專利名稱：信元定位器的制作方法
當終接同步的多路復(fù)用諸如成幀的2048kb/s鏈路時，在定時功能單元上已使用定位器，其中該功能單元的時鐘和同步多路復(fù)用不能認為是相同頻率和相位。
使用定位器是指容忍(雖然勉強地)一些滑動的同步業(yè)務(wù)。定位器的設(shè)計特性是如果達到其緩沖的極限，則執(zhí)行受控滑動。定位器不僅必須能夠接受接入流的任何相位，而且還必須包括足夠的滯后以適應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)引入的延遲偏差。
定位器的使用也可擴展到由基于信元的異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)虛信道傳遞的數(shù)據(jù)，因此正常標稱比特率的業(yè)務(wù)可從ATM多路復(fù)用轉(zhuǎn)移到期望相同的正常標稱比特率業(yè)務(wù)的功能單元。這樣的定時功能單元可以是同步交換器或數(shù)模解碼器。
異步業(yè)務(wù)特征在于以分組、幀或信元傳遞，信元是通常用于ATM業(yè)務(wù)的術(shù)語。ATM信元是固定長度并且能傳遞固定數(shù)量的恒定比特率業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
當定位器滑動時，如果業(yè)務(wù)到達太快，則它一定丟失固定數(shù)量的數(shù)據(jù)。如果業(yè)務(wù)到達太慢，則或者重復(fù)固定數(shù)量的數(shù)據(jù)或者插入固定替代的數(shù)據(jù)集。
所述的虛擬信道ATM信元定位器適合于信元流，該信元延遲偏差不大于該信元流的平均信元到達速率。因此信元定位器對于低比特率電路如64kb/s是合適的。
根據(jù)本發(fā)明，在功能單元終接異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)復(fù)用數(shù)據(jù)流中，不包括幀定位信號的虛擬信道數(shù)據(jù)在信元中傳遞，每個信元具有一個消息序號，信元定位器包括多個信元緩沖器，每個信元緩沖器存儲包含在單元信元中的有效負荷數(shù)據(jù)，信元緩沖器根據(jù)消息序號的較低有效位有條件地加載，假定該消息序號不對應(yīng)于被拆包的信元緩沖器的消息序號，而且在信號緩沖器被拆包或者以插入信元代替空信元緩沖器之前不大于消息序號的預(yù)定數(shù)M；和根據(jù)組合的拆包器和滑動算法的條件排空該信元緩沖器以形成與該功能單元的時鐘和幀開始信號對準的連續(xù)數(shù)據(jù)流；在有效信元沒有到達時插入信元格式發(fā)生器，使得以該連續(xù)數(shù)據(jù)流中的插入信元代替丟失的信元；和超時功能，該超時功能在收到每個有效信元之后被清除和重新開始，以便如果超時應(yīng)到期使組合拆包器和滑動算法重新開始。
拆包器包含足夠信元緩沖器以處理期望的延時偏差，2個信元緩沖器的延遲偏差為小于2毫秒，而4個信元緩沖器的延遲偏差為多達6毫秒。
當信元加載在拆包器內(nèi)的信元緩沖器中時，滿/空二進制標記設(shè)置為滿并且清除和重新開始超時。當信元緩沖器剛完成排空時，其滿/空二進制標記設(shè)置為空。
還提供定位一個ATM虛似信道信元流的方法，ATM復(fù)用的信元流包括一個拆包器，其中組合的拆包器及滑動算法定義如下如果在信元(n)拆包期間兩個連續(xù)時刻，或者產(chǎn)生插入信元代替信元(n)，在信元(n)的B字節(jié)已拆包之前信元(n+M)到來，則廢棄被拆包的或以插入信元代替的下個信元的前S字節(jié)，以便引入S字節(jié)的前向滑動；否則，如果在完成信元(n)拆包或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，已接收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包并且變?yōu)樾碌男旁?n)；或者如果在完成信元(n)的拆包或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，還沒有收到信元(n+1)，則信元(n+1)以插入信元代替并且變?yōu)樾碌男旁?n)；除非在代替信元(n)的插入信元開始的S字節(jié)期間內(nèi)收到丟失信元(n)，則通過在S字節(jié)后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字節(jié)的后向滑動。
當M=3時，B=47字節(jié)和S=47字節(jié)；當M=2時，B=47字節(jié)和S=23字節(jié)；當M=1時，B=15字節(jié)和S=16字節(jié)。
現(xiàn)在參照附圖通過例子敘述本發(fā)明，其中

圖1表示拆包器的典型配置和信元定位器功能；相對于打包器的模數(shù)變換器和數(shù)模變換器的典型配置；圖2表示一個47(或23)字節(jié)調(diào)節(jié)信元定位器；圖3表示一個16字節(jié)調(diào)節(jié)信元定位器；圖4表示用于47字節(jié)調(diào)節(jié)信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖5表示用于23字節(jié)調(diào)節(jié)信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖6表示用于16字節(jié)調(diào)節(jié)信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖7提供圖4至6的鍵；
圖8表示圖4至6的算法的比較定時圖。
本發(fā)明的目的是使通過圖1所示的異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)時由64kb/s電路引起的額外延遲影響和延遲偏差最小。
引入到64kb/s電路的延遲偏差將被清除但以附加一些另外延遲為代價。
有許多情況是對于多于一條的64kb/s電路(如144kb/s ISDN鏈路和2Mb/s鏈路)外部接口具有一個公共時鐘，因此必須使用定位技術(shù)。
根據(jù)必須提供的信元延遲偏差，使用信元定位器裝置對圖4、5和6所示的一個組合的拆包器和滑動算法工作來執(zhí)行來自信元的47字節(jié)數(shù)據(jù)的拆包。
為了性能監(jiān)視在該網(wǎng)絡(luò)中的電路，附加的操作與維護(OAM)信元也可通過該網(wǎng)絡(luò)偶爾地發(fā)送。這意味著必須確定ATM網(wǎng)絡(luò)的大小來傳遞業(yè)務(wù)的128kb/s脈沖串而不導(dǎo)致信元丟失或者超過總網(wǎng)絡(luò)延遲偏差值。打包功能必須規(guī)則地每5.875ms產(chǎn)生一個普通信無(非OAM信元)。
因此即使在存在OAM信元時，總的單向端對端網(wǎng)絡(luò)延遲偏差需要小于5.8ms、2.8ms或1.8ms(這取決于所用的組合拆包器和滑動算法)，如果避免了滑動的話。
滑動比惡化的數(shù)據(jù)多得多地影響業(yè)務(wù)特別對調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)、加密數(shù)據(jù)和視頻編碼。因此這些組合的拆包器和滑動算法目的在于減少出現(xiàn)滑動的危險。
滑動可包括清除數(shù)據(jù)的47(23或16)字節(jié)或者加上數(shù)據(jù)的47(23或16)字節(jié)的插入序列。
如果出現(xiàn)信元滑動，則不應(yīng)出現(xiàn)另外的信元滑動，直至已出現(xiàn)至少+或-5.8ms(2.8ms或1.8ms)的另外相移為上。
如果本機基準時鐘與原始64kb/s數(shù)據(jù)源沒有相位關(guān)系，則可出現(xiàn)規(guī)則的滑動。但是，如果分別在對應(yīng)于US 4368531和US 4617659的專利號GB2063624和GB2151437中公開的，它們出現(xiàn)比幀定位器少47(23或16)次。信元定位器保證不出現(xiàn)不必要的信元滑動，不論此信元滑動是由于安裝、延遲的信元、丟失/惡化的信元或附加信元引起的。由ATM自適應(yīng)功能即打包、拆包和信元定位功能增加的總環(huán)路延遲實際上應(yīng)保持在約24ms(18ms或16ms)的一個常數(shù)上。
額外的自適應(yīng)延遲值24ms(18ms或16ms)應(yīng)該用于從初始化同步的網(wǎng)絡(luò)，直至出現(xiàn)至少15ms斷開為止，假定不超過5.8ms(2.8ms或1.8ms)的延遲偏差值。
24ms(18ms或16ms)的自適應(yīng)延遲是在該初始路徑環(huán)路延遲之外；該初始路徑環(huán)路延遲是由傳輸傳播延遲、傳輸復(fù)用延遲、ATM交換延遲、ATM緩沖延遲、模數(shù)及數(shù)模延遲(如果適用的話)和專用網(wǎng)延遲(如果適用的話)產(chǎn)生的。ATM交換與緩沖延遲是在中斷元后延遲每個方向中的第一信元的那些ATM交換與緩沖延遲。
自適應(yīng)環(huán)路延遲主要由每方向5.875ms的打包器與拆包器延遲構(gòu)成和每個定位器具有在初始化時保持5.875ms(2.875ms或2.000ms)數(shù)據(jù)價值。如果由于自由運行本機基準出現(xiàn)信元滑動，則環(huán)路延遲可遞增或遞減5.875ms(2.875ms或2.000ms)。如果延遲偏差超出5.8ms(2.8ms或1.8ms)，則二個定位器可遞增或遞減5.875ms(2.875ms或2.000ms)。
該信元定位器的三個兼容的組合拆包器和滑動算法可用于滿足未來網(wǎng)絡(luò)要求。
正常附加恒定環(huán)路延遲近似于對如圖2所示的使用47字節(jié)調(diào)節(jié)的兩端為24ms；對如圖3所示的使用23字節(jié)調(diào)節(jié)的兩端為18ms；對如圖4所示的使用16字節(jié)調(diào)節(jié)的兩端為16ms；如果兩端使用不同算法則得到一個平均值。
取決于使用哪種算法，出現(xiàn)的任何滑動引入5.875ms或2.875ms或2.000ms的相移。
在初始化之后，如果ATM網(wǎng)絡(luò)信元延遲偏差小于5.8ms、2.8ms或1.8ms，則應(yīng)無滑動。
一個ATM信元定位器包含4個信元緩沖器，47字節(jié)的每個字節(jié)可用于47、23和16字節(jié)調(diào)節(jié)算法，如圖2和3所示的。
這些算法已用于減小信元滑動的機會。這些算法初始化至該緩沖器工作范圍的中心位置。它們不進行單個字節(jié)滑動，但是在實際需要時滑動47(23或16)字節(jié)。
因為信元定位器初始化至其中心位置，這產(chǎn)生24ms(18ms或16ms)的附加環(huán)路延遲。在端對端網(wǎng)絡(luò)連接時，這個附加延遲通常應(yīng)保持在那個值上，除非有明顯的信元延遲偏差。
嘗試初始化的條件是
所有信元緩沖器都是空的；和由于收到有效信元，2.5標稱信元期間已過去(15ms)。(有效信元必須具有適當?shù)男蛱?。
一旦“嘗試初始化”狀態(tài)已出現(xiàn)，如果從任何序號收到信元，則接受它并且在等待5.875ms(2.875ms或2.000ms)之后，然后拆包開始。
如圖2所示，具有4個信元緩沖器的信元定位器可被控制以便執(zhí)行三個算法之一，這些算法由圖4、5和6中的三個表及下面說明性的注釋定義。
如圖3所示，只有2個信元緩沖器的信元定位器只能操作由圖6所示的表定義的16字節(jié)調(diào)節(jié)算法。
當信元接收入四個信元緩沖器之一時，它被寫入對應(yīng)于該信元序號的最低有效2位的緩沖器中。因此使用四個信元緩沖器，盡管在23字節(jié)調(diào)節(jié)表中只表示三個信元緩沖器。
對于由如圖3所示的信元定位器使用的16字節(jié)調(diào)節(jié)算法，需要信元序號的最低有效位來定義該信元緩沖器。
如果信元被拆包，則它被定義為信元n。正常地，信元n+1變?yōu)橄乱粋€信元n。在內(nèi)部信元周期期間拆包信元。
如果其信元序號滿足在該表中規(guī)定的條件，目前信元的序號是已知的，則只接收這些信元。
在每個內(nèi)部信元周期的開始完全空的狀態(tài)可能是所示的A至F，(A至E)或(A至D)狀態(tài)之一。
對于47和23字節(jié)調(diào)節(jié)算法，在內(nèi)部信元周期期間，對一些滿/空狀態(tài)可接受多達兩個信元。如果接受兩個信元，則它們必須以正確順序到達。
“轉(zhuǎn)到”指示確認下一個內(nèi)部信元周期開始的滿/空狀態(tài)。
對于16字節(jié)調(diào)節(jié)算法，一個早先信元定義為在比前個信元少15字節(jié)或者插入信元已拆包時到達的信元。如果它早5.875ms(47字節(jié))或更多到達，則由于在序列之外而被拒絕。
權(quán)利要求
1．在功能單元中終接異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)復(fù)用數(shù)據(jù)流時，在信元中傳遞不包括幀定位信號的虛擬信道數(shù)據(jù)，每個信元具有消息序號，信元定位器包括多個信元緩沖器，每個信元緩沖器存儲包含在單個信元中的有效負荷數(shù)據(jù)，信元緩沖器根據(jù)該消息序號的較低有效位有條件地加載，假定該消息序號不對應(yīng)于被拆包的信元緩沖器的消息序號，而且在拆包信元緩沖器之前或者空信元緩沖器以插入信元代替不大于消息序號的預(yù)定數(shù)M；以及根據(jù)組合的拆包器和滑動算法的條件排空信元緩沖器以形成與時鐘和該功能單元的幀開始信號同步的連續(xù)數(shù)據(jù)流；在有效信元沒有到達時插入信元格式發(fā)生器由連續(xù)數(shù)據(jù)流中的插入信元代替丟失信元；以及超時功能，在收到每個有效信元之后超時功能被清除并重新開始，以便如果它完成時重新開始組合的拆包器和滑動算法。
2．根據(jù)權(quán)利1的信元定位器，其中組合的拆包器和滑動算法定義為如果在信元(n)拆包期間或產(chǎn)生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在信元(n)的B字節(jié)被拆包之前到達信元(n+M)，則被拆包或者以插入信元代替的下個信元的前S字節(jié)被廢棄，以便引入S字節(jié)的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失的信元之后，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包并且變?yōu)樾碌男旁?n)；或者如果在信元(n)的拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，還沒有收到信元(n+1)，則以插入信元代替信元(n+1)，并且信元(n+1)變?yōu)樾滦旁?n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的S字節(jié)期間內(nèi)收到丟失信元(n)，則通過在S字節(jié)之后停止該插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字節(jié)的后向滑動。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少2個信元緩沖器；和滑動是16字節(jié)的，使得組合的拆包器和滑動算法被定義為如果在信元(n)拆包期間或產(chǎn)生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在15字節(jié)信元(n)已拆包之前到達信元(n+1)，則廢棄被拆包或以插入信元代替的下個信元的前16字節(jié)，以便引入16字節(jié)的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包并且變?yōu)樾碌男旁?n)；或者如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，沒有收到信元(n+1)，則以插入信元代替信元(n+1)，并且信元(n+1)變?yōu)樾碌男旁?n)，除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的16字節(jié)期間內(nèi)收到丟失信元(n)，則通過在16字節(jié)之后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得16字節(jié)的后向滑動。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少4個信元緩沖器和滑動是23字節(jié)的，使得組合的拆包器和滑動算法被定義為如果在信元(n)拆包期間或產(chǎn)生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在信元(n)的所有字節(jié)已拆包之前到達信元(n+2)，則被拆包或以插入信元代替的下個信元的前23字節(jié)被廢棄以便引入23字節(jié)的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包并且變?yōu)樾碌男旁?n)；或者如果信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，沒有收到信元(n+1)，則信元(n+1)以插入信元代替并且變?yōu)樾碌男旁?n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的23字節(jié)期間內(nèi)收到丟失信元(n)，則通過在23字節(jié)之后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得23字節(jié)的后向滑動。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少4個信元緩沖器，和滑動是47字節(jié)的，使得組合的拆包器和滑動算法定義為如果在信元(n)拆包期間或者產(chǎn)生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在已拆包信元的所有字節(jié)之前到達信元(n+3)，則被拆包或以插入信元代替的下個信元被廢棄，以便引入47字節(jié)的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包并且變?yōu)樾碌男旁?n)；或者如果在信元(n)拆包完成或產(chǎn)生插入信元代替丟失信元(n)之后，信元(n+1)未收到，則以插入信元代替信元(n+1)并且信元(n+1)變?yōu)樾滦旁?n)；除非如果在插入信元代替信元(n)期間收到丟失信元(n)，則通過完成插入信元，然后拆包接收的信元(n)取得47字節(jié)的后向滑動。
全文摘要
異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)復(fù)用數(shù)據(jù)流終止在功能單元,虛擬信道數(shù)據(jù)在相同數(shù)據(jù)流的信元中傳遞,拆包器有多個信元緩沖器,每個緩沖器存儲包含在單個信元中的有效負荷數(shù)據(jù),緩沖器根據(jù)由每個信元傳遞的消息序號順序地加載并且根據(jù)拆包器算法排空以便形成非連續(xù)的數(shù)據(jù)流;在有效信元沒有到達時插入信元格式發(fā)生器以非連續(xù)數(shù)據(jù)流中的插入信元代替丟失信元,和在每個信元已拆包之后或者有時在已產(chǎn)生插入代替信元之后啟動超時功能發(fā)生器。
文檔編號H04J3/06GK1210640SQ97191990
公開日1999年3月10日 申請日期1997年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月2日
發(fā)明者G·肖邦 申請人:Gpt有限公司