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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk und
insbesondere einen Pufferkontroller für einen verfügbaren Bitratenservice
in dem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk
und ein Verfahren zum Steuern desselben.
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BESCHREIBUNG
DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
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Es
wird ein verfügbarer
Bitratenservice für
einen asynchronen Übertragungsmodus
in ATM (Asynchronous Transfer Mode) Forum Traffic Management Specification
Version 4.1, 1996 vorgestellt. Eine zulässige Zellenrate bedeutet die
Zellenübertragungsrate
an einem Terminal, und sie wird dynamisch in Abhängigkeit von dem Status des
Netzwerkes geändert.
Die Zellenübertragungsrate
wird durch eine Feedback-Steuerung in dem verfügbaren Bitratenservice verwaltet,
und die Feedback-Steuerung verringert die bereitzustellenden Zellen.
Somit strebt der verfügbare
Bitratenservice die Bereitstellung gleichen Rechtes an, um jeden
Teil des Netzwerkes zwischen Benutzern zu besetzen.
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Der
verfügbare
Bitratenservice wird unten spezifiziert. In der folgenden Beschreibung
wird die Bezeichnung "Terminal" nicht nur für tatsächliche
Terminals für
die Benutzer, sondern auch für
virtuelle Sendeterminals und virtuelle Empfangsterminals, wie für eine virtuelle
Quelle und ein virtuelles Ziel, die in der ATM Forum Traffic Management
Specification Version 4.0 definiert sind, gebraucht.
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1 veranschaulicht
das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk 1 des
Stands der Technik. Eine Schalteinheit 2 ist in dem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk 1 des
Stands der Technik enthalten, und Terminals 3/4 sind
an dem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk 1 angeschlossen.
Es sei angenommen, dass das Terminal 3 und das Terminal 4 eine
Datenquelle bzw. ein Datenziel sind. Wenn das Terminal 3 dem
Terminal 4 Daten übermittelt,
sendet das Terminal 3 zuerst eine Forward Resource Management-Zelle,
die in 1 mit "FRM" abgekürzt wird,
an die Schalteinheit 2, und die Schalteinheit 2 sendet
die Forward Resource Management-Zelle FRM zu dem Terminal 4.
Wenn das Terminal 4 die Forward Resource Management-Zelle FRM
empfängt,
sendet das Terminal 4 eine Backward Resource Management-Zelle,
die in 1 mit "BRM" abgekürzt wird,
durch die Schalteinheit 2 zu dem Terminal 3 zurück. Die
Schalteinheit 2 hat Teile von Statusdaten-Informationen,
die für
die Last des Netzwerkes 1 repräsentativ sind, und schreibt
Steuerbits ER, ein Stauanzeigebit CI und ein Nicht-Erhöhen-Bit
NI in die Forward Resource Management-Zelle FRM oder die Backward
Resource Management-Zelle BRM. Die Steuerbits ER sind für eine explizite
Rate repräsentativ,
und die explizite Rate wird auf der Grundlage von dem gegenwärtigen Status
des Netzwerkes 1 bestimmt. Das Stauanzeigebit zeigt an,
ob das Netzwerk in einem Staustatus ist oder nicht, und das Nicht-Erhöhen-Bit
NI zeigt an, ob es dem Terminal 3/4 erlaubt wird
oder nicht, die Übertragungsrate
zu erhöhen.
Das Stauanzeige-Bit CI wird zwischen "1 ",
einen Staustaus anzeigend, und "0", einen Nicht-Stau-Status
anzeigend, geändert. Das
Nicht-Erhöhen-Bit
NI wird auch zwischen "1", Verbot, die Übertragungsrate
zu erhöhen,
anzeigend, und "0", Erlaubnis, die Übertragungsrate
zu erhöhen anzeigend,
geändert.
Das Terminal 3 behält
die Übertragungsrate
der Datenzellen bei oder ändert
sie auf der Grundlage von den Steuerbits, dem Stauanzeigebit und
dem Nicht-Erhöhen-Bit
NI, die in die Backward Resource Management-Zelle BRM geschrieben
sind, und sendet Datenzellen mit der Datenübertragungsgrate über die
Schalteinheit 2 an das Terminal 4. So führen die
Terminals 3/4 die Datenübertragung unter der Steuerung
der Schalteinheit durch.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden eine virtuelle Quelle und ein virtuelles
Ziel für
den verfügbaren
Bitratenservice definiert. Die virtuelle Quelle und das virtuelle
Ziel befinden sich in dem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk und
fungieren virtuell als Terminals. In anderen Worten verarbeiten
die virtuelle Quelle und das virtuelle Ziel virtuell die Forward
Resource Management-Zelle FRM und die Backward Resource Management-Zelle BRM und unterteilen
die Übertragungssteuerschleife
für die Forward/Backward
Resource Management-Zellen in Segmente. Die Unterteilung in die
Segmente ist wünschenswert,
weil die Segmente die Übertragung
der Steuerdateninformationen beschleunigen. Die Beschleunigung der Übertragung
resultiert in einer Verbesserung der Ratensteuereigenschaften in
dem Terminal 3.
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2 veranschaulicht
ein anderes Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk 10 des Stands
der Technik für
den verfügbaren
Bitratenservice, und das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk 10 des
Stands der Technik stellt eine Datenübertragungsteuerschleife zwischen
Terminals 11/12 zur Verfügung. In der folgenden Beschreibung wird
eine Kombination der virtuellen Quelle VS und des virtuellen Ziels
VD als "virtuelles
Terminalmodul" bezeichnet,
und eine Position näher
an einem Sendeterminal und eine andere Position näher an einem Empfangsterminal
werden als "stromaufwärts liegende
Seite" bzw. "stromabwärts liegende
Seite" bezeichnet.
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Zwei
virtuelle Terminalmodule 13/14 werden in die Übertragungssteuerschleife
eingesetzt und unterteilen die Datenübertragungsteuerschleife in
Segmente 15a/15b/15c. Das Terminal 11 kommuniziert mit
dem virtuellen Terminalmodul 14, und es werden eine Forward
Resource Management-Zelle FRM1 und eine Backward Resource Management-Zelle BRM1
für die Übertragungssteuerung
dazwischen benutzt. Die virtuellen Terminalmodule 13 und 14 kommunizieren
miteinander, indem sie eine Forward Resource Management-Zelle FRM2
und eine Backward Resource Management BRM2 verwenden. Das virtuelle
Terminalmodul 14 kommuniziert mit dem Terminal 12,
und es werden eine Forward Resource Management-Zelle FRM3 und eine
Backward Resource Management-Zelle BRM3 für die Übertragungssteuerung dazwischen
benutzt. Die Datenübertragung wird
von dem Terminal 11 über
die virtuellen Terminalmodule 13/14 zu dem Terminal 12 durchgeführt, und
die Datenübertragungsrate
wird zwischen den Segmenten 15a/15b/15c verändert.
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In
den Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerken 1/10 des
Stands der Technik veranlassen ein Stoßverkehr von mehreren Terminals, eine
Veränderung
des Bereichs, der für
die Datenübertragung
verfügbar
ist, und eine Veränderung
der Übertragungsrate
wegen eines Staus an einem Terminal die Schalteinheit 2 und
das virtuelle Terminalmodul 13/14 dazu, eine große Menge
von zu übertragenden
Datenzellen anzusammeln, und es werden Zellenpuffer in der Schalteinheit 2 und
dem virtuelle Terminalmodul 13/14 zur Verfügung gestellt,
um die Datenzellen vorübergehend
zu speichern. Wenn die Datenzellen in dem Zellenpuffer angesammelt
werden, treten die Schalteinheit und das virtuelle Terminalmodul
in einen Staustatus ein. Folglich erfordern die Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerke 1/10 des
Stands der Technik einen Pufferkontroller, um den Zellenpuffer an
dem Staustatus zu hindern.
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Die
japanische Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung Nr. 8-223174 lehrt einen Kontroller für die Zellenpuffer. Entsprechend
der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften Anmeldung überwacht
der Staudetektor den Pufferspeicher, um zu erkennen, wie viele Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
in eine Warteschlange kommen. Wenn die Warteschlange eine vorbestimmte
Länge erreicht
oder eine Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle
den Pufferspeicher zum Überlauf
bringt, bestimmt der Kontroller, dass das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk
in einen Staustaus eintritt und benachrichtigt mehrere Pfade, die
aus einer Verbindungstabelle tritt und benachrichtigt mehrere Pfade,
die aus einer Verbindungstabelle ausgewählt werden. Somit ist das Kriterium
die Warteschlangenlänge
oder die Anzahl der Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen,
die in dem Pufferspeicher gespeichert werden.
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Ein
anderes Verfahren für
das Steuern des Staustatus wird in der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung Nr. 7-183886 offenbart. Entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung werden zwei Paare von Schwellenwerten, d.h. vier Schwellenwerte,
dem Puffer in jedem Knoten gegeben, und der Puffer wird überwacht,
um zu erkennen, ob oder ob nicht die Warteschlange irgendeinen der
Schwellenwerte erreicht. Das erste Paar der Schwellenwerte bietet
eine Grenze für
eine Mitteilung des Staustatus an ein empfangendes Terminal und
eine Grenze für die
Erholung von demselben, und das zweite Paar der Schwellenwerte bietet
eine Grenze für
eine Unterbrechung der Zellenübertragung
von einem sendenden Terminal und eine Grenze für eine Wiederaufnahme von demselben
an. Somit ist die Warteschlangenlänge oder die Anzahl von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
das Kriterium für
den Staustatus.
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Noch
ein weiteres Stausteuerverfahren wird in der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung Nr. 7-95212 offenbart. Entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung wird jeder Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle
entweder eine hohe oder eine niedrige Priorität zugewiesen. Wenn die Warteschlange
in dem First-In-First-Out-Puffer eine vorbestimmte Länge erreicht,
wird die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle
niedriger Priorität
verworfen. Das Kriterium für
den Staustatus ist die Warteschlangenlänge oder die Anzahl an Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen,
die in dem First-In-First-Out-Puffer gespeichert sind.
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Noch
ein weiteres Stausteuerverfahren wird in der japanischen Patentveröffentlichung
der ungeprüften
Anmeldung Nr. 6-30019 offenbart. Der Lastmanager überwacht
den gemeinsamen Pufferspeicher, um zu erkennen, ob die Höchstzahl
von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet oder nicht. Wenn
die Höchstzahl
den Schwellenwert überschreitet,
erkennt der Lastmanager den Staustatus. Somit ist das Kriterium
für den
Staustatus die Warteschlangenlänge
oder die Anzahl von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen,
die in dem gemeinsamen Pufferspeicher gespeichert sind.
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Das
Dokument WO-A-9519077 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren
für eine ATM-Endsystem-Zellenfluss-Regulation
zum Einstellen und Überwachen
des Zellenflusses für
jede ATM-Verbindung, die aus dem Endsystem ausgeht (Beschreibungsseite
4, Zeilen 7–10).
Es werden die Stau-Feedback-Informationen von einem Staustatusermittler
zum Bestimmen des Staustatus verwendet. Stau-Feedback-Informationen
werden typischer Weise zumindest von einem von dem Quellkantenknoten,
dazwischenliegenden Knoten, Zielkantenknoten und dem Zielendsystem
(Beschreibungsseite 4, Zeilen 24–29) bereitgestellt.
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Weiterhin
beschreibt das Dokument EP-A-0 661 851 (NEC Corporation) ein Netzwerksystem,
in dem Informationsblöcke
asynchron über
eine Mehrzahl an Kanälen übertragen
werden, und ein Stausteuerungsverfahren, das auf der Grundlage der
Länge einer
Warteschlange in jedem Knoten in einem Asynchroner-Übertragungsmodus
(ATM)-Netzwerk durchgeführt wird.
Bei diesem Stausteuerungsverfahren wird, wenn eine Warteschlangenlänge eines Knotens
(102, 103, 110, 111) in einem
virtuellen Kanal, der in einem ATM-Netzwerk eingerichtet ist, einen
ersten Schwellenwert oder mehr erreicht, ein Quellterminal (101)
in dem virtuellen Kanal angewiesen, eine Übertragungsrate zu verringern.
Wenn die Warteschlangenlänge
einen zweiten Schwellenwert oder mehr erreicht, der größer als
der erste Schwellenwert ist, wird die Übertragung von Datenzellen
von den vorhergehenden Knoten oder Quellterminals zu dem Flaschenhalsknoten
angehalten (1, Sp. 2, Zeilen 26–35).
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Das
Verfahren der Verringerung der Übertragungsrate
von dem Quellterminal umfasst eine erste Weise, in der Staudaten
zu dem Header einer Datenzelle addiert werden, die durch einen Knoten
läuft,
in dem die Datenzellenwarteschlange den ersten Schwellenwert oder
mehr erreicht, und das Zielterminal, das die Datenzelle empfangen
hat, die die Staudaten enthält,
sendet eine ratenverringernde Steuerzelle über das Netzwerk an das Quellterminal.
Auf eine zweite Weise wird in einem Knoten, in dem die Datenzellenwarteschlange
den ersten Schwellenwert oder mehr erreicht, eine ratenverringernde
Steuerzelle erzeugt und zu dem Quellterminal übertragen. Wenn es die ratenverringernde
Steuerzelle empfängt,
verringert das Quellterminal die Übertragungsrate von Datenzellen
(Sp. 2, Zeilen 36–56).
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Verschiedene
Rechenverfahren für
die Zellenübertragungsrate
sind für
den Schalter für
den verfügbaren
Bitratenservice vorgeschlagen worden, und die ATM Forum Traffic
Management Specification Version 4.0 schlägt ein Beispiel vor. Die Steuereigenschaften
für den
Staustatus sind jedoch in den vorgeschlagenen Rechenverfahren unterschiedlich. Die
Schnelligkeit der Ratenänderung
in der Übertragungsphase,
eine Amplitude von Oszillationen in der Ratenänderung in einem stabilen Zustand
und die Verarbeitungsgeschwindigkeit für die Warteschlange in dem
Puffer sind Beispiele für
die Steuereigenschaften. Nur ein Rechenverfahren wird in der Schalteinheit 2 des
vorherigen Stands der Technik eingesetzt, und die Zellenübertragungsrate
wird einheitlich durch das Verfahren unabhängig von dem Grad des Staus
und der Dauer des Staustatus bestimmt.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird in den Steuerverfahren des vorherigen
Stands der Technik die Warteschlangenlänge mit einem Schwellenwert verglichen,
um festzustellen, ob ein Staustatus vorliegt oder nicht. Ein Problem,
das bei den Steuerverfahren des vorherigen Stands der Technik auftritt, liegt
darin, dass die Zellenübertragungsrate
zu klein ist, um die Erholung des Kanals von dem Staustatus schnell
zu erreichen. Im Einzelnen wird, wenn ein Kanal in den Staustatus
eintritt, die Zellenübertragungsrate
auf einen vorbestimmten Wert verringert. Wenn die Warteschlangenlänge nah
an dem Schwellenwert nach Eintritt in den Staustatus ist, ist die
vorbestimmte Zellenübertragungsrate
zu klein, um die Erholung des Kanals von dem Staustatus schnell
zu erreichen. Des Weiteren benachrichtigt, wenn ein Sendeterminal
die Übertragung
von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
zu dem Puffer mit einer Warteschlangenlänge vollendet, die den Schwellenwert
leicht überschreitet,
der Kontroller des vorherigen Stands der Technik das Sendeterminal über den
Staustatus, um die Zellenübertragungsrate
zu verringern. Obgleich der Kanal sich nach und nach aus von dem Staustatus
erholt, beginnt das Sendeterminal erneute die Übertragung von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
mit der verringerten Zellenübertragungsrate.
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Ein
anderes Problem stellt der unerwartete Überlauf von Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen dar.
Es wird angenommen, dass der Puffer für eine lange Zeit die Warteschlange
leicht unterhalb des Schwellenwerts vergrößert und verkleinert. Der Kontroller
des vorherigen Stands der Technik teilt dem Sendeterminal den Staustatus
nicht mit und hält die
Zellenübertragungsrate
konstant. In dieser Situation kann, wenn der Stoßverkehr stattfindet, der Puffer
nicht sämtliche
Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen speichern,
und ein Teil der Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
lässt den
Puffer überlaufen.
Somit können
die Kontroller des vorherigen Stands der Technik trotz des verfügbaren Bitratenservices
kein niedriges Zellenverlustverhältnis
erzielen.
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Noch
ein anderes Problem tritt in dem Steuersystem mit einem gemeinsamen
Puffer durch die Ungleichmäßigkeit
unter den virtuellen Verbindungen auf. In diesem Fall werden an
den virtuellen Verbindungen virtuelle Warteschlangen gebildet. Es
besteht die Möglichkeit,
dass eine bestimmte virtuelle Verbindung den gesamten gemeinsamen
Puffer besetzt. In dieser Situation sind Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
dafür verantwortlich,
dass der Puffer an einer anderen virtuellen Verbindung überläuft. Der Überlauf
verursacht verlorene Zellen. Andererseits wird die Zellenübertragungsrate
drastisch verringert, um die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen an dem Überlauf
zu hindern. So findet die Ungleichmäßigkeit zwischen den virtuellen
Verbindungen statt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist folglich ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
Kontroller bereitzustellen, der ein Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk einen
hohen Durchsatz erreichen lässt,
ohne dass es zu Lasten des Zellenverlustverhältnisses geht.
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Es
ist auch ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zum Steuern eines verfügbaren
Bitratenservices für
einen hohen Durchsatz, ohne dass es zu Lasten des Zellenverlustverhältnisses
geht, zur Verfügung
zu stellen.
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Um
das Ziel zu erreichen, schlägt
die vorliegende Erfindung vor, eine Zellenübertragungsrate in Abhängigkeit
von einer seit dem Eintritt in einen Staustatus vergangenen Zeitspanne
zu ändern.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Pufferkontroller,
der betriebsfähig
ist, Datenzellen von einem sendenden Terminal zu einem empfangenden
Terminal zu übertragen,
die beide in einem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk für einen
verfügbaren
Bitratenservice, der einen Zellenpuffer zum zeitweiligen Speichern
für mindestens
eine Warteschlange der Zellen umfasst, enthalten sind, eine Beurteilungseinrichtung
zum Feststellen eines gegenwärtigen
Grads eines Staustatus in dem Zellenpuffer auf der Grundlage von
einer Zeitspanne, die nach dem Eintritt in den Staustatus vergangen
ist, und der genannten Länge
der Warteschlange, eine Recheneinrichtung für die Berechnung von Zellenübertragungsraten,
die zu einander verschieden sind, durch unterschiedliche Algorithmen,
und eine Wahleinrichtung, die auf ein Steuersignal reagiert, das
für den
gegenwärtigen Grad
des Staustatus repräsentativ
ist, um die Recheneinrichtung zu veranlassen, eine der Zellenübertragungsraten
an das Sendeterminal zu liefern, zur Verfügung gestellt.
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In Übereinstimmung
mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Steuern einer Zellenübertragung
von einem sendenden Terminal zu einem empfangenden Terminal zur
Verfügung
gestellt, die beide in einem Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk
für einen
verfügbaren
Bitratenservice enthalten sind, das die Schritte des Überprüfens einer
Warteschlange von Zellen, um zu erkennen, ob oder ob nicht eine
Warteschlangenlänge
einen Staustatus anzeigt, des Zählens
einer Zeitspanne, die nach Eintritt in den Staustatus vergangen
ist, des Feststellens eines gegenwärtigen Grads des Staustatus
auf der Grundlage der Warteschlangenlänge und der vergangenen Zeitspanne,
des Änderns
einer Zellenübertragungsrate auf
einen Wert, der für
den gegenwärtigen
Grad des Staustatus geeignet ist, und des Benachrichtigens des sendenden
Terminals über
den Wert der Zellenübertragungsrate,
um die Menge der Zellen zu verändern,
die pro Zeiteinheit von dem sendenden Terminal geliefert werden,
umfasst.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Eigenschaften und die Vorteile des Kontrollers und des Verfahrens
werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
den begleitenden Zeichnungen verständlich, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk des vorherigen
Stands der Technik für
den verfügbaren
Bitratenservice zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm ist, welches das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk des
vorherigen Stands der Technik mit der Datenübertragungsteuerschleife zeigt,
die in die Segmente unterteilt ist;
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3 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung für einen
Pufferkontroller entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
Ansicht ist, welche die Steuerungssequenz für die Berechnung einer Zellenübertragungsrate
zeigt, die in dem Pufferkontroller durchgeführt wird;
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5 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung für einen
anderen Pufferkontroller entsprechend der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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6 eine
Ansicht ist, die eine andere Steuerungssequenz für die Berechnung einer Zellenübertragungsrate
zeigt, die in den beiden Pufferkontroller durchgeführt wird;
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7 eine
Ansicht ist, die noch eine andere Steuerungssequenz für die Berechnung
einer Zellenübertragungsrate,
die in den beiden Pufferkontroller durchgeführt wird, zeigt;
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8 eine
Ansicht ist, die noch eine andere Steuerungssequenz für die Berechnung
einer Zellenübertragungsrate
zeigt, die in den beiden Pufferkontroller durchgeführt wird;
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9 eine
Ansicht ist, die eine weitere Steuerungssequenz für die Berechnung
einer Zellenübertragungsrate
zeigt, die in den beiden Pufferkontroller durchgeführt wird;
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10 ein
Blockdiagramm ist, welches die Schaltungsanordnung für noch einen
anderen Pufferkontroller entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
und
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11 ein
Blockdiagramm ist, das die Schaltungsanordnung für noch einen anderen Pufferkontroller
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Mit
Bezug auf 3 der Zeichnungen ist ein Pufferkontroller 21,
der die vorliegende Erfindung verkörpert, zwischen einem sendenden
Terminal 22 und einem empfangenden Terminal 23 angeschlossen.
Schalteinheiten SW10 und SW11 werden zwischen dem Pufferkontroller 21 und
dem sendenden/empfangenden Terminal 22/23 in dem
verfügbaren
Bitratenservice eingesetzt. Pfeil AR1 zeigt eine Richtung von dem
sendenden Terminal 22 zu dem empfangenden Terminal 23 an
und wird als "Vorwärtsrichtung" bezeichnet. Andererseits
zeigt Pfeil AR2 die zu der Vorwärtsrichtung
entgegengesetzte Richtung an und wird als "Rückwärtsrichtung" bezeichnet.
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Der
Pufferkontroller 21 schließt einen Eingangsport 21a,
der mit dem sendenden Terminal 22 verbunden ist, einen
Ausgangsport 21b, der mit dem empfangenden Terminal 23 verbunden
ist, und einen Zellenpuffer 21c, der zwischen dem Eingangsport 21a und
dem Ausgangsport 21b angeschlossen ist, ein. Der Zellenpuffer 21c besitzt
einen Eingangsport 21d, der mit dem Eingangsport 21a verbunden
ist, und einen Ausgangsport 21e, der mit dem Ausgangsport 21b verbunden
ist. Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen werden von
dem sendenden Terminal 22 an den Zellenpuffer 21c geliefert
und werden in dem Zellenpuffer 21c von einem Speicherbereich, der
dem Ausgangsport 21b am nächsten liegt, bis zu einem
Speicherbereich, der am weitesten von dem Ausgangsport 21b entfernt
liegt, angesammelt. Folglich wird die erste Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle in dem
Speicherbereich gespeichert, der dem Ausgangsport 21b am
nächsten
ist, und die letzte Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle
wird in einem Speicherbereich gespeichert, der näher an dem Eingangsport 21d als
die Speicherbereiche liegt, die durch die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen besetzt
sind. Die erste Asynchroner-Übertragungsmodus-Zelle
wird zuerst von dem Speicherbereich an den Ausgangsport 21e ausgegeben.
Somit besitzt der Zellenpuffer 21c einen First-In-First-Out- Puffer, und
die Zellen bilden Warteschlangen für virtuelle Verbindungen in
dem First-In-First-Out- Puffer. Die Warteschlange ändert die
Länge von
dem Speicherbereich, der dem Ausgangsport 21e am nächsten ist, und
der Zellenpuffer 21 erzeugt ein Steuerdatensignal CTL1,
das für
die Warteschlangenlänge
für jede virtuelle
Verbindung repräsentativ
ist, und dementsprechend den Teil des internen Staustatus.
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Der
Pufferkontroller 21 schließt weiter eine Steuereinheit 21f der
Ausgaberate, die für
den Ausgangsport 21e bereitgestellt wird, einen Timer 21g, der
mit dem Zellenpuffer 21c verbunden ist, mehrere Recheneinheiten 21h/21j/21k,
die mit dem Zellenpuffer 21c verbunden sind, und eine externe
Informationsquelle, wie einen Puffer-Kontroller 23a, und
eine Wahleinrichtung 21m, die mit dem Timer 21g und den
Recheneinheiten 21h bis 21k verbunden ist, ein.
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Die
Steuereinheit 21f der Ausgaberate berücksichtigt den Teil der internen
Staustatusinformationen, der durch das Steuerdatensignal CTL1 dargestellt
wird, und Teile der Netzwerk-Staustatusinformationen, die durch
ein anderes Steuerdatensignal CTL2 dargestellt werden, um eine Zellenübertragungsrate
zu verändern.
Das Steuerdatensignal CTL2 wird an die Steuereinheit 21f der
Ausgaberate in Form der Backward Resource Management-Zelle geliefert.
Auch wenn die Backward Resource Management-Zelle von dem empfangenden
Terminal 23 geliefert wird, enthält sie die Teile der Netzwerk-Staustatusinformationen, über die
von der Schalteinheit SW11 und anderen Schalteinheiten (nicht gezeigt)
benachrichtigt wird.
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Der
Timer 21c speichert mehrere Schwellenwerte Q1, Q2... und
Qn für
die Warteschlangenlänge und
einen Schwellenwert Tth für
Zeitüberschreitungen.
Die mehreren Schwellenwerte Q1 bis Qn sind für Grade des Staustatus repräsentativ.
Der Schwellenwert Q2 ist größer als
der Schwellenwert Q1 und kleiner als der Schwellenwert Qn, und die
Schwellenwerte Q1 bis Qn beziehen sich auf die Recheneinheiten 21h, 21j ...
bzw. 21k. Der Timer 21g vergleicht die Warteschlangenlänge für jede virtuelle
Verbindung mit den Schwellenwerten Q1/Q2/Qn, um zu erkennen, ob
die Warteschlangenlänge
die Schwellenwerte Q1/Q2/Qn überschreitet
oder nicht. Wenn die Warteschlangenlänge die Schwellenwerte Q1/Q2/Qn überschreitet,
beginnt der Timer 21g Zeitüberschreitungen an den Schwellenwerten
Q1/Q2/Qn zu zählen.
Die Zeitüberschreitungen
von den Schwellenwerten Q1/Q2/Qn werden durch T1, T2 bzw. Tn ausgedrückt. In
diesem Fall ist der Schwellenwert Tth für die Zeitüberschreitungen T1/T2/Tn derselbe.
Der Timer 21c vergleicht die Zeitüberschreitungen T1/T2/Tn mit
dem Schwellenwert Tth, um zu erkennen, ob die Zeitüberschreitungen
T1/T2/Tn den Schwellenwert Tth überschreiten
oder nicht. Wenn die Zeitüberschreitungen
T1/T2/Tn den Schwellenwert Tth überschreiten,
erzeugt der Timer 21g ein Steuersignal CTL4, das für das Überschreiten
des Schwellenwerts Tth repräsentativ
ist, und liefert das Steuersignal CTL4 an die Wahleinrichtung 21m. Während die
Warteschlange verkürzt
wird, erzeugt der Timer 21g das Steuersignal CTL4 an jedem
der Schwellenwerte Q1 zu Qn. Folglich repräsentiert das Steuersignal CTL4
weiterhin eine Abnahme zu jedem Schwellenwert Q1–Qn.
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Die
Recheneinheiten 21h/21j/21k haben jeweilige
Algorithmen für
die Berechnung der Zellenübertragungsrate,
und die Algorithmen sind untereinander verschieden. Das Steuersignal
CTL1 wird an die Recheneinheiten 21h/21j/21k geliefert,
und ein Steuerdatensignal CTL5 wird weiterhin von dem Pufferkontroller 23a an
die Recheneinheiten 21h/21j/21k geliefert.
Das Steuerdatensignal CTL5 ist für
Teile von Dateninformationen repräsentativ, die für die Berechnung
der Zellenübertragungsrate
verwendet werden. Die Recheneinheiten 21h/21j/21k errechnen
der Zellenübertragungsrate
durch die Algorithmen und erzeugen Steuerdatensignale ER1, ER2 ...
und ERn, die für
die Werte der Zellenübertragungsrate
bzw. der expliziten Rate repräsentativ sind.
Wenn die Recheneinheiten 21h bis 21k die Zellenübertragungsrate
auf der Grundlage derselben Warteschlangenlänge und derselben Teile von
Dateninformationen errechnen, wird der Wert der Zellenübertragungsrate
in der Reihenfolge von dem Steuerdatensignal ER1 zu dem Steuerdatensignal ERn
gesenkt. In der folgenden Beschreibung werden die Rechenein heiten 21h und 21j als "erste Recheneinheit" bzw. " zweite Recheneinheit" bezeichnet, und
die Recheneinheit 21k wird als "n-te Recheneinheit" bezeichnet.
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Die
Wahleinrichtung 21m reagiert auf das Steuerdatensignal
CTL4, um festzustellen, welche Recheneinheit 21h bis 21k die
geeignetste zum Errechnen der Zellenübertragungsrate ist. Die Wahleinrichtung 21m erzeugt
Auswahlsignale CS1, CS2, ... und CSn, die für die Änderung von einer Recheneinheit
zu einer anderen repräsentativ
sind, und liefert die Auswahlsignale CS1 bis CSn an die jeweiligen Recheneinheiten 21h bis 21k.
Das Steuerdatensignal ER1/ER2/ERn von der ausgewählten Recheneinheit wird, als
ein Steuersignal ERnew, das für
eine explizite Rate repräsentativ
ist, an den Pufferkontroller 22a des sendenden Terminals 22 geliefert.
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Im
weiteren erfolgt eine Beschreibung des Verhaltens des Pufferkontrollers 21 unter
der Annahme, dass die k-te Recheneinheit das Steuerdatensignal ERnew
an den Pufferkontroller 22a liefert. Auch wenn es in 3 nicht
gezeigt ist, so befindet sich die k-te Recheneinheit zwischen der
Recheneinheit 21j und der Recheneinheit 21k, und
es wird ein Auswahlsignal CSk von der Wahleinrichtung 21m an
die k-te Recheneinheit geliefert. Ein Schwellenwert Qk entspricht
der k-ten Recheneinheit, und eine Zeitüberschreitung Tk stellt die
Zeitspanne dar, die von der Schwelle Qk an vergangen ist.
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Das
sendende Terminal 22 liefert mehrmals hintereinander Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen an
den Zellenpuffer 21c, und die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen werden
darin angesammelt. Die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
treten in die Warteschlange ein und erhöhten die Warteschlangenlänge Q. Der
Zellenpuffer 21c benachrichtigt den Timer 21g durch
das Steuerdatensignal CTL1 über
die Warteschlangenlänge
Q. Wenn die Warteschlangenlänge
Q den Schwellenwert Qk überschreitet,
beginnt der Timer die Zählung und
zählt die
Zeitüberschreitung
Tk hoch.
-
Wenn
die Zeitüberscheitung
Tk über
den Schwellenwert Tth hinausgeht, liefert der Timer das Steuersignal
CTL4, das für
die Überschreitung
des Schwellenwerts Tth repräsentativ
ist, an die Wahleinrichtung 21m, und die Wahleinrichtung ändert das Auswahlsignal
CSk auf ein inaktives Niveau und das Auswahlsignal CSk + 1 auf ein
aktives Niveau. Das Auswahlsignal CSk + 1 veranlasst die (k + 1)-te
Recheneinheit, das Steuerdatensignal ERnew an den Pufferkontroller 22a zu
liefern. Infolgedessen wird die Zellenübertragungsrate verringert,
und die Warteschlangenlänge
Q in dem Zellenpuffer 21c wird kürzer. Wenn die Warteschlangenlänge Q auf
den Schwellenwert Qk verringert worden ist, liefert der Timer das
Steuersignal CTL, das für
die Abnahme auf den Schwellenwert Qk repräsentativ ist, und die Wahleinrichtung 21m ändert das
Auswahlsignal CSk + 1 auf das inaktive Niveau und das Auswahlsignal CSk
auf das aktive Niveau. Infolgedessen wird das Steuerdatensignal
ERnew von der k-ten Recheneinheit anstelle von der (k + 1)-ten Recheneinheit
geliefert.
-
Auf
der anderen Seite verlängern,
selbst nachdem von der k-ten Recheneinheit zu der (k + 1)-ten Recheneinheit
gewechselt worden ist, die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen weiterhin die
Warteschlange. Wenn die Warteschlangenlänge Q den Schwellenwert Qk
+ 1 überschreitet,
beginnt der Timer 21g wieder die Zeitüberschreitung Tk + 1 zu zählen und
die Zeitüberschreitung
Tk + 1 hochzuzählen.
Wenn die Zeitüberschreitung
Tk + 1 den Schwellenwert Tth erreicht, liefert der Timer 21g das Steuersignal
CTL4, das für
die Überschreitung
der Schwelle Qk + 1 repräsentativ
ist, an die Wahleinrichtung 21m. Dann ändert die Wahleinrichtung 21m das Auswahlsignal
CSk + 1 auf das inaktive Niveau und das Auswahlsignal CSk + 2 auf
das aktive Niveau. Infolgedessen liefert die (k + 2)-te Recheneinheit
das Steuerdatensignal ERnew an den Pufferkontroller 22a.
-
Wie
erkannt werden wird, wechselt der Pufferkontroller 21 der
Reihe nach die Recheneinheit, wie durch die Pfeile angezeigt, die
in 4 gezeigt werden, und die Zellenübertragungsrate
wird in Abhängigkeit
von der nach dem Eintritt in den Staustatus vergangenen Zeitspanne
geändert.
Wenn der Staustatus niedrig ist, wird die Übertragungsrate leicht verringert,
und das Asynchroner-Übertragungsmodus-Netzwerk
hält den
Durchsatz verhältnismäßig hoch.
Andererseits wird, wenn der Staustatus schwerwiegend ist, die Übertragungsrate
stufenweise verringert, und es wird verhindert, dass der Zellenpuffer 21c überläuft.
-
Insbesondere
setzen die Recheneinheiten 21h zu 21k unterschiedliche
Algorithmen für
die Berechnung der Zellenübertragungsrate
ein, und die Algorithmen werden angenommen, um die Warteschlangenlänge auf
die dazugehörigen
Schwellenwerte Q1 bis Qn zu zwingen. Dieses ergibt das Steuerdatensignal
ERnew, das gegen den Staustatus in dem verfügbaren Bitratenservice wirkungsvoll
ist.
-
In
dem Zellenpuffer 21c werden die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
für jede
der virtuellen Verbindungen verwaltet. Selbst wenn eine Warteschlange
für eine
virtuelle Verbindung in den Staustatus eintritt, wird die Zellenübertragungsrate stufenweise
zu sammen mit der vergangenen Zeitspanne erhöht, und die Warteschlange erholt
sich schnell von dem Staustatus. Aus diesem Grund wird der Zellenpuffer 21c schnell
von der virtuellen Verbindung gelöst, und der Zellenpuffer 21c wird
gleichmäßig zwischen
den virtuellen Verbindungen aufgeteilt.
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Schließlich aktiviert
die Wahleinrichtung 21m selektiv die Recheneinheiten 21h bis 21k.
Dies heißt, dass
nicht-vorgewählte
Recheneinheiten die Übertragungsrate
nicht berechnen. Somit arbeitet nur eine Recheneinheit für die Zellenübertragungsrate,
und elektrische Energie wird gespart.
-
Zweite Ausführungsform
-
5 veranschaulicht
einen anderen Pufferkontroller 31, der die vorliegende
Erfindung verkörpert.
Die Bestandteile des Pufferkontrollers 31 sind denen des
Pufferkontrollers 21, ausgenommen einer Wahleinrichtung 31a, ähnlich.
Aus diesem Grund sind die anderen Bestandteile mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet, die entsprechende Bestandteile des Pufferkontrollers 21 ohne
ausführliche
Beschreibung kennzeichnen.
-
Die
Recheneinheiten 21h bis 21k errechnen zu allen
Zeiten die Zellenübertragungsraten,
um die Steuerdatensignale ER1 bis ERn zu verändern und liefern die Steuerdatensignale
ER1 bis ERn an die Wahleinrichtung 31a. Aus diesem Grund
wählt die Wahleinrichtung 31a nur
eines der Steuerdatensignale ER1 bis ERn in Reaktion auf das Steuersignal CTL4
aus. Wenn auch der elektrische Energieverbrauch größer als
der des Pufferkontrollers 21 ist, so ändert der Pufferkontroller 31 das
Steuerdatensignal ERnew schneller als der Pufferkontroller 21.
-
Der
Pufferkontroller 31 ändert
die Zellenübertragungsrate ähnlich zu
dem Pufferkontroller 21 in der Reihenfolge, die in 4 gezeigt
wird. Eine andere Steuerungssequenz, die in 6 gezeigt
wird, ist für
jeden der Pufferkontroller 21/31 verfügbar. In der
Steuerungssequenz, die in 6 gezeigt
ist, beginnt, wenn der Pufferkontroller 21/31 die
Zellenübertragungsrate
erhöht,
der Timer 21g damit, die Zeitüberschreitung Tk an der Schwelle
Qk zu zählen,
und die Wahleinrichtung 21m/31a wechselt die Recheneinheit, ähnlich der
Steuerungssequenz, die in 4 gezeigt
ist, von der k-ten Recheneinheit zu der (k + 1)-ten Recheneinheit.
Jedoch ist die Verringerung der Zellenübertragungsrate zu der der
Steuerungssequenz unterschiedlich, die in 4 gezeigt
wird. Im Detail wird, wenn das sendende Terminal 22 die Zellenübertragungsrate
verringert, die Warte schlangenlänge
Q verkürzt,
und sie erreicht den Schwellenwert Qk. Jedoch liefert der Timer 21g nicht
sofort das Steuersignal CTL4, das für das Erreichen der Schwelle
Qk repräsentativ
ist, an die Wahleinrichtung 21m/31a, sondern beginnt
damit, die Zeitüberschreitung
Tk_u zu zählen.
Wenn die Warteschlangenlänge
Q nicht wieder den Schwellenwert Qk bis zu dem Schwellenwert Tth überschreitet,
wechselt die Wahleinrichtung 21m/31a die Recheneinheit
von (k + 1)-ten zu der k-ten. Die Steuerungssequenz, die in 6 gezeigt
wird, wird kaum durch eine kurzzeitige Zunahme der Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen beeinflusst
und stabilisiert die Übertragung
der Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
mehr als die Steuerungssequenz, die in 4 gezeigt
wird.
-
Eine
noch andere Steuerungssequenz ist in 7 gezeigt.
Der Timer 21g hat einen ersten Satz Schwellenwerte Q1_o
bis Qn-1_o und einen zweiten Satz Schwellenwerte Qn-1_u bis Q1_u.
Die Schwellenwerte Q1_o bis Qn-1_o sind größer als die entsprechenden
Schwellenwerte Qn-1_u bis Q1_u. Der Timer 21g benutzt den
ersten Satz der Schwellenwerte Q1_o bis Qn-1_o während der Zunahme der Warteschlangenlänge Q und
den zweiten Satz der Schwellenwerte Qn-1_u bis Q1_u während der
Abnahme der Warteschlangenlänge
Q. Somit bieten die zwei Sätze
der Schwellenwerte Q1_o bis Qn-1_o
und Qn-1_u bis Q1_u eine Hysterese der Steuerungssequenz an.
-
Unter
der Annahme nun, dass der Pufferkontroller 21/31 das
sendende Terminal 22 durch die Steuerungssequenz, die in 7 gezeigt
ist, steuert, verlängern
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlange, und die Warteschlangenlänge Q überschreitet den Schwellenwert
Qk_o. Dann beginnt der Timer 21g, die Zeitüberschreitung Tk
zu zählen
und zählt
die Zeitüberschreitung
Tk hoch. Wenn die Zeitüberschreitung
Tk den Schwellenwert Tth erreicht, liefert der Timer 21g das
Steuersignal CTL4 an die Wahleinrichtung 21m/31a,
und die Wahleinrichtung 21m/31a wechselt die k-te
Recheneinheit zu der (k + 1)-ten Recheneinheit, um die Zellenübertragungsrate
zu verringern.
-
Auf
der anderen Seite erreicht, während
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlangenlänge
Q verringern, die Warteschlangenlänge Q den Schwellenwert Qk_u,
der dem Wert nach kleiner als der Schwellenwert Qk_o ist, und die Wahleinrichtung 21m/31a wechselt
die (k + 1)-te Recheneinheit zu der k-ten Recheneinheit.
-
Eine
noch weitere andere Steuerungssequenz ist für den Pufferkontroller 21/31 verfügbar und wird
in 8 veranschaulicht. Die Steuerungssequenz, die
in 8 gezeigt wird, benutzt einen variablen Schwellenwert
für die
vergangene Zeitspanne. Während
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlange verlängern, überschreitet
die Warteschlangenlänge
Q den Schwellenwert Qk zu einer bestimmten Zeit. Dann beginnt der
Timer 21g damit, die Zeitüberschreitung Tk zu zählen und
Zeitüberschreitung
Tk hochzuzählen.
Wenn die Zeitüberschreitung
Tk den Schwellenwert Tth_k erreicht, liefert der Timer 21g das
Steuersignal CTL4 an die Wahleinrichtung 21m/31a,
und die Wahleinrichtung 21m/31a wechselt die k-te
Recheneinheit zu der (k + 1)-ten Recheneinheit, um die Zellenübertragungsrate verringern.
-
Auf
der anderen Seite erreicht, während
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlangenlänge
Q verringern, die Warteschlangenlänge Q den Schwellenwert Qk,
und dann wechselt die Wahleinrichtung 21m/31a die
(k + 1)-te Recheneinheit zu der k-ten Recheneinheit.
-
9 veranschaulicht
eine andere Steuerungssequenz, die für die Pufferkontroller 21/31 verfügbar ist.
In der Steuerungssequenz, die in 9 gezeigt
wird, werden die Recheneinheiten 21h bis 21k der
Reihe nach in Abhängigkeit
von der vergangenen Zeitspanne nach dem Überschreiten des Schwellenwerts
Qth gewechselt. In anderen Worten hat der Timer 21g nur
einen Schwellenwert Qth für die
Warteschlangenlänge
Q.
-
Wenn
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlange verlängern, überschreitet
die Warteschlangenlänge
Q den Schwellenwert Qth zu einer bestimmten Zeit. Dann beginnt der Timer 21g,
die Zeitüberschreitung
T zu zählen
und die Zeitüberschreitung
T hochzuzählen.
Wenn die Zeitüberschreitung
T den Schwellenwert Tth'_k
erreichen, liefert der Timer 21g das Steuersignal CTL4
an die Wahleinrichtung 21m/31a, und die Wahleinrichtung 21m/31a wechselt
die k-te Recheneinheit zu der (k + 1)-ten Recheneinheit, um die
Zellenübertragungsrate
zu verringern.
-
Auf
der anderen Seite erreicht, wenn die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
die Warteschlangenlänge
Q verringern, die Warteschlangenlänge Q den Schwellenwert Qth,
dann wechselt die Wahleinrichtung 21m/31a die
(k + 1)-te Recheneinheit zu der ersten Recheneinheit.
-
Dritte Ausführungsform
-
10 veranschaulicht
ein virtuelles Terminalsystem 41, welches die vorliegende
Erfindung verkörpert.
Das virtuelle Terminalsystem 41 umfasst einen Pufferkontroller 42 und
virtuelle Terminalmodule 43/44. Der Pufferkontroller 42 ist
in der Anordnung dem Pufferkontroller 21 ähnlich,
und Bestandteile davon sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, die
entsprechende Bestandteile des Pufferkontrollers 21 kennzeichnen.
Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
bilden Warteschlangen in dem Zellenpuffer 21c für jeweilige
virtuelle Verbindungen. Obgleich 10 nur
die Funktionsblöcke
für eine
Datenübertragung
von einem sendenden Terminal zu einem empfangenden Terminal zeigt,
verhält
sich das virtuelle Terminalsystem 41 symmetrisch zwischen
dem Datensendeterminal und dem Daten empfangenden Terminal und hat
einen anderen Satz von Funktionsblöcken für eine Datenübertragung
von dem empfangenden Terminal zu dem sendenden Terminal.
-
Das
virtuelle Terminalmodul 43 schließt ein virtuelles Ziel 43a und
eine virtuelle Quelle 43b ein. Das virtuelle Ziel 43a hat
einen Eingangsport 43c und empfängt Forward Resource Management-Zellen von
dem sendenden Terminal. Das virtuelle Ziel 43a überträgt eine
Datenzelle von jeder Forward Resource Management-Zelle FRM1 an den
Eingangsport 21a. Die virtuelle Quelle 43b hat
einen Ausgangsport 43d und überträgt das Steuerdatensignal BRM1,
das für
eine Backward Resource Management-Zelle repräsentativ ist, an das sendende
Terminal. Ähnlich schließt das virtuelle
Terminalmodul 44 ein virtuelles Ziel 44a und eine
virtuelle Quelle 44b ein. Das virtuelle Ziel 44a hat
einen Eingangsport 44c und empfängt eine Backward Resource
Management-Zelle BRM2. Das virtuelle Ziel 44a überträgt ein Steuerdatensignal
ER, das für
eine explizite Rate repräsentativ
ist, an die Recheneinheiten 21h bis 21k und die Steuereinheit 21f der
Ausgaberate. Die virtuelle Quelle 44b hat einen Ausgangsport 44d und überträgt Forward
Resource Management-Zellen FRM2 an ein sendendes Terminal. Somit
werden die virtuellen Ziele 43a/44a und die virtuellen
Quellen 43b/44b verwendet, um ein Zielverhalten
und ein Quellverhalten zu verwirklichen. Die virtuellen Ziele 43a/44a werden
jeweils mit den virtuellen Quellen 43b/44b paarweise
zusammengefasst, und die virtuellen Terminalmodule 43/44 verwirklichen
virtuell ein Terminalverhalten während
des verfügbaren
Bitratenservices. Das Terminalverhalten wird in der ATM Forum Traffic Management
Specification Version 4.0 beschrieben.
-
Das
virtuelle Terminalsystem 41 verhält sich wie folgt. Wenn das
sendende Terminal eine Forward Resource Management-Zelle FRM1 an
das virtuelle Ziel 43a liefert, trennt das virtuelle Ziel 43a eine
Datenzelle von der Forward Resource Management- Zelle FRM1 ab und überträgt die Datenzelle an den Zellenpuffer 21c.
Die Datenzelle tritt in eine Warteschlange ein, die in dem Zellenpuffer 21c gebildet wird.
-
Das
virtuelle Ziel 44a empfängt
eine Backward Resource Management-Zelle BRM2 und extrahiert die
explizite Rate von der Backward Resource Management-Zelle BRM2.
Das virtuelle Ziel 44a erzeugt das Steuerdatensignal ER,
das für
die explizite Rate repräsentativ
ist, und liefert das Steuerdatensignal ER an die Recheneinheiten 21h bis 21k und
die Steuereinheit 21f der Ausgaberate. Die Steuereinheit 21f der
Ausgaberate bestimmt eine zulässige
Zellenrate auf der Grundlage der expliziten Rate und liest die Datenzellen
aus dem Zellenpuffer 21c mit der zulässigen Zellenrate aus.
-
Die
aus den Recheneinheiten 21h bis 21k ausgewählte berechnet
eine explizite Rate ERnew, die in der Beschreibung der ersten Ausführungsform als "Zellenübertragungsrate" bezeichnet wurde,
auf der Grundlage der zulässigen
Bitrate, die von der Steuereinheit 21f der Ausgaberate
geliefert wird, und der expliziten Rate ER, die von dem virtuellen
Ziel 44a geliefert wird, und liefert das Steuerdatensignal Ernew,
das für
die explizite Rate repräsentativ
ist, an die virtuelle Quelle 43b.
-
Das
virtuelle Terminalmodul 43, d.h. die Kombination des virtuellen
Zieles 43a und der virtuellen Quelle 43b, empfängt die
Forward Resource Management-Zelle FRM1 von dem sendenden Terminal und
speichert die explizite Rate, die durch das Steuerdatensignal ERnew
repräsentiert
wird, in der rückwärtigen Backward
Resource Management-Zelle BRM1,
um die Backward Resource Management-Zelle BRM1 zu dem sendenden
Terminal zurück
zu übertragen.
-
Somit
wird der Zellenpuffer 21c in dem virtuellen Terminalsystem 41 ähnlich wie
in der ersten Ausführungsform
gesteuert, und das virtuelle Terminalsystem 41 erzielt
sämtliche
Vorteile der ersten Ausführungsform.
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Vierte Ausführungsform
-
11 veranschaulicht
eine Asynchroner-Übertragungsmodus-Schalteinheit 51,
welche die vorliegende Erfindung für den verfügbaren Bitratenservice verkörpert. Der
Pufferkontroller 21 wird in der Asynchroner-Übertragungsmodus-Schalteinheit 51 verwendet.
Die Asynchroner-Übertragungsmodus-Schalteinheit 51 umfasst
den Pufferkontroller 21, die Eingangsverarbeitungsmodule 52a/52b und
Ausgangsverarbeitungsmodule 53a/53b. Obgleich 11 nur
die Funktionsblöcke
für eine
Datenübertragung
von einem sendenden Terminal zu einem Empfangsterminal zeigt, verhält sich
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Schalteinheit 51 symmetrisch
zwischen dem Datensendeterminal und dem Daten empfangenden Terminal
und weist einen weiteren Satz an Funktionsblöcken für eine Datenübertragung
von dem empfangenden Terminal zu dem Sendeterminal auf.
-
Bestandteile
des Pufferkontrollers 21, die in der Schalteinheit 51 enthalten
sind, sind denen der ersten Ausführungsform ähnlich und
werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, die entsprechende
Bestandteile des Pufferkontrollers 21 bezeichnen, der die
erste Ausführungsform
implementiert. Virtuelle Warteschlangen werden in dem Zellenpuffer 21c für jeweilige
virtuelle Verbindungen gebildet.
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Das
Eingangsverarbeitungsmodul 52a ist zwischen einem Eingangsport 54a und
dem Eingangsport 21a angeschlossen, und das andere Eingangsverarbeitungsmodul 54b ist
zwischen einem Eingangsport 54b und den Recheneinheiten 21h bis 21k angeschlossen.
Das Ausgangsverarbeitungsmodul 53a ist zwischen den Recheneinheiten 21h bis 21k und
einem Ausgangsport 55b angeschlossen. Der Eingangsport 54a und
der Ausgangsport 55a sind mit einem Sendeterminal (nicht
gezeigt) verbunden, und der andere Eingangsport 54b und
der andere Ausgangsport 55b sind mit einem empfangenden Terminal
(nicht gezeigt) verbunden.
-
Die
Eingangsverarbeitungsmodule 52a/52b empfangen
Forward Resource Management-Zellen FRM11
und Backward Resource Management-Zellen BRM11 von den Eingangsports 54a/54b und
führen
eine Analyse des Headers und eine Unterscheidung des Zieles durch.
Auf der anderen Seite führen die
Ausgangsverarbeitungsmodule 53a/53b eine Auslesesteuerung
für die
Zelle, die in dem Zellenpuffer 21c gespeichert ist, und
eine Änderung
des Inhalts in den Feldern der Forward/Backward Resource Management-Zellen durch, die
der expliziten Rate, der Stauanzeige und dem Nicht-Erhöhen zugewiesen
sind.
-
Die
Asynchroner-Übertragungsmodus-Schalteinheit 51 für den verfügbaren Bitratenservice
veranlasst das Eingangsverarbeitungsmodul 52a, den Header
der Forward Resource Management-Zelle FRM11 zu analysieren, um die
Forward Resource Management-Zelle
FRM11 in dem Zellenpuffer 21c zu speichern. Die Steuereinheit 21f der Ausgabe rate
weist den Zellenpuffer 21c an, die Forward Resource Management-Zellen
nacheinander an das Ausgangsverarbeitungsmodul 53b zu übertragen.
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Im
Detail extrahiert das Eingangsverarbeitungsmodul 52a, wenn
die Forward Resource Management-Zelle FRM11 an dem Eingangsverarbeitungsmodul 52a ankommt,
die verfügbare
Zellenrate und die explizite Rate von der Forward Resource Management-Zelle FRM11. Das
Eingangsverarbeitungsmodul 52a liefert Teile von Steuerdateninformationen,
die für
die verfügbare
Zellenrate und die explizite Rate repräsentativ sind, an die Recheneinheiten 21h an 21k.
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Auf
der anderen Seite empfängt
das Eingangsverarbeitungsmodul 52b die Backward Resource
Management-Zelle BRM11 und extrahiert die explizite Rate von der
Backward Resource Management-Zelle BRM11. Das Eingangsverarbeitungsmodul
erzeugt ein Steuerdatensignal ER und liefert es an die Steuereinheit 21f der
Ausgaberate und die Recheneinheiten 21h bis 21k.
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Die
ausgewählte
von den Recheneinheiten 21h bis 21k errechnet
die explizite Rate ERnew und schickt die explizite Rate ERnew zu
der Ausgangsverarbeitungseinheit 53a.
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Die
Ausgangsverarbeitungseinheit 53a speichert die explizite
Rate ERnew in einem Feld der Backward Resource Management-Zelle
BRM11 und liefert die Backward Resource Management-Zelle BRM11 an
das sendende Terminal.
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Somit
wird der Zellenpuffer 21c ähnlich wie derjenige der ersten
Ausführungsform
gesteuert, und sämtliche
Vorteile werden durch die vierte Ausführungsform erzielt.
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Wie
aus der vorhergehenden Beschreibung erkannt wird, überprüft der Pufferkontroller 21/31 die vergangene
Zeitspanne nach dem Eintritt in den Staustatus, um den Grad des
Staustatus festzustellen, und ändert
die Zellenübertragungsrate
in Abhängigkeit
von dem Grad des Staustatus. Infolgedessen erzielt der Pufferkontroller 21/31 einen
hohen Durchsatz, ohne dass es zu Lasten des Zellenverlustverhältnisses
geht.
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Der
Pufferkontroller 21/31 errechnet die explizite
Rate und liefert sie an das sendende Terminal. Aus diesem Grund
steuert der Pufferkontroller 21/31 effektiv die
Zellenübertragungsrate
in dem verfügbaren
Bitratenservice.
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Wenn
die Warteschlangen in dem Zellenpuffer für jeweilige virtuelle Verbindungen
gebildet werden, evakuiert der Pufferkontroller 21/31 schnell
die Asynchroner-Übertragungsmodus-Zellen
aus jeder Warteschlange, und keine virtuelle Verbindung besetzt
den Zellenpuffer 21c ununterbrochen.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
dient der Timer 21g als eine Beurteilungseinrichtung, und
die Recheneinheiten 21h zu 21k als Ganzes bilden
eine Recheneinrichtung. Die Wahleinrichtung 21m/31a dient
als die Auswahleinrichtung.