遲進(jìn)行均衡的方法。
在圖6a中，示出了延遲均衡過程的起始步驟。過程從確定將被使用的路徑Pmax開始，該路徑具有最大延遲時間tmax(例如，在上例中，為Pb和tb)。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)時間不確定，系統(tǒng)將使用tmax的上限。然后，控制系統(tǒng)設(shè)定第一路徑Ps，其傳輸延遲為ts。如果ts＜tmax，那么系統(tǒng)將在RB2中對分組延遲tmax-ts，但在TB1中不延遲。如果ts＝tmax，那么系統(tǒng)在TB1或RB2中不對分組延遲。
在圖6b中，示出了當(dāng)切換路徑時對網(wǎng)絡(luò)中的延遲進(jìn)行均衡的過程步驟。當(dāng)改變路徑時，如果要緩沖的話，就在RB2處緩沖。當(dāng)前的路徑是PC，其傳輸延遲為tc，新路徑為PN，其傳輸延遲為tn。如果tn＝tc，那么控制系統(tǒng)不進(jìn)行緩沖或延遲變化。但是如果tn＞tc，那么在RB2處，將對沿路徑PN傳播的分組進(jìn)行緩沖，延遲長度為tmax-tn。路徑改變之前，緩沖延遲為tmax-tc，而改變之后，緩沖延遲為tmax-tn。如果tn＜tc，那么控制系統(tǒng)將在緩沖器TB1中進(jìn)行緩沖，延遲長度為tc-tn。然后，在使用路徑PN期間，系統(tǒng)用上述過程逐漸將緩沖從TB1逐漸轉(zhuǎn)移到RB2。在緩沖轉(zhuǎn)移過程結(jié)束時，所有緩沖延遲將在RB2處，并且等于tmax-tn?？偟膫鬏斞舆t總是tmax。
循環(huán)在使用最后一個路徑期間終止。如果過程處于緩沖轉(zhuǎn)移過程的中間，則沒有困難。用恒定延遲tmax將網(wǎng)絡(luò)中剩余的分組傳遞給U2。
需要時可以減小能用任何路徑(除最后一個)的最小時間長度。例如，如果路徑必須能用的最短時間為1200T(代替12000T)，那么必要時緩沖必須以10倍的速率從TB1轉(zhuǎn)移到RB2。這意味著，在緩沖轉(zhuǎn)移過程中，每一百個分組多發(fā)送一個分組。為此，要求保留1％的可用帶度。如果有更大的帶度進(jìn)行轉(zhuǎn)移，那么可以多傳送一點。
應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于以上所述和附圖所示的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)或過程步驟，并且不脫離本發(fā)明的范圍可以進(jìn)行各種修改和變化。本發(fā)明的范圍只由所附的權(quán)利要求書限制。
權(quán)利要求
1.一種用于對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)，其特征在于，包括緩沖裝置，用于緩沖網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，以便對網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸延遲進(jìn)行均衡，并且免除改變網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑時分組速率加倍。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖裝置包括第一緩沖裝置，用于在接收用戶接入站緩沖分組傳輸，以便當(dāng)從一條傳輸路徑變化到另一條傳輸路徑時，對分組通過網(wǎng)絡(luò)的延遲進(jìn)行均衡。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖裝置還包括第二緩沖裝置，用于在發(fā)送用戶接入站緩沖分組傳輸，以便當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)的較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，免除分組速率加倍。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括對所述第二緩沖裝置進(jìn)行控制的裝置，用于當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)的較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑時，立即在發(fā)送用戶接入站提供第一數(shù)量的緩沖，并提供一種裝置，用于在從較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑后的第一時間段內(nèi)，將所述第一數(shù)量的緩沖從所述第二緩沖裝置逐漸轉(zhuǎn)換到所述第一緩沖裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，在第二時間段使用所述較短的傳輸路徑，并且所述第一時間段短于所述第二時間段。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)的第一較長路徑PB具有傳輸延遲tb，網(wǎng)絡(luò)的第二較短路徑PA具有傳輸延遲ta，所述傳輸延遲tb大于所述傳輸延遲ta，并且還包括對所述第二緩沖裝置進(jìn)行控制的裝置，用于當(dāng)從所述第一較長路徑PB變化到所述第二較短路徑PA時，立即在發(fā)送用戶接入站提供一定量的緩沖，該緩沖量足以使分組傳輸延遲等于tb和ta之差。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在從所述第一較長路徑PB變化到所述第二較短路徑PA后的第一時間段內(nèi)，將第二緩沖裝置提供的緩沖轉(zhuǎn)移到第二緩沖裝置的裝置，從而在所述第一時間段結(jié)束時，所述第一緩沖裝置在接收用戶接入站提供一定量的緩沖，該緩沖量足以使分組傳輸延遲等于tb和ta之間的差，并且所述第二緩沖裝置在發(fā)送用戶接入站不提供緩沖。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一時間段短于使用第二路徑PA的總時間。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移裝置在所述第一時間段內(nèi)將所述第二緩沖裝置提供的緩沖逐漸轉(zhuǎn)移到所述第一緩沖裝置。
10.一種動態(tài)分組交換網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括第一用戶接入站，它至少具有一個緩沖器，用來對分組傳輸進(jìn)行延遲；第二用戶接入站，它至少個有一個緩沖器，用來對分組傳輸進(jìn)行延遲；由交換機(jī)和通信鏈路組成的網(wǎng)絡(luò)，通信鏈路使第一和第二用戶接入站互連；和至少一個具有與交換機(jī)和用戶接入站相連的通信鏈路的控制站，所述控制站具有在第一和第二用戶接入站之間建立并改變傳輸路徑的裝置，以及用于控制第一和第二用戶接入站中緩沖器的裝置，以便對不同的傳輸路徑均衡網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸延遲。
全文摘要
一種用發(fā)送和接收緩沖器對動態(tài)分組交換網(wǎng)中的延遲進(jìn)行均衡的系統(tǒng)和方法。網(wǎng)絡(luò)包括:多個用戶接入站,每個用戶接入站都裝備了發(fā)送緩沖器(TB1;TB2)和接收緩沖器(RB1,RB2);多個交換機(jī)(SC);使用戶接入站(UAS1,UAS2)互連的通信鏈路。通過通信鏈路與交換機(jī)(SC)和用戶接入站(UAS1)相連的控制站(CC1)用于在用戶接入站之間建立和改變傳輸路徑,并且對用戶接入站中的緩沖器進(jìn)行控制,以便當(dāng)改變傳輸路徑時,對網(wǎng)絡(luò)的分組傳輸進(jìn)行均衡,并且免除分組速率加倍。系統(tǒng)還有緩沖轉(zhuǎn)移特性,可以在從較長傳輸路徑變化到較短傳輸路徑后的一段時間內(nèi),將發(fā)送用戶接入站中受控制的緩沖逐漸轉(zhuǎn)移到接收用戶接入站中的緩沖器。
文檔編號H04L12/56GK1254465SQ97182205
公開日2000年5月24日 申請日期1997年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月22日
發(fā)明者A·西內(nèi)羅 申請人:特爾科迪亞技術(shù)股份有限公司