專利名稱：短信元多路復(fù)用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在固定長度包中存儲可變長度包的設(shè)備。具體地說，本發(fā)明涉及一種在一個ATM連接中多路復(fù)用AAL型2短信元的設(shè)備。相關(guān)技術(shù)說明最近，各種類型的信息通過網(wǎng)絡(luò)被傳輸。但是，每一種通信業(yè)務(wù)要求的傳輸速率和質(zhì)量(延時，出錯率等)都不同。例如，傳輸音頻數(shù)據(jù)時，低的傳輸速率就足夠了，但是必須使延時盡可能地低。當傳輸運動圖象數(shù)據(jù)時，就同時要求有快的傳輸速率及低的延時。同時，當傳輸電子郵件和文件時，或傳輸控制信號時，對延時的要求就不是這么嚴格。ATM已成為處理提供如上所述的各種傳輸速率及質(zhì)量的統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)的普及技術(shù)。
ATM中，存儲于固定長度ATM信元中的信息被傳輸。一個信元由一個5字節(jié)的頭部和一個48字節(jié)的負載部分組成。路由信息等存儲在頭部，而要傳輸?shù)男畔⒋鎯υ谪撦d部分中。


圖1是CLAD的構(gòu)造圖。CLAD(信元裝配和分解單元)具有將要傳輸?shù)男畔⒋鎯υ贏TM信元中的功能，以及取出存儲在ATM信元中的信息并重新產(chǎn)生被傳輸?shù)男畔⒌墓δ堋?br> 圖1表示了CLAD的信元裝配部分。該CLAD由一個數(shù)據(jù)存儲緩沖器501，一個數(shù)據(jù)量監(jiān)測部分502，一個讀取控制部分503及一個ATM信元頭部裝配部分504組成。輸入數(shù)據(jù)按照它們的到達順序被存儲在數(shù)據(jù)存儲緩沖器501中。數(shù)據(jù)量監(jiān)測部分502監(jiān)測存儲在數(shù)據(jù)存儲緩沖器501中的數(shù)據(jù)量；當積累了足夠構(gòu)成一個信元的數(shù)據(jù)(例如48個字節(jié))時，將這一情況告知讀取控制部分503。當讀取控制部分503收到這一通知時，它將從數(shù)據(jù)存儲緩沖器501中讀取足夠構(gòu)成1個信元的數(shù)據(jù)；隨后ATM信元頭部裝配部分504給讀取的數(shù)據(jù)添加一個頭部以生成一個信元，隨后該信元被發(fā)出。
在應(yīng)用ATM的通信中，一般地，傳輸?shù)男畔⒋鎯υ贏TM信元負載中。傳輸ATM信元的連接由VPI/VCI標識。一個ATM信元存儲通過一個連接傳輸?shù)男畔ⅰ?br> 但是，在使用無線網(wǎng)絡(luò)的移動通信中，為了有效地利用通信波段，要傳輸?shù)男畔⒈粔嚎s；例如，信息可能以幾kb/s到幾十kb/s的低速率被傳輸。當將以這樣低的速率傳輸?shù)男畔⒈谎b配到ATM信元中時，信元裝配件的延時變大，從質(zhì)量的觀點來看這是不希望的。即，在通常的ATM中，如上所說明的一樣，只有當積累了一定量的信息時，要傳輸?shù)男畔⒉疟谎b配到一個ATM信元中，這樣如果以低速率傳輸該信息，則ATM信元發(fā)送之間的間隔就會變長，有時會導致延時。
目前，為了減少如上所述的延時，例如在ATM論壇或ITU-T中，已經(jīng)著手一些工作，使得在ATM信元中存儲稱為短信元的、只含有少量信息的可變長度包成為可能。
圖2概念地表示了這種處理，其中短信元被存儲在一個ATM信元的負載中。一個短信元由一個短信元頭部和一個短信元負載組成。短信元頭部包括一個用于識別該短信元的連接的CID(短信元連接識別符)，及一個指示該短信元的負載長度的LI(長度指示符)。
每個ATM信元的負載被存儲在一個或多個短信元中。每個ATM單元可存儲CID彼此不同的短信元。以這種方式在一個ATM信元中存儲CID彼此不同的短信元，即在一個ATM連接中發(fā)送CID彼此不同的短信元被稱為“短信元多路復(fù)用”。視短信元的長度及該短信元存儲的位置而定，一個短信元也可被分解并存儲在兩個ATM信元中。這一情況稱為“重疊”。
通過以這種方式在一個ATM連接中多路復(fù)用多個短信元，使得在低延時下以低的位速率傳輸信息以及充分應(yīng)用ATM連接成為可能。
為了構(gòu)造一個在ATM信元中存儲及傳輸短信元的系統(tǒng)，基本上在ATM網(wǎng)絡(luò)的每個虛擬連接(VC)中建立一個圖1所示的CLAD就足夠了。例如，如果在移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用這種系統(tǒng)，在一個在移動終端之間發(fā)送和接收無線信號的基站(局域站)中，在每個建立在該基站和接納該基站的交換站(ATM交換機)之間的虛擬連接中裝入一個CLAD?；靖鶕?jù)從移動終端接收到的信息生成短信元，隨后利用CLAD將該短信元存儲在一個ATM信元中，并通過一個ATM連接將該ATM信元發(fā)送給交換站。
一般地，在象移動通信網(wǎng)絡(luò)這樣的系統(tǒng)中有許多基站。于是，為了使系統(tǒng)的費用降低，就必須減少每個基站的費用。
但是，如果如上所述地在每個基站的每個ATM連接中安裝一個CLAD，則硬件的構(gòu)造將很大，于是將很難降低費用。為了解決這一問題，希望具有這樣一種構(gòu)造，其中可在一個設(shè)備的多個ATM連接中多路復(fù)用短信元。
另外，要求每個短信元具有不同的質(zhì)量。于是傳輸一個存儲短信元的ATM信元的ATM連接的質(zhì)量控制應(yīng)和正被傳輸?shù)亩绦旁馁|(zhì)量有關(guān)。但是，目前在ATM連接上多路復(fù)用短信元的技術(shù)仍在發(fā)展，還沒有建立。這樣，考慮到每個短信元的質(zhì)量，控制ATM連接質(zhì)量的技術(shù)也還沒有建立。
本發(fā)明的目的是提供一種在固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)(例如，ATM網(wǎng)絡(luò))中的一個虛擬連接上，有效地多路復(fù)用可變長度包(例如，AAL型2短信元)的設(shè)備。
本發(fā)明的短信元多路復(fù)用設(shè)備接納多個建立于固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)中的虛擬連接，并在該多個虛擬連接上多路復(fù)用短信元。該短信元多路復(fù)用設(shè)備包括下列單元一個識別接收的短信元將要向其發(fā)送的虛擬連接的識別單元。一個根據(jù)識別單元識別的虛擬連接存儲接收的短信元的存儲單元。一個按照預(yù)定的算法從多個虛擬連接中順序指定虛擬連接的指定單元。一個根據(jù)指定單元指定的虛擬連接，從存儲單元讀取短信元的讀取單元。一個將讀取單元讀取的短信元存儲在一個固定長度包中，并且隨后將存儲有該短信元的固定長度包發(fā)送給指定單元指定的虛擬連接的發(fā)送單元。
在如上描述的構(gòu)造中，即使短信元的識別符彼此不同，如果這些短信元被發(fā)送給一固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)中的同一個虛擬連接，這些短信元也都由該虛擬連接識別，并由存儲單元存儲。于是這種情況下，當該虛擬連接由指定單元指定時，短信元都是在相同的條件下從存儲單元中被讀出，并在該固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)的同一個虛擬連接上被多路復(fù)用。
此時，指定單元按照預(yù)定的算法從接納的多個虛擬連接中順序指定某一時刻的虛擬連接，這樣通過恰當?shù)卮_定算法，當短信元在多個虛擬連接上被多路復(fù)用時，效率得到優(yōu)化。
這樣，就建立了一個在接納多個虛擬連接的短信元多路復(fù)用設(shè)備中指定虛擬連接的指定單元，于是可以對多個虛擬連接實現(xiàn)多路復(fù)用處理。此外，如果在存儲短信元的存儲單元中應(yīng)用共享存儲器技術(shù)，那么為該短信元多路復(fù)用設(shè)備存儲的所有虛擬連接準備一個存儲器就足夠了，于是減少了硬件的數(shù)量。
圖1是CLAD的構(gòu)造圖；圖2概念地表示了將短信元存儲在ATM信元負載中的處理；圖3是應(yīng)用了本發(fā)明的短信元多路復(fù)用設(shè)備的一個實施例的系統(tǒng)的構(gòu)造圖；圖4A表示了短信元格式的一個例子；圖4B和4C表示了AAL-CU信元格式；圖5是本實施例的短信元多路復(fù)用設(shè)備的方框圖；圖6是短信元存儲部分的構(gòu)造圖；圖7是說明根據(jù)信元發(fā)送間隔計數(shù)法來指定VC的方法的原理圖；圖8是說明根據(jù)信用量法#1來指定VC的方法的原理圖；圖9是說明根據(jù)信用量法#2來指定VC的方法的原理圖；圖10是說明根據(jù)信元間隔確定法#1來指定ATM虛擬連接的方法的原理圖；圖11A和11B是說明根據(jù)信元間隔確定法#2來指定ATM虛擬連接的方法的原理圖；圖12是說明根據(jù)讀取間隔控制法來指定質(zhì)量類別的方法的原理圖；圖13是說明根據(jù)信用法#1來指定質(zhì)量類別的方法的原理圖；圖14是說明根據(jù)信用法#2來指定質(zhì)量類別的方法的原理圖；圖15是說明根據(jù)字節(jié)間隔法來指定質(zhì)量類別的方法的原理圖；圖16是本發(fā)明實施例的短信元多路復(fù)用設(shè)備的詳細構(gòu)造圖；圖17A和17B是質(zhì)量類別存儲存儲器的構(gòu)造圖；圖18表示了產(chǎn)生讀取地址的單元的構(gòu)造的一個例子；圖19表示了當檢測到重疊時執(zhí)行處理的單元的構(gòu)造的一個例子；圖20是為了在實踐中實現(xiàn)圖7所示的方法的VC指定控制部分的構(gòu)造圖；圖21是說明圖20所示的VC指定控制部分的操作的流程圖；圖22是為了在實踐中實現(xiàn)圖8所示的方法的VC指定控制部分的構(gòu)造圖；圖23是為了在實踐中實現(xiàn)圖9所示的方法的VC指定控制部分的構(gòu)造圖；圖24是為了在實踐中實現(xiàn)圖10所示的方法的VC指定控制部分的構(gòu)造圖；圖25A是利用絕對時間確定發(fā)送ATM信元的預(yù)期時間的方法的原理圖；圖25B是利用相對時間確定發(fā)送ATM信元的預(yù)期時間的方法的原理圖；圖26A和26B是表示VC指定方法的一個例子的圖；圖27A和27B是說明VC調(diào)度表的操作的圖；圖28A和28C是用來控制VC指定的存儲區(qū)的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖28B是計時器的構(gòu)造圖；圖29表示了VC指定控制部分中的一個特定存儲器結(jié)構(gòu)的一個例子；圖30到32是說明根據(jù)方法E指定VC號時，VC指定控制部分中的處理的流程圖(#1到#3)；及圖33是說明當建立一個ATM虛擬連接時，VC指定控制部分執(zhí)行的處理的流程圖。
本發(fā)明可被廣泛地應(yīng)用于可變長度包存儲在固定長度包中，并且通過一個應(yīng)用固定長度包的網(wǎng)絡(luò)傳送這些固定長度包的系統(tǒng)中；但是在本實施例中，我們把固定長度包解釋為ATM信元，可變長度包解釋為AAL型2短信元。
圖3是應(yīng)用本發(fā)明的短信元多路復(fù)用設(shè)備的一個實施例的系統(tǒng)的構(gòu)造圖。這里，我們把移動通信系統(tǒng)作為實施例來說明。當在移動通信系統(tǒng)中對音頻數(shù)據(jù)進行壓縮處理時，傳輸速率的數(shù)量級僅為幾個Kbps，但是另一方面對延時的要求是嚴格的。使用短信元的數(shù)據(jù)傳送適合于即使傳輸速率低也要使延時保持最低的業(yè)務(wù)。
圖3中，交換單元(ATM交換機)10根據(jù)存儲在那些ATM信元的頭部中的路由信息交換ATM信元。該交換單元10接納多個基站。
基站20通過向移動單元發(fā)送無線信號，及從移動單元接收無線信號來接納多個移動單元。基站20具有短信元裝配和分解單元21及多路復(fù)用單元22。短信元裝配和分解單元21根據(jù)發(fā)送自移動單元的數(shù)據(jù)產(chǎn)生短信元。多路復(fù)用單元22將短信元裝配和分解單元21產(chǎn)生的短信元存儲在ATM信元中，并將該ATM信元發(fā)送給交換單元10?；?0具有從接收自交換單元10的ATM信元中提取出短信元，隨后從這些短信元中提取出要發(fā)送給移動單元的信息，并將信息發(fā)送給相應(yīng)的移動單元的功能。
基站20和移動單元之間的每個連接由一個短信元連接識別符(CID)識別。在圖3所示的例子中，基站20和每個移動單元31到33的連接分別由CID#10,CID#12和CID#13識別。當連接建立時，這些短信元連接識別符由基站唯一地分配。
當短信元裝配和分解單元21根據(jù)發(fā)送自移動單元的數(shù)據(jù)生成短信元時，短信元連接識別符被添加給這些短信元。當多路復(fù)用單元22接收到這些短信元時，它檢測對應(yīng)于這些短信元的短信元連接識別符的VPI/VCI。VPI/VCI和這些短信元連接識別符之間的對應(yīng)關(guān)系是在呼叫被建立并在多路復(fù)用單元22中的一個表(該表在圖中未表示出)中注冊時確定的。這里，可使每個由VPI/VCI識別的虛擬連接對應(yīng)于一個或多個短信元連接識別符。即，多種類型的短信元可在每個ATM虛擬連接被多路復(fù)用。例如，“CID#10”識別的短信元和“CID#12”識別的短信元可在ATM虛擬連接VC#1被多路復(fù)用。
圖4A是表示短信元格式的圖?！癈ID”是短信元連接識別符。各個短信元由該CID識別?！癓I”是指示短信元負載長度的信息；其值從0到44。LI=0表示該短信元負載由一個字節(jié)構(gòu)成?！癠UI”是用戶識別符；分配了5個位給它?！癝-HEC”是短信元頭部錯誤控制；它生成的多項式是x5+x2+1。負載是存儲將要傳輸?shù)男畔⒌膮^(qū)域。
圖4B表示了一個存儲短信元的ATM信元(信元AAL-CU)的格式。該ATM頭部由VPI(虛擬路徑識別符)，VCI(虛擬通道識別符)，PTI(負載類型識別符)，CLP(信元丟失優(yōu)先度)及HEC(頭部錯誤控制)構(gòu)成。起始字段設(shè)定在負載的第一個字節(jié)。起始字段由偏移字段(OSF)，序列號(SN)和奇偶校驗組成，偏移字段(OSF)指示存儲短信元的區(qū)域的起始位置。偏移字段的值可被設(shè)定為0到47。OSF=0表示短信元被存儲在緊接著起始字段的區(qū)域中；OSF=47表示在該特定ATM信元中有很多短信元。序列號是模2；根據(jù)ATM信元被發(fā)送的順序，序列號被設(shè)定為“0”或“1”。對于由OSF和SN組成的7位，奇偶校驗是奇校驗。
圖4A所示的短信元存儲在ATM信元負載的第二個字節(jié)及隨后的字節(jié)中。這里，短信元是一個可變長度包。于是，當在一個ATM信元中存儲一個短信元時，如圖2所示，該短信元可被分解為兩部分或更多的部分，每個部分存儲在不同的ATM信元中。圖4B中，一個短信元的一部分和另一個短信元的全部被存儲在一個ATM信元負載中。這種情況下，指示第二個短信元的起始位置的信息是OSF。將ATM負載中未存儲數(shù)據(jù)的所有空白區(qū)域置為“0”。如果在一個ATM信元中存儲了多個短信元，那么這些多個短信元的短信元連接識別符可以彼此相同，也可以彼此不同。
當在基站20和交換單元10之間發(fā)送和接收ATM信元時，圖4B所示的ATM信元具有例如圖3所示的結(jié)構(gòu)。同時，交換單元10中，存儲短信元的ATM信元具有例如如圖4C所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。即，在交換單元10中，一個短信元被存儲在一個ATM信元中；沒有起始字段。當交換單元10將存儲在如圖4C所示的ATM信元中的短信元發(fā)送給基站20時，首先從該ATM信元中提取出該短信元；隨后將該短信元存儲在圖4B所示的ATM信元中，并被輸出到ATM傳輸路徑。這一處理由多路復(fù)用單元11執(zhí)行。
圖5是本實施例的短信元多路復(fù)用設(shè)備的方框圖。該設(shè)備對應(yīng)于圖3中的多路復(fù)用單元11或22。
短信元識別部分31根據(jù)到達的短信元的短信元連接識別符(下文稱作CID)，識別出標識該到達的短信元的質(zhì)量類別，及識別在其上傳輸該短信元的ATM虛擬連接的信息。識別ATM虛擬連接的信息實際上是VPI/VCI或VCI，但是在下面將其稱為VC號。VC號識別該短信元多路復(fù)用設(shè)備接納的多個ATM虛擬連接。CID和質(zhì)量類別之間的對應(yīng)關(guān)系，及CID和VC號之間的對應(yīng)關(guān)系是在呼叫被建立時，由終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)商確定的；并且在該短信元多路復(fù)用設(shè)備中被注冊。安裝在交換單元10中的多路復(fù)用單元11根據(jù)圖4C所示的ATM信元生成圖4B所示的ATM信元，于是在圖4C所示的ATM信元被接收時，CID和VC號之間的對應(yīng)關(guān)系被識別出。從而該多路復(fù)用單元11從CID和VC號的組合中識別出該短信元的質(zhì)量。另外，如果接收到的短信元的CID未注冊，則短信元識別部分31放棄掉該短信元。
短信元存儲部分32是，例如一個半導體存儲器；它按照短信元寫入部分33的指令暫時存儲到達的短信元。短信元寫入部分33根據(jù)到達的短信元的VC號及質(zhì)量類別將各個到達的短信元寫入短信元存儲部分32。
VC指定部分34根據(jù)預(yù)定的處理順序確定ATM信元應(yīng)被向其發(fā)送的ATM虛擬通道，并輸出識別該ATM虛擬通道的VC號。讀取順序控制部分35根據(jù)預(yù)定的處理順序確定應(yīng)從短信元存儲部分32中讀取的短信元的質(zhì)量類別。短信元讀取部分36根據(jù)VC指定部分34和讀取順序控制部分35的指令一次從短信元存儲部分32中讀取一個短信元，并將該短信元輸出。從短信元存儲部分32讀取的短信元被存儲在ATM信元負載中，并且隨后將一個ATM頭部添加給該ATM負載，以產(chǎn)生一個ATM信元。隨后這個ATM信元被發(fā)送給VC指定部分34指定的ATM虛擬連接。
圖6是短信元存儲部分的結(jié)構(gòu)圖。短信元存儲部分32具有一個用于每個ATM虛擬連接(即，每個VC號)的緩沖區(qū)。此外，每個ATM虛擬連接的緩沖區(qū)具有一個用于每個質(zhì)量控制類別的緩沖區(qū)。這些緩沖區(qū)分別是FIFO存儲器。用于每個ATM虛擬連接及每個質(zhì)量類別的緩沖區(qū)是一個邏輯分區(qū)的存儲區(qū)；例如，該區(qū)域可存在于一個半導體存儲元件中。
當短信元到達短信元多路復(fù)用設(shè)備時，根據(jù)存儲在短信元頭部中的CID，識別出該短信元的VC號和質(zhì)量類別，并且將該短信元寫入短信元存儲部分32中對應(yīng)于其VC號及質(zhì)量類別的指定區(qū)域中。同時，當從短信元存儲部分32讀取短信元時，是從對應(yīng)于VC指定部分34指定的VC號及讀取順序控制部分35指定的質(zhì)量類別的區(qū)域中讀取該短信元的。
下面，我們來說明VC指定部分34的基本操作。如上所述，VC指定部分34根據(jù)預(yù)定的順序確定ATM信元應(yīng)發(fā)送給的ATM虛擬通道，并輸出一個識別確定的ATM虛擬通道的VC號。因此，這里我們概略地說明一下指定ATM虛擬連接的方法。本實施例中，規(guī)定了下述5種指定ATM虛擬連接的方法。方法A對每個ATM虛擬連接的信元發(fā)送間隔計數(shù)(信元發(fā)送間隔計數(shù)法)圖7說明了根據(jù)信元發(fā)送間隔計數(shù)法指定ATM虛擬連接的方法的原理。本方法中，為每個ATM虛擬連接事先規(guī)定ATM信元應(yīng)被發(fā)送的時間間隔。該時間間隔和ATM傳輸路徑的傳輸速率有關(guān)，單位時間相應(yīng)于發(fā)送ATM信元時分配給每個ATM信元的一個時隙。下面將該單位時間稱為“1信元時間”。另外，為了計數(shù)每次向每個ATM虛擬連接發(fā)送ATM信元之后逝去的時間，安裝一個信元間隔計數(shù)器。在每個指定時間(每一次經(jīng)過“1信元時間”)之后，讀取每個信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值，并將這些計數(shù)值和對于各個ATM虛擬連接預(yù)定的發(fā)送間隔比較。這時，如果存在一個讀取的計數(shù)值等于或大于預(yù)定發(fā)送間隔的信元間隔計數(shù)器，那么就輸出一個識別對應(yīng)于該信元間隔計數(shù)器的ATM虛擬連接的VC號。該VC號用來從為每個ATM虛擬連接建立的多個緩沖區(qū)(見圖6)中指定一個緩沖區(qū)。
當VC指定部分34這樣指定一個VC號時，就從短信元存儲部分32中對應(yīng)于該指定VC號的緩沖區(qū)中讀取一個或多個短信元。讀取出的短信元被存儲在一個ATM信元中，并被發(fā)送給對應(yīng)于該指定VC號的ATM虛擬連接。
每經(jīng)過一個信元時間，各個信元計數(shù)器值加1。另外，對應(yīng)于該指定VC號的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值被更新為“當前計數(shù)值——為該ATM虛擬連接預(yù)定的信元發(fā)送間隔”。另外，如果在多個ATM虛擬連接中已達到應(yīng)讀取短信元的狀態(tài)，那么根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先權(quán)順序，選擇其中的一個ATM虛擬連接，并且對應(yīng)于該ATM虛擬連接的VC號被指定。
現(xiàn)在我們來說明圖7所示的實施例。這里有3個ATM虛擬連接(VC#1,VC#2和VC#3)，并且ATM虛擬通道各自的ATM信元發(fā)送時間被預(yù)定為“3”,“5”和“2”。另外，為每個ATM虛擬連接設(shè)立的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值在時間1都被重置為0。
各信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值隨時間增加，這樣在時間3時，計數(shù)值為“2”。此時，對應(yīng)于VC#3的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值等于對VC#3預(yù)定的信元發(fā)送間隔。當檢測到這一事實時，VC指定部分34輸出“#3”作為VC號。
接下來，在時間4，對應(yīng)于VC#1和VC#2的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值都變?yōu)椤?”。同時，對應(yīng)于VC#3的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值減去發(fā)送間隔的設(shè)定值“2”，變?yōu)椤?”。這時，對應(yīng)于VC#1的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值等于為VC#1預(yù)定的信元發(fā)送間隔。當檢測到這一事先時，VC指定部分34輸出“#1”作為VC號。
在時間5，各個信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值都小于各自的為每個ATM虛擬連接設(shè)定的發(fā)送間隔。因此，在時間5,VC指定部分34不作任何指定。
接下來，在時間6，信元間隔計數(shù)器VC#2和VC#3的計數(shù)值等于或大于各自被設(shè)定的發(fā)送間隔。這樣，如果對應(yīng)于多個ATM虛擬連接的信元間隔計數(shù)器的計數(shù)值分別等于或大于相應(yīng)的發(fā)送間隔設(shè)定值，那么就根據(jù)ATM虛擬連接預(yù)定的優(yōu)先權(quán)順序指定VC號。圖7中，最高優(yōu)先權(quán)給了VC#1；而VC#3的優(yōu)先權(quán)設(shè)定為最低。
短信元讀取部分36按照VC指定部分34逐一指定的VC號從短信元存儲部分32中讀取短信元。即，當“#3”被指定為VC號時，短信元讀取部分36從短信元存儲部分32中對應(yīng)于VC#3的緩沖區(qū)中讀取1個或多個短信元；當“#1”被指定時，從對應(yīng)于VC#1的緩沖區(qū)中讀取1個或多個短信元。隨后從對應(yīng)于VC#3的緩沖區(qū)中讀取的短信元被存儲在ATM信元中，并被發(fā)送給ATM虛擬連接VC#3；從對應(yīng)于VC#1的緩沖區(qū)中讀取的短信元被存儲在ATM信元中，并被發(fā)送給ATM虛擬連接VC#1。
這里，各個短信元按照它要被發(fā)送給的ATM虛擬連接被存儲在相應(yīng)的緩沖區(qū)中。即，即使在短信元的CID彼此不同的情況下，它們也可被存儲在短信元存儲部分32的同一緩沖區(qū)中。因此，CID彼此不同的短信元在同一個ATM虛擬連接上被多路復(fù)用。
在VC指定部分34不作任何指定的情況下，如在圖7的例子中的時間5一樣，短信元讀取部分36就不從短信元存儲部分32讀取短信元。這樣，短信元多路復(fù)用設(shè)備向ATM傳輸路徑發(fā)送空信元。
這樣，在信元發(fā)送間隔計數(shù)法中，不必預(yù)定讀取順序模式，并且該方法足以為每個ATM虛擬連接指定讀取ATM信元的間隔；為初始設(shè)定及為添加或刪除一個ATM虛擬連接所需要進行的操作都很簡單。但是，該方法對于每個ATM虛擬連接必須需要一個計數(shù)信元間隔的計數(shù)器，因此當ATM傳輸路徑上有許多ATM虛擬連接時，硬件的規(guī)模增大了。方法B信用量法#1圖8說明了根據(jù)信用量法#1指定ATM虛擬連接的方法的原理。在本方法中，預(yù)先確定每個ATM虛擬連接的“信用量”。信用量是一個指定在一定時間段內(nèi)應(yīng)發(fā)送的ATM信元數(shù)的值。因此，通過指定每個ATM虛擬連接的信用量，確定了發(fā)送的ATM信元數(shù)目和ATM虛擬連接數(shù)目的比率。在信用量法#1中，短信元多路復(fù)用單元對每個ATM信元發(fā)送時間，比較每個ATM虛擬連接的信用量；逐一指定對應(yīng)于具有最大值(最高信用量)的ATM虛擬連接的VC號。
下面我們來說明圖8所示的實施例。在信用量法中，將預(yù)先確定的值設(shè)定為每個ATM虛擬連接的信用量。這里，分別將“3”,“2”和“1”設(shè)定為VC#1到VC#3的信用量。在每個ATM信元發(fā)送時間比較每個ATM虛擬連接的信用量，并且指定對應(yīng)于信用量值最大的ATM虛擬連接的VC號。此時，對應(yīng)于指定的VC號的信用量值減1。
例如，當VC#1到VC#3的信用量分別是“3”,“2”和“1”時，“#1”被指定為VC號。其結(jié)果是VC#1到VC#3的信用量分別變?yōu)椤?”,“2”和“1”。接下來類似地，選擇這3個信用量中值最大的ATM虛擬連接。但是，此時VC#1的信用量和VC#2的信用量相同。這種情況下，就遵循ATM虛擬連接中預(yù)定的優(yōu)先權(quán)順序。這里，VC#1的優(yōu)先權(quán)最高，“#1”被指定為VC號。其結(jié)果是VC#1到VC#3的信用量分別變?yōu)椤?”,“2”和“1”。再一次類似地，選擇這3個信用量中值最大的ATM虛擬連接。這樣，“#2”被指定為VC號。接著，按照類似的方法，每次指定一個VC號，直到ATM連接的信用量都為0為止。隨后，當所有的信用量變?yōu)?或更小時，將初始設(shè)定值加入到每個ATM虛擬連接的信用量的當前值中。于是，VC#1到VC#3的信用量分別回到“3”,“2”和“1”。
類似于信元發(fā)送間隔計數(shù)法的情況，短信元讀取部分36按照VC指定部分34逐一指定的VC號從短信元存儲部分32中讀取短信元。
在上述的信用量法中，VC指定控制僅僅通過設(shè)定每個ATM虛擬連接的信用量值來實現(xiàn)，于是即使增加或刪除一個ATM虛擬連接，也可容易地重建系統(tǒng)。但是在某一給定ATM虛擬連接的信用量遠遠大于其它ATM虛擬連接的信用量的情況下，存在在某一時間段內(nèi)ATM信元只發(fā)送給該給定ATM虛擬連接，而不發(fā)送給其它ATM虛擬連接，從而導致ATM虛擬連接之間不平衡的危險。方法C信用量法#2圖9說明了圖8所示方法B的變形。在圖9所示的方法中，取出信用量值大于某一門限值(圖9中為0)的ATM虛擬連接，隨后從這些取出的ATM虛擬連接中每次一個地逐一指定ATM虛擬連接。例如，如果VC#1到VC#3的信用量值分別為“3”,“2”和“1”，對應(yīng)于所有這3個ATM虛擬連接的信用量值都大于門限值，于是VC指定部分34按照“#1”,“#2”,“#3”的順序指定VC號。當這樣指定VC號后，VC#1到VC#3的信用量值分別減1變?yōu)椤?”,“1”和“0”。這種情況下，只有VC#1和VC#2的信用量值大于門限值，于是VC指定部分34按照“#1”和“#2”的順序?qū)⑵渲付閂C號。之后，當在下一步中“#1”被指定為VC號后，所有的信用量變?yōu)?，和圖8所示的方法一樣，將設(shè)定值加入到對應(yīng)于所有這些ATM虛擬連接的信用量中。
和圖8所示的方法B比較，本方法消除了爆發(fā)式發(fā)送ATM信元的傾向。方法D信元間間隔指定法#1圖10說明了根據(jù)信元間間隔指定法#1來指定ATM虛擬連接的方法的原理。在本方法中，另外設(shè)定存儲器的一個區(qū)域來存儲預(yù)期的在每個ATM虛擬連接上發(fā)送下一個ATM信元的時間。此外，預(yù)先設(shè)定將輸出線波段分配給在該輸出線上建立的每個ATM虛擬連接時的波段比例。另外，根據(jù)該波段比例，以1個信元時間為單位，事先計算在每個ATM虛擬連接上從某一時間發(fā)送每個ATM信元時起，直到開始發(fā)送下一個ATM信元時的時間間隔。隨后，當在某一ATM虛擬連接上發(fā)送一個ATM信元時，根據(jù)對該ATM虛擬連接計算得到的間隔計算預(yù)期的發(fā)送下一個ATM信元的時間。
每經(jīng)過1個信元時間，VC指定部分34將當前時間和每個ATM虛擬連接的預(yù)期發(fā)送時間作比較。如果存在一個ATM虛擬連接，當前時間到達它的預(yù)期發(fā)送時間，那么通過發(fā)送該ATM虛擬連接的VC號來指定該虛擬連接。
每個ATM虛擬連接的信元間隔按下式計算。
信元間隔=(1-波段比例)/波段比例例如，在150M傳輸路徑中，如果將75M分配給某一ATM虛擬連接，VC波段比例(band ratio)為0.5。這樣，該ATM虛擬連接的信元間隔為“1”。
圖10中，ATM虛擬連接VC#1和VC#2的波段比例分別為“0.5”和“0.2”。這樣，VC#1和VC#2的信元間隔分別為“1”和“4”。這樣，基本上在VC#1，當前時間在每2個信元間隙里超過預(yù)期發(fā)送時間，而在VC#2，當前時間在每5個信元間隙里超過預(yù)期發(fā)送時間，于是VC指定部分34對每2個信元間隙指定VC#1，對每5個信元間隙指定VC#2。如果在某一時間，當前時間超過多個ATM虛擬連接的預(yù)期發(fā)送時間，那么就根據(jù)預(yù)先確定的優(yōu)先權(quán)順序指定一個ATM虛擬連接，在下一個及其后的時間指定其它的ATM虛擬連接。
同樣也可有這樣的方法，其中不確定波段比例，而直接確定信元發(fā)送間隔。這樣就不必進行前述的計算，于是可縮短處理時間。方法E信元間隔指定法#2在如上所述的方法D中，為每個ATM虛擬連接存儲預(yù)期的信元發(fā)送時間。另一方面，在下面描述的方法E中，為每個ATM信元發(fā)送時間建立一個VC調(diào)度表；當在某一ATM虛擬連接上發(fā)送一ATM信元時，在發(fā)送該ATM信元時，計算在同一ATM虛擬連接上下一個ATM信元的預(yù)期發(fā)送時間，并將對應(yīng)于該ATM虛擬連接的VC號存儲在對應(yīng)于該預(yù)期時間的VC調(diào)度表中。這一VC調(diào)度表的作用基本上和一個FIFO或一個隊列的作用相同。
在每個ATM信元發(fā)送時間，存儲在對應(yīng)于該時間的VC調(diào)度表中的第一個VC號被讀取。該VC號是VC指定部分34的輸出。如果在某一時刻讀取一個VC號，在同一時刻另一個VC號保留在對應(yīng)于該時刻的VC調(diào)度表中，則保留的VC號被移動到對應(yīng)于下一時刻的調(diào)度表中。
圖11A說明了根據(jù)信元間隔指定法#2指定ATM虛擬連接的方法的原理。這里，表示了ATM虛擬連接的多路復(fù)用數(shù)目為64的情況。在本方法中，如圖11B所示，VC指定部分34具有一個時間管理表，其中存儲了各個ATM虛擬連接的下一個預(yù)期的ATM信元發(fā)送時刻，及一個信元間隔管理表，其中設(shè)定了各個ATM虛擬連接的信元發(fā)送間隔。信元間隔管理表是預(yù)先設(shè)定的。每次讀取一個VC號，就在時間管理表中更新對應(yīng)于讀取的VC號的值(預(yù)期的發(fā)送時刻)。
下面參考圖11A和11B來說明本方法的處理過程。1．從調(diào)度表中讀取一個對應(yīng)于給定時間的VC號。例如，在時間4“VC#2”被讀取。讀取的VC號就成為由VC指定部分34指定的VC號。在讀取“VC#2”之后，“VC#1”保留在對應(yīng)于時間4的調(diào)度表中；該保留的VC號被移動到時間5的調(diào)度表中。2．以在上面的步驟1中讀取的VC號作為索引，訪問時間管理表及信元間隔管理表。3．根據(jù)步驟2中讀取的數(shù)據(jù)計算“預(yù)期發(fā)送時間+信元發(fā)送間隔”，并將計算結(jié)果作為“下一個預(yù)期發(fā)送時間”。在圖11B所示的例子中，VC#2的發(fā)送間隔是“10”，于是計算得到4.7+10=14.7。4．將在步驟3中計算得到的下一個預(yù)期發(fā)送時間存儲在時間管理表中。5．將讀取的VC號存儲在對應(yīng)于在上面的步驟3中計算得到的下一個預(yù)期發(fā)送時間的整數(shù)部分值的調(diào)度表中。在圖11A所示的例子中，“VC#2”被存儲在對應(yīng)于時間14的調(diào)度表中。
在如上所述的VC號讀取處理中，當為某一ATM虛擬連接計算下一個預(yù)期發(fā)送時間時，如果當前時間已經(jīng)超過了該預(yù)期時間，那么就將當前時間之后最先的可能時間設(shè)定下一個預(yù)期時間。
這樣，借助于前述方法A到E中的一個方法，VC指定部分34為每個ATM信元發(fā)送時間指定了一個VC號。但是，如果在某一時間，ATM虛擬連接不能發(fā)送ATM信元，那么VC指定部分34在該時間就不作任何指定。
接下來，我們來說明讀取順序控制部分35的基本操作。讀取順序控制部分35指定將在由VC指定部分34指定的ATM虛擬連接上多路復(fù)用的短信元的質(zhì)量類別。即，本實施例的多路復(fù)用設(shè)備具有這樣的構(gòu)造，當VC指定部分34指定某一ATM虛擬連接時，一個ATM信元被發(fā)送給該虛擬連接；但是讀取順序控制部分35為了確定應(yīng)存儲在該ATM信元中的短信元，指定了一個質(zhì)量類別。當指定了一個質(zhì)量類別時，短信元讀取部分36就從對應(yīng)于先前指定的VC號的多個緩沖區(qū)中對應(yīng)于該指定質(zhì)量類別的緩沖區(qū)中讀取短信元。本實施例中，提供了下述的4種指定質(zhì)量類別的方法。方法a讀取間隔控制法本方法基本上和圖7所示的指定ATM虛擬連接的方法A相同。圖12表示了根據(jù)讀取間隔控制法來指定質(zhì)量類別的方法的原理。本方法不考慮每個短信元的長度，因此控制簡單，但是存在不能精確地控制每個質(zhì)量類別的情況。方法b信用量法#1
本方法基本上和圖8所示的指定ATM虛擬連接的方法B相同。但是，在本方法中為每個質(zhì)量類別分別設(shè)定信用量。這時，設(shè)定的信用量的單位是字節(jié)數(shù)。另外，通過設(shè)定某一質(zhì)量類別，如果從對應(yīng)于該質(zhì)量類別的緩沖區(qū)中讀取了一個短信元，那么就從該質(zhì)量類別的的信用量中減去該短信元的長度。圖13表示了根據(jù)信用量法#1來指定質(zhì)量類別的方法的原理。方法c信用量法#2本方法基本上和圖9所示的指定ATM虛擬連接的方法C相同。但是，信用量的設(shè)定方法和計算方法與上述的方法b相同。圖14表示了根據(jù)信用量法#2來指定質(zhì)量類別的方法的原理。方法d字節(jié)間隔法本方法基本上和圖10所示的指定ATM虛擬連接的方法D相同。但是，在本方法中，為每個質(zhì)量類別分別設(shè)定波段比例。圖15表示了根據(jù)字節(jié)間隔法來指定質(zhì)量類別的方法的原理。
申請本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)申請了一項和讀取順序控制部分35有關(guān)的專利(日本專利申請(TOKUGANHEI)No.09-247091，申請日1997年9月11日)。參考該專利申請以便了解讀取順序控制部分35的構(gòu)造和操作的詳細情況。
下面我們來說明本發(fā)明的多路復(fù)用單元的構(gòu)造和操作的詳細情況。
圖16是本實施例的短信元多路復(fù)用單元的詳細構(gòu)造圖。這里，作為已到達的短信元多路復(fù)用的目標的ATM虛擬連接的數(shù)目為5；另外為每個短信元設(shè)定3個可能的質(zhì)量類別中的這個或那個。
識別符鎖存部分41根據(jù)它是安裝在多路復(fù)用單元22中還是安裝在多路復(fù)用單元11中而具有不同的構(gòu)造。如果將它安裝在多路復(fù)用單元22中，那么當一個短信元到達時，識別符鎖存部分41為了識別該短信元所屬的質(zhì)量類別，鎖存存儲在該短信元頭中的CID。另一方面，如果將它安裝在多路復(fù)用單元11中，每個短信元被處理成圖4C所示的數(shù)據(jù)格式，于是識別符鎖存部分41鎖存存儲在該短信元頭部中的CID以及圖4C所示的ATM信元的VPI/VCI。
質(zhì)量類別存儲存儲器42存儲表示每個短信元所屬質(zhì)量類別的信息。和識別符鎖存部分41相似，質(zhì)量類別存儲存儲器42的構(gòu)造也根據(jù)它是安裝在多路復(fù)用單元22中還是安裝在多路復(fù)用單元11中而不同。如果將質(zhì)量類別存儲存儲器42安裝在多路復(fù)用單元22中，那么如圖17A所示，就應(yīng)用CID作為索引存儲對應(yīng)于CID的質(zhì)量類別和VC號。這種對應(yīng)關(guān)系的確定是在，例如呼叫建立的時候完成的。即，各個短信元連接的質(zhì)量，在呼叫建立的時候由終端和ATM網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)商確定。另外，各個短信元連接和應(yīng)多路復(fù)用該短信元連接的ATM虛擬連接之間的對應(yīng)關(guān)系也在呼叫建立的時候，由終端和ATM網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)商確定。
同時，如果將質(zhì)量類別存儲存儲器42安裝在多路復(fù)用單元11中，那么如圖17B所示，它以CID和VPI/VCI的組合作為索引存儲對應(yīng)于每個CID的質(zhì)量類別。這種對應(yīng)關(guān)系在呼引建立的時候被確定。
從而，當一個短信元到達短信元多路復(fù)用設(shè)備時，以該短信元的CID(或CID+VPI/VCI)作為索引搜索質(zhì)量類別存儲存儲器42，識別出該短信元的質(zhì)量類別。與此同時，識別在其上該短信元要被多路復(fù)用的ATM虛擬連接的VC號也被檢測出。隨后將識別出的質(zhì)量類別和VC號通知給寫入控制部分43。
在該短信元多路復(fù)用設(shè)備中，為接納的每個ATM虛擬連接建立一個緩沖存儲器以便存儲到達的短信元。這里，分別對應(yīng)于ATM虛擬連接VC#1到VC#5建立緩沖存儲器44-1到44-5。此外，每個緩沖存儲器44-1到44-5分別由為每個質(zhì)量類別分別建立的存儲器45-1到45-3組成。每個存儲器45-1到45-3都分別具有一個寫入指針(WP)和讀取指針(RP)。寫入指針是下一個短信元將要被寫入的寫入地址。讀取指針是從該處讀取下一個短信元的地址。
讀取控制部分43按照到達的短信元的質(zhì)量類別和VC號將這些短信元寫入FIFO存儲器中。例如，如果到達的短信元將要被輸出到的ATM虛擬連接是VC#1，并且該短信元的質(zhì)量類別是“類別1”，則寫入控制部分43將該短信元寫入緩沖存儲器44-1中的存儲器45-1中。存儲器寫入地址由寫入指針識別。于是，如果已經(jīng)寫入了另一個短信元，則將下一個短信元寫入寫入指針指示的地址域中。
從緩沖存儲器44-1到44-5讀取短信元的處理可簡單地概述如下。1．讀取處理的開始要和信元裝配時間配合。信元裝配時間是該短信元多路復(fù)用設(shè)備裝配每個短信元并將其發(fā)送出去的時間。信元裝配時間和在建立于該短信元多路復(fù)用設(shè)備接納的ATM虛擬連接上的傳輸路徑上傳輸信元幀信號的時間同步。當輸入一個裝配時間信號時，VC指定控制部分46就指定一個識別ATM信元將要被發(fā)送給的ATM虛擬連接的VC號；另外，順序指定控制部分47指定要讀取的短信元的質(zhì)量類別。2．從存儲器中讀取對應(yīng)于指定VC號和質(zhì)量類別的短信元。3．當讀取一個短信元之后，系統(tǒng)判斷在存儲該短信元的ATM信元的負載中是否還保留有空白部分；如果有空白部分，則要順序指定控制部分47發(fā)出一個請求，以指定將要讀取的下一個短信元的質(zhì)量類別。當從順序指定控制部分47接收到下一個質(zhì)量類別說明時，按照該說明讀取一個短信元。這時，VC指定控制部分46不指定下一個VC號。于是，不改變在其上多路復(fù)用讀取的短信元的ATM虛擬連接。重復(fù)這一操作直至在ATM信元負載上不再存在空白部分為止。4．在上述步驟3中，如果從存儲器中讀取的短信元的長度總和等于或大于ATM信元負載長度，則將該ATM信元發(fā)送到對應(yīng)于VC指定控制部分46指定的VC號的ATM虛擬連接上。這時，如果從FIFO存儲器中讀取的短信元的長度總和大于ATM信元負載長度，并且不是所有的短信元都能夠在該ATM信元負載中被多路復(fù)用，則保存不能被多路復(fù)用的數(shù)據(jù)(最后讀取的短信元的一部分)以便存儲在下一個ATM信元中。
圖16中，從短信元存儲存儲器(緩沖存儲器44-1到44-5)讀取的短信元數(shù)據(jù)由選擇器49(SEL1)多路復(fù)用到一路徑上。用于選擇器49的選擇信號是讀取短信元時使用過的VC號和質(zhì)量類別的組合。
長度信息鎖存部分50鎖存存儲在選擇器49輸出的每個短信元的頭部中的長度信息LI，并將長度信息通知給讀取控制部分48。ATM信元頭部裝配部分51產(chǎn)生一個包括有對應(yīng)于VC指定控制部分46指定的VC號的VPI/VCI的ATM頭部。ATM信元頭部裝配部分51輸出產(chǎn)生的ATM頭部；隨后，通過用適當?shù)臅r間控制選擇器52(SEL2)，以便輸出對應(yīng)于該ATM信元頭部的短信元數(shù)據(jù)，從而將ATM信元發(fā)送給VC指定控制部分46指定的ATM虛擬連接。這時輸出的ATM信元具有如圖4B所示的數(shù)據(jù)構(gòu)造。在圖16中，省略了圖4B所示的存儲起始字段的功能。
下面，我們來說明從短信元存儲存儲器(緩沖存儲器44-1到44-5)中讀取短信元的處理的詳細情況。VC指定控制VC指定控制部分46按照參考圖7到圖11A和11B說明的方法A到E指定對應(yīng)于ATM虛擬連接的VC號，該ATM虛擬連接是在每個發(fā)送ATM信元的時間ATM信元要發(fā)送到的ATM虛擬連接。隨后VC指定控制部分46將VC號通知給順序指定控制部分47，讀取控制部分48和ATM信元頭部裝配部分51。下面將討論VC指定控制部分46的詳細構(gòu)造和操作。質(zhì)量類別指定法質(zhì)量類別指定由順序指定控制部分47執(zhí)行。順序指定控制部分47接收VC指定控制部分46指定的VC號，并指定要在對應(yīng)于該VC號的ATM虛擬連接上多路復(fù)用的短信元的質(zhì)量類別。質(zhì)量類別的指定和當存在來自讀取控制部分48的指定請求時的情況類似。參考圖12到圖15說明了指定質(zhì)量類別的方法；更詳細的說明參見日本專利申請(TOKUGANHEI)No.09-247091。讀取控制部分讀取控制部分48按照VC指定控制部分46指定的VC號和順序指定控制部分47指定的質(zhì)量類別，從對應(yīng)的FIFO存儲器中讀取1個短信元。FIFO存儲順讀取地址從對應(yīng)于該FIFO存儲器的讀取指針中尋找。
圖18表示了產(chǎn)生讀取地址的單元的構(gòu)造的一個例子。該單元具有選擇器61。緩沖區(qū)44-1到44-5中對應(yīng)于每個FIFO存儲器的讀取指針被輸入到選擇器61中。用于選擇器61的選擇信號是VC指定控制部分46指定的VC號和順序指定控制部分47指定的質(zhì)量類別的組合。通過用該選擇信號控制選擇器61得到想要的讀取地址。例如，如果“VC號=#1”和“質(zhì)量類別=1”作為選擇信號被輸入，選擇器61輸出對應(yīng)于緩沖存儲器44-1的FIFO存儲器的讀取指針作為讀取地址。該VC號成為用于選擇器61的選擇信號(短信元存儲存儲器的選擇信號)的上一級地址，而該質(zhì)量類別號成為該選擇信號的下一級地址。
一個短信元是一個可變長度包。于是，當在ATM信元中存儲短信元時，必須識別出每個短信元的長度，并根據(jù)該長度信息判斷是否下一個短信元也可被存儲在該ATM信元中。下面說明了用來作出這一判斷的方法。
如圖4A所示，每個短信元的長度在該信元的頭部中表示為LI。當從緩沖區(qū)讀取每個短信元時，由長度信息鎖存部分50檢測這一長度信息；并通知給讀取控制部分48。這樣使得讀取控制部分48識別出從緩沖存儲器中讀取的短信元中的字節(jié)數(shù)。
每次從緩沖存儲器中讀取的短信元被存儲在ATM信元負載中，讀取控制部分48檢測該負載中剩余區(qū)域的字節(jié)數(shù)，并通過從檢測的字節(jié)數(shù)中減去短信元中的字節(jié)數(shù)來計算剩余的字節(jié)數(shù)。如果ATM信元負載中剩余區(qū)域的字節(jié)數(shù)大于0，則判斷下一個短信元可被寫入該ATM信元負載中，并請求順序指定控制部分47指定下一個質(zhì)量類別。同時，如果計算得到的剩余字節(jié)數(shù)為負，對應(yīng)于該負值的字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)(最后讀取的短信元的一部分)由未存儲在該ATM信元負載中的數(shù)據(jù)組成，于是將這些數(shù)據(jù)和字節(jié)數(shù)及質(zhì)量類別一起保留。隨后，當產(chǎn)生下一個和該ATM信元一樣被發(fā)送給相同虛擬連接的ATM信元時，短信元未被存儲在前一個ATM信元負載中的部分被安排在從下一個ATM信元的負載開端開始的部分中(除了起始字段之外)。當ATM信元負載中的剩余字節(jié)數(shù)剛好為0，則不作任何處理。
圖19表示了當檢測到重疊時，執(zhí)行處理的單元的構(gòu)造的一個例子。這里，認為短信元頭部由3個字節(jié)構(gòu)成。如果假定短信元頭部由3個字節(jié)構(gòu)成，則從緩沖存儲器讀取的短信元的長度為LI+3。這里LI是表示短信元負載長度的參數(shù)。注意在本專利申請的說明書中，為了簡化說明，認為短信元長度為LI+3，但是在ITU-T的I363.2中，規(guī)定“LI=0表示1個字節(jié)的負載長度”。于是，如果按照ITU-T的建議一樣使用LI值，則“短信元長度”為LI+3+1。
另外，如果存儲在先前讀取的ATM信元的負載中的字節(jié)總數(shù)為SB，并且如果認為自前一個信元的重疊(當存在重疊的時候)為OVL，則在包括當前短信元的ATM負載中存儲的字節(jié)數(shù)的總SB可如下表示。注意“重疊”是一個短信元的一部分被存儲在一個ATM信元中，而該短信元的剩余部分被存儲在另一個ATM信元中的情況。
SB=SB+LI+3+OVL(字節(jié))如果認為ATM信元負載由47個字節(jié)組成，那么當由上述公式計算得到的SB小于47時，則意味著在該負載中還有空白部分，于是向順序指定控制部分47發(fā)出一個說明請求。當SB剛好為47時，意味著當前的短信元布局剛好使負載中的空白字節(jié)數(shù)為0，于是不作任何處理。如果SB超過47，則意味著由于安排這一短信元而產(chǎn)生重疊，則保留最近在先讀取的短信元的質(zhì)量類別號直到下一次讀取的時間為止。重疊的字節(jié)數(shù)計算為SB-47，并將其保留為OVL值。隨后將該短信元未能存儲在該ATM信元中的部分安排到下一個ATM信元負載的開始。當開始裝配一個新的ATM信元時，重新設(shè)置總的字節(jié)數(shù)SB。
下面，我們來詳細說明VC指定控制部分46的構(gòu)造和操作。圖20是為了實現(xiàn)圖7所示的方法A的VC指定控制部分的構(gòu)造圖。圖21是說明圖20所示的VC指定控制部分的操作的流程圖。這里，存儲短信元的ATM信元要被發(fā)送給的ATM虛擬連接是3個(VC#1到VC#3)；它們的優(yōu)先權(quán)順序是#1-#2-#3。為VC#1到VC#3預(yù)定的讀取間隔分別為3,5,2。這些設(shè)置分別存儲在讀取間隔設(shè)置寄存器71-1到71-3中，單位為分配給1個ATM信元的時隙。
該VC指定控制部分具有用于計數(shù)每個ATM虛擬連接的時間的計數(shù)存儲器72-1到72-3。計數(shù)存儲器72-1到72-3中的計數(shù)值每次分別加1，每次發(fā)送一個ATM信元。
減法器73-1到73-3分別從設(shè)定在讀取間隔設(shè)置寄存器71-1到71-3中的設(shè)置值中，減去存儲在計數(shù)存儲器72-1到72-3中的計數(shù)值以產(chǎn)生Z(#1)到Z(#3)。比較器74到80輸出根據(jù)Z(#1)到Z(#3)的相對大小確定的控制信號。例如，如果Z(#1)＜Z(#2)并且Z(#1)＜Z(#3)，即，如果Z(#1)是Z(#1)到Z(#3)中最小的，則比較器75輸出一個用來打開與門82的控制信號。比較器74到80中只有一個比較器輸出用來打開相應(yīng)與門的控制信號。
每個與門81到87的輸入量之一是一個施加于每個相應(yīng)與門的指定值。這些值是VC號。例如將“#1#”施加給與門82作為VC號。隨后與門81到87中從比較器74到80中的對應(yīng)比較器接收到“H”作為控制信號的與門輸出已指定的VC號。這樣就指定了一個VC號。在此指定的VC號稱為發(fā)送VC指定信號。
比較器88-1到88-3中的每個計算出在Z(#1)到Z(#3)中為Z的正值的比較器輸出“H”。如果比較器88-1到88-3的輸出都是“H”，則輸出一個使指定的VC號無效的信號。
減法器89-1到89-3分別從存儲在計數(shù)存儲器72-1到72-3中的計數(shù)值中減去在讀取間隔設(shè)置寄存器71-1到71-3中設(shè)定的設(shè)置值，以產(chǎn)生K(#1)到K(#3)。每個加法器90-1到90-3將存儲在相應(yīng)計數(shù)存儲器72-1到72-3中的計數(shù)值加1。選擇器91根據(jù)指定的VC號為每個ATM虛擬連接選擇減法器89-1到89-3中的一個或多個，以及選擇加法器90-1到90-3中的一個或多個。例如，如果發(fā)出的VC指定信號是“#1”，選擇器91則選擇減法器89-1的輸出和加法器90-2與90-3的輸出。選擇器91的輸出被傳給計數(shù)存儲器72-1到72-3。隨后用選擇器91的輸出更新每個計數(shù)存儲器72-1到72-3中的計數(shù)值。即，將對應(yīng)于指定VC號的計數(shù)存儲器中的計數(shù)值，更新為從當前值中減去在讀取間隔設(shè)置寄存器中設(shè)定的設(shè)置值而得到的值。其它計數(shù)存儲器中的計數(shù)值被更新為當前值加1而得到的值。
參見圖21，我們來說明上面描述的構(gòu)造中的VC指定控制部分的操作。在短信元多路復(fù)用設(shè)備發(fā)送ATM信元的每個時間，本本流程圖中的處理被執(zhí)行。
步驟S1中，為每個ATM虛擬連接，通過從讀取間隔設(shè)置寄存器71-1到71-3中設(shè)定的讀取間隔設(shè)置值中減去存儲在計數(shù)存儲器72-1到72-3中的當前計數(shù)值，而計算得到一個值(差值)。每個計數(shù)值基本上相應(yīng)于自從前一次發(fā)送ATM信元后經(jīng)過的時間。
步驟S2中，系統(tǒng)判斷步驟S1中計算得到的差值是否為正。這里，差值為正表示在相應(yīng)的ATM虛擬連接上，自從前一次發(fā)送ATM信元后經(jīng)過的時間還未達到預(yù)定的時間間隔。
如果存在一個虛擬連接其差值為0或更小，那么在步驟S3中，就選擇差值最小(差值的絕對值最大)的ATM虛擬連接。將對應(yīng)于所選擇ATM虛擬連接的VC號輸出給VC指定控制部分。如果多個差值彼此相等，則按照預(yù)定的優(yōu)先權(quán)順序進行選擇。另一方面，如果所有的差值都為正，那么在步驟4，輸出“1”作為發(fā)送類別指定無效指示，不指定VC號。
步驟5中，對應(yīng)于步驟3中指定的VC號的計數(shù)存儲器的值，被更新為從當前計數(shù)中減去讀取間隔設(shè)置寄存器中設(shè)定的讀取間隔設(shè)置值而得到的值。隨后計數(shù)存儲器72-1到72-3中對應(yīng)的VC號未被指定的那些計數(shù)存儲器中的計數(shù)值被加1。
步驟3中，如果一個條件在應(yīng)發(fā)送ATM信元的多個ATM虛擬連接中被滿足，則只選擇這些ATM虛擬連接中的一個，因此即使達到了應(yīng)發(fā)送ATM信元的條件，實際上ATM信元也不會被發(fā)送給其它未被指定的ATM虛擬連接。即，ATM信元發(fā)送之間的實際間隔大于設(shè)置值。但是，這種情況下，在那些ATM信元沒有發(fā)送給的ATM虛擬連接上，下一個間隔變短了，縮短的大小和前一個間隔變長的大小相同，其結(jié)果是預(yù)定的波段被保持。
圖22是為了實現(xiàn)圖8所示的方法B的VC指定控制部分的構(gòu)造圖。該VC指定控制部分具有一種采用信用量法的構(gòu)造；從信用量最大的ATM虛擬連接開始按順序作出指定。
在相關(guān)的ATM虛擬連接中建立信用量設(shè)置寄存器101-1到101-3，并在這些寄存器中預(yù)定信用量值。另外，在相關(guān)的ATM虛擬連接中建立信用量存儲寄存器102-1到102-3，并將在讀取ATM信元時已被更新的信用量值寫入信用量存儲寄存器102-1到102-3中。信用量存儲寄存器102-1到102-3使用存儲器中的專用區(qū)域。
VC號確定部分103基本上和圖20中所示的由比較器74到80，與門81到87和一個或門構(gòu)成的單元相同。但是，VC號確定部分103根據(jù)對應(yīng)于每個ATM虛擬連接的信用量的相對大小輸出VC號。另外，在VC號確定部分103中設(shè)定的比較條件不同于在圖20中所示的比較器74到80中設(shè)定的比較條件。VC號確定部分103輸出識別對應(yīng)于存儲的信用量值最大的信用量存儲寄存器的ATM虛擬連接的VC號。
減法器105-1到105-3從存儲在相關(guān)信用量存儲寄存器102-1到102-3中的信用量值中減去減法指定部分104指定的值。減法指定部分104為對應(yīng)于由VC號確定部分103指定的VC號的ATM虛擬連接輸出“1”，為其它的ATM虛擬連接輸出“0”。減法器105-1到105-3的輸出被用來更新信用量存儲寄存器102-1到102-3。從而，對應(yīng)于VC號確定部分103指定的ATM虛擬連接的信用量存儲寄存器中的值被減1，而其它信用量存儲寄存器中的值保留為原值。
當存儲在相關(guān)信用量存儲寄存器102-1到102-3中的信用量值為0或小于0時，比較器106-1到106-3輸出“H”。如果比較器106-1到106-3的輸出都為“H”，那么加法器107-1到107-3將在信用量設(shè)置寄存器101-1到101-3中設(shè)置的信用量加到相關(guān)減法器105-1到105-3的輸出中。隨后信用量存儲寄存器102-1到102-3中的值由各自的加法器107-1到107-3更新。即，當存儲在信用量存儲寄存器102-1到102-3中的信用量都為0或小于0時，實質(zhì)上信用量設(shè)置寄存器101-1到101-3中設(shè)置的信用量值被寫入到各自的信用量存儲寄存器102-1到102-3中。
圖23是為了實現(xiàn)圖9所示的方法C的VC指定控制部分的構(gòu)造圖。該VC指定控制部分具有一種采用信用量法的構(gòu)造；為具有正的信用量值的ATM虛擬連接順序指定VC號。
在圖23所示的構(gòu)造中，為了確保不在一行中2次或更多次地指定相同的VC號，在每個ATM虛擬連接中設(shè)置先前時間指定寄存器111-1到111-3。先前時間指定寄存器111-1到111-3存儲指示在緊接的前次時間的VC號指定處理中是否指定了相應(yīng)的VC號的信息。例如，圖23中表示了在緊接的前次時間的處理中“#2”被指定的情況。
VC選擇部分112根據(jù)指示存儲在先前時間指定寄存器111-1到111-3中的值的信號，以及存儲在信用量存儲寄存器102-1到102-3中的信用量值是否為正來選擇VC號。由VC選擇部分112執(zhí)行的VC選擇處理與圖23中所示的表相應(yīng)。示于該表中的處理可由，例如一個硬件電路實現(xiàn)，也可由軟件實現(xiàn)。VC選擇部分112輸出的發(fā)送VC指定也可用作更新先前時間指定寄存器111-1到111-3的信號。
下面給出一個例子。假定前次時間指定的VC號是2，并且所有ATM虛擬連接的信用量值都為正。這一條件對應(yīng)于表中的倒數(shù)第二個記錄，于是這種情況下VC選擇部分112指定“#3”為VC號。
在圖23所示的VC指定控制部分中，用來更新信用量值的構(gòu)造和圖22中所示的VC指定控制部分中更新信用量值的構(gòu)造相同。
圖24是為了實現(xiàn)圖10所示的方法D的VC指定控制部分的構(gòu)造圖。該VC指定控制部分采用了ATM信元發(fā)送間隔指定法。這里我們給出一種使用絕對時間的方法。
在對應(yīng)的ATM虛擬連接中建立預(yù)期發(fā)送時間存儲寄存器121-1到121-3，并在這些寄存器中存儲應(yīng)發(fā)送下一個ATM信元的時間。信元計時器122計數(shù)從短信元多路復(fù)用設(shè)備輸出的ATM信元幀信號。該VC指定控制部分使用信元計時器122中的計數(shù)值作為標準時間。
在對應(yīng)的ATM虛擬連接中建立多余量計算部分123-1到123-3，并且這些多余量計算部分將存儲在各自的預(yù)期發(fā)送時間存儲寄存器121-1到121-3中的預(yù)期時間和信元計時器122輸出的標準時間比較。隨后判斷部分124參考多余量計算部分123-1到123-3作出的比較結(jié)果，搜尋當前時間已到達預(yù)期發(fā)送時間的ATM虛擬連接。隨后從對于預(yù)期發(fā)送時間其多余量最大的ATM虛擬連接開始，按順序逐一指定ATM虛擬連接。
當指定一個VC號時，為各個ATM虛擬連接計算應(yīng)發(fā)送下一個ATM信元的下一個預(yù)期時間。根據(jù)下面的公式計算到下一個預(yù)期時間的間隔。
間隔=(1-比例)/比例這里，“比例”是關(guān)于各個ATM虛擬連接預(yù)先分配的波段的比例；這些比例存儲在波段比例設(shè)置寄存器125-1到125-3中。
利用間隔可確定應(yīng)發(fā)送下一個ATM信元的預(yù)期時間。即，如果如同期望的一樣，某一ATM信元在該ATM信元的預(yù)期發(fā)送時間被發(fā)送，則應(yīng)發(fā)送下一個ATM信元的預(yù)期時間為如下所示。
下一個預(yù)期發(fā)送時間=(開始發(fā)送當前信元的時間)+(間隔+1)在圖24所示的構(gòu)造中，采用上面的公式計算將下一個ATM信元發(fā)送給對應(yīng)于指定VC號的ATM虛擬連接的預(yù)期時間，另一方面，對于向其它ATM虛擬連接發(fā)送下一個ATM信元的預(yù)期時間來說，則將上面的公式中的第二項強制設(shè)置為0，使得這些預(yù)期發(fā)送時間不被更新。即，編碼器126輸出一個僅用來打開對應(yīng)于指定VC號的與門的信號。由編碼器126從與門127-1到127-3中指定的與門輸出“間隔+1”；其它的與門輸出“0”。加法器128-1到128-3把與門127-1到127-3的輸出和存儲在相關(guān)的預(yù)期發(fā)送時間存儲寄存器121-1到121-3中的預(yù)期發(fā)送時間相加。隨后預(yù)期發(fā)送時間存儲寄存器121-1到121-3分別被加法器128-1到128-3的輸出更新。
如果不能恰好在預(yù)期定發(fā)送時間發(fā)送某一ATM信元，那么在計算下一個預(yù)期發(fā)送時間中，就必須將標準時間當作原來的預(yù)期發(fā)送時間，于是采用下面的公式。
下一個預(yù)期發(fā)送時間=(相應(yīng)信元的預(yù)期發(fā)送時間)+(間隔+1)在圖24所示的構(gòu)造中，在波段比例設(shè)置寄存器125-1到125-3中設(shè)置的信息是為每個ATM虛擬連接分配的發(fā)送波段的比例；這些信息足夠以先計算“(1-比例)/比例”，然后再使用該計算值。該計算值相當于ATM信元發(fā)送間隔。這樣，可簡化計算預(yù)期發(fā)送時間的處理。
同樣，在圖24所示的構(gòu)造中，建立計數(shù)ATM信元幀數(shù)的信元計時器122；該計時器利用絕對時間計算發(fā)送時間，但是也可用相對時間來確定預(yù)期的ATM信元發(fā)送時間。
圖25A和25B分別表示了使用絕對時間和相對時間來確定預(yù)期發(fā)送時間的方法的原理。如果使用絕對時間，那么如圖25A所示，例如如果在時間T1發(fā)送一個ATM信元，那么下一個預(yù)期發(fā)送時間T2是T2=T1+B1；則再下一個預(yù)期發(fā)送時間就變?yōu)門3=T2+B1。即，采用一個ATM信元的實際發(fā)送時間作為參考，來計算每個ATM信元的預(yù)期發(fā)送時間，并且隨后依次加上發(fā)送間隔以得到后面的發(fā)送時間。
同時，如果使用相對時間，當發(fā)送每個ATM信元時就計算下一個預(yù)期發(fā)送時間。例如，在預(yù)期發(fā)送時間為5的情況下，如圖25B所示，可以想到的是該ATM信元實際上將在時間6被發(fā)送。這里，以時間6作為參考時間來計算下一個預(yù)期發(fā)送時間；在時間6發(fā)送的ATM信元比預(yù)期時間晚發(fā)送了一個信元時間。這樣，以開始發(fā)送該ATM信元的時間作為參考時間，下一個預(yù)期的信元發(fā)送時間由下式給出。
下一個預(yù)期發(fā)送時間=(發(fā)送間隔)-(該ATM信元實際發(fā)送時間-該ATM信元預(yù)期發(fā)送時間)在圖25B所示的例子中，有T3=B1-(S2-T2)=4-(6-5)=3即，下一個ATM信元的預(yù)期發(fā)送時間是在該ATM信元實際發(fā)送時間之后的3個信元時間。
圖26表示了圖11A和11B所示的方法E的操作的一個更為具體的例子。圖26表示了隨著時間的消逝，VC調(diào)度表被依次更新的情況。例如，如果在時間0讀取“#0”，則未從對應(yīng)于時間0的VC調(diào)度表中讀取的VC號被寫入到對應(yīng)于時間1的調(diào)度表中。
下面來詳細說明在時間1的操作。從一開始，“#2”,“#1”,“#5”和“#6”按該順序被存儲在對應(yīng)于時間1的調(diào)度表中。當時間到達時間1時，首先讀取存儲在該調(diào)度表開始處的那個VC號。即，讀取“#2”。該VC號是VC指定控制部分46的輸出。
其次，用從對應(yīng)于時間1的調(diào)度表中讀取的VC號作為索引，從圖26B所示的時間管理表和信元間隔管理表中取出預(yù)期發(fā)送時間數(shù)據(jù)和信元發(fā)送間隔數(shù)據(jù)。隨后通過把信元發(fā)送間隔數(shù)據(jù)和預(yù)期發(fā)送時間數(shù)據(jù)相加來計算下一個ATM信元應(yīng)被發(fā)送的預(yù)期時間。在本例中，得到1.7+6=6.7。用該計算值更新時間管理表。隨后這個讀取的VC號被存儲在對應(yīng)于該計算值的整數(shù)部分的調(diào)度表的末尾。本例中，得到(INT6.7)=6，于是將“#2#”存儲在對應(yīng)于時間6的調(diào)度表的末尾。
這里，我們假定已有8個VC號被存儲在對應(yīng)于時間6的調(diào)度表中了。在這種特定情況下，“#2”將在時間14被讀取。因此，我們來詳細說明時間14時的操作。
當在時間14讀取“#2”時，以該VC號作為索引，將從圖26B所示的時間管理表和信元間隔管理表中取出預(yù)期發(fā)送時間數(shù)據(jù)和信元發(fā)送間隔數(shù)據(jù)。這里，“6.7”被存儲為預(yù)期發(fā)送時間數(shù)據(jù)。于是，當通過把信元發(fā)送間隔數(shù)據(jù)和預(yù)期發(fā)送時間數(shù)據(jù)相加來計算下一個預(yù)期的信元發(fā)送時間時，得到6.7+5=11.7。
但是當前時間為時間14，它超出了上面計算得到的預(yù)期發(fā)送時間。即，該預(yù)定發(fā)送時間是無意義的。這種情況下，下一個ATM信元將被發(fā)送的預(yù)期時間被定到可能的最接近的將來時間。本例中，當前時間加1以得到時間15作為下一個預(yù)期發(fā)送時間。隨后將“15”寫入時間管理表中，另外將“#2”寫入到對應(yīng)于時間15的調(diào)度表中。
圖27A和27B說明了VC調(diào)度表的操作。這里，我們來說明在一給定時間，多個信元等待被發(fā)送的情況下的處理。
在圖27A所示的情況下，在對應(yīng)于時間1的調(diào)度表中存儲了4個VC號；在對應(yīng)于時間3的調(diào)度表中存儲了1個VC號。這樣，在時間1存儲在對應(yīng)于時間1的調(diào)度表的開始處的VC號被讀取。即，“#3”被讀取。隨后那些剩余的一開始預(yù)期在時間1發(fā)送一個信元的VC號(“#1”,“#5”和“#9”)被移動到對應(yīng)于時間2的調(diào)度表中，并在時間2被處理。
在時間2，當從相應(yīng)的調(diào)度表中讀取出“#1”時，“#5”和“#9”保留。它們被移動到對應(yīng)于時間3的調(diào)度表中，但是在這一調(diào)度表中已經(jīng)存儲有VC號“#2”。在這樣的情況下，如圖27所示，在某一時間在一調(diào)度表中保留的VC號被映射到下一時間的調(diào)度表中，并且原先存儲在該下一個調(diào)度表中的VC號就閃避到這些映射的VC號之后。本例中，“#5”和“#9”按該順序從對應(yīng)于時間3的調(diào)度表的開端被存儲，并在它們之后存儲“#2”。
當如上所述控制VC號讀取順序時，ATM虛擬連接可以同樣的資格被處理。例如，在圖27A和27B所示的例子中，既然“#5”和“#9”起初的預(yù)期發(fā)送時間是時間1,“#2”起初的預(yù)期發(fā)送時間是時間3。于是，如果“5”和“#9”將被存儲在“#2”之后，則在對應(yīng)于“#5”和“#9”的ATM虛擬連接上的延時將變得更大。如果由圖27A和27B所示的方法來確定VC號指定的順序，則在一個給定ATM虛擬連接中的這種延時可被減到最小。
圖28A表示了用來控制VC指定的存儲區(qū)的邏輯結(jié)構(gòu)。VC調(diào)度表具有這樣的結(jié)構(gòu)以便將時間當作地址來處理。一個“time”是一個由圖28中所示的計時器產(chǎn)生的值；短信元多路復(fù)用設(shè)備每輸出一個ATM信元，該值加1?！癏EAD”是每次存儲在調(diào)度表開端處的VC號或其存儲地址(起始地址)；“TAIL”是對應(yīng)于每次存儲在調(diào)度表末尾的VC號或其存儲地址(末端地址)；“CNT”指示每次在調(diào)度表中存儲的VC號的數(shù)目。
鏈管理表存儲指示某一時間在VC調(diào)度表中存儲VC號的順序的信息。例如，如果以“VC=2”作為索引訪問該鏈管理表，則得到“4”；這意味著在“#2”之后緊接著存儲“#4”作為VC號。即，在圖28A所示的例子中，按照“#2”,“#4”,“#1”,“#5”的順序存儲VC號。
在圖26A中，為了便于理解對VC指定控制部分的操作的說明，概念地表示了調(diào)度表，但是實際的VC調(diào)度表具有圖28A中所示的結(jié)構(gòu)。
同樣，在圖26B中表示了時間管理表和信元間隔管理表，但是實際上如圖28C中所示，對于每個ATM虛擬連接還有設(shè)置和釋放標志。設(shè)置和釋放標志是指示相應(yīng)的ATM虛擬連接目前是否正被使用的信息。
圖29表示了用于VC指定控制部分46執(zhí)行前述方法E的特定存儲器結(jié)構(gòu)的一個例子。
圖30到32是說明當按照前述方法E指定VC號時，在VC指定控制部分46中的處理的流程圖。短信元多路復(fù)用設(shè)備每發(fā)送一個ATM信元時，這些流程圖中的處理就被執(zhí)行。下面來說明在時間n的處理。
步驟S11到S13是指定VC號的處理。在步驟S11，從對應(yīng)于時間n的VC調(diào)度表中取出第一個VC號(HeadVC(n))，最后一個VC號(TailVC(n))和存儲的VC號的數(shù)目(CNT(n))。在步驟S12，系統(tǒng)判斷存儲的VC號的數(shù)目是否為0。如果存儲的VC號的數(shù)目不為0，則處理轉(zhuǎn)到步驟S13；如果存儲的VC號的數(shù)目為0，則處理結(jié)束，在時間n不指定VC號。在步驟S13，步驟11中讀取的第一個VC號被指定為時間n的VC號。
從步驟S21開始的步驟是確定將發(fā)送一個ATM信元的預(yù)期時間的處理。在步驟S21，系統(tǒng)判斷存儲的VC號的數(shù)目是否為1。如果存儲的VC號的數(shù)目不為1，即，如果存儲的VC號的數(shù)目為2或更大，則處理轉(zhuǎn)到步驟S22；而如果存儲的VC號的數(shù)目為1，它意味著不存在VC號將被移到時間n+1，則跳過步驟S22到S27。
在步驟S22，從對應(yīng)于時間n+1的調(diào)度表中讀取第一個VC號(HeadVC(n+1))，最后一個VC號(TailVC(n+1))及存儲的VC號的數(shù)目CNT(n+1))。在步驟S23，以在步驟S11中讀取的第一個VC號作為索引，從鏈管理表中讀取下一個VC號(NEXT-VC)。在步驟S24，系統(tǒng)判斷在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目是否為0。
如果在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目為0，則在步驟S25，對應(yīng)于時間n+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(n+1)由NEXT-VC代替；TailVC(n+1)由TailVC(n)代替；并且CNT(n+1)由CNT(n-1)代替。另一方面，如果在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目不為0，則在步驟S26，對應(yīng)于時間n+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(n+1)由NEXT-VC代替；TailVC(n+1)由TailVC(n+1)代替；并且CNT(n+1)由CNT(n)-1+CNT(n+1)代替。隨后，在步驟S27，以在時間n的末尾VC號作為索引，鏈管理表按如下被更新。NEXT-VC由HeadVC(n+1)代替。在步驟S28，為了清除在時間n留下的不必要的數(shù)據(jù)，時間n時的VC調(diào)度表中的所有值被修改為0。
在步驟S31，以時間n時的第一個VC號作為索引，從時間管理表中讀取預(yù)期發(fā)送時間(TIM)，并從信元間隔管理表中讀取間隔數(shù)據(jù)(SP)和設(shè)置/釋放標志(E)。在步驟S32，系統(tǒng)判斷步驟S31中讀取的設(shè)置/釋放標志是否在設(shè)置狀態(tài)(設(shè)置=1)。如果設(shè)置/釋放標志在設(shè)置狀態(tài)，處理轉(zhuǎn)到步驟S33；如果設(shè)置/釋放標志不在設(shè)置狀態(tài)，處理結(jié)束，不再執(zhí)行后續(xù)步驟。
在步驟S33，計算應(yīng)將下一個ATM信元發(fā)送到對應(yīng)于在步驟S11到S13的處理中指定的VC號的ATM連接的預(yù)期時間(NTIM)。具體地，NTIM=TIM+SP。在步驟S34，系統(tǒng)判斷在步驟S33計算得到的下一個預(yù)期發(fā)送時間是在當前時間之前還是之后。如果下一個預(yù)期發(fā)送時間在當前時間之后，處理轉(zhuǎn)到步驟S41；如果下一個預(yù)期發(fā)送時間在當前時間之前，則處理轉(zhuǎn)到步驟S51。在步驟S41，首先求出在步驟S33計算得到的下一個預(yù)期發(fā)送時間的整數(shù)部分的值(s)。即，執(zhí)行s=INT(NTIM)運算。隨后從對應(yīng)于該整數(shù)值的VC調(diào)度表中讀取第一個VC號(HeadVC(s))，最后一個VC號(TailVC(s))及存儲的VC號的數(shù)目(CNT(s))。在步驟S42，系統(tǒng)判斷在時間s存儲的VC號的數(shù)目是否為0。
如果在時間s存儲的VC號的數(shù)目為0，則在步驟S43，對應(yīng)于時間s的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(s)由HeadVC(n)代替；TailVC(s)由HeadVC(n)代替；并且CNT(s)由1代替。另一方面，如果在時間s存儲的VC號的數(shù)目不為0，則在步驟S44，對應(yīng)于時間s的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(s)由HeadVC(s)代替；TailVC(s)由HeadVC(n)代替；并且CNT(s)由CNT(s)+1代替。在步驟S45，以時間s的末尾VC號作為索引，鏈管理表按如下被更新。NEXT-VC由HeadVC(n)代替。隨后在步驟S46，以時間n的第一個VC號作為索引，時間管理表按如下被更新。TIM由NTIM代替。
同時，在步驟S51，從對應(yīng)于時間n+1的VC調(diào)度表中讀取第一個VC號(HeadVC(n+1))，最后一個VC號(TailVC(n+1))及存儲的VC號的數(shù)目(CNT(n+1))。在步驟S52，系統(tǒng)判斷在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目是否為0。
如果在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目為0，則在步驟S53，對應(yīng)于時間n+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(n+1)由HeadVC(n)代替；TailVC(n+1)由HeadVC(n)代替；并且CNT(n+1)由1代替。另一方面，如果在時間n+1存儲的VC號的數(shù)目不為0，則在步驟S54，對應(yīng)于時間n+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(n+1)由HeadVC(n+1)代替；TailVC(n+1)由HeadVC(n)代替；并且CNT(n+1)由CNT(n+1)+1代替。在步驟S55，以時間n+1的最后一個VC號作為索引，鏈管理表按如下被更新。NEXT-VC由HeadVC(n)代替。隨后在步驟S56，以時間n的第一個VC號作為索引，時間管理表按如下被更新。TIM由n+1代替。
圖33是說明在建立一個ATM虛擬連接時，VC指定控制部分執(zhí)行的處理的流程圖。這里，假定當前時間為時間m。
在步驟S61，以標記新建立的ATM虛擬連接的VC號(NEWVC)作為索引，在信元間隔管理表中為該ATM虛擬連接建立信元發(fā)送間隔。另外，將對應(yīng)于該ATM虛擬連接的VC號的設(shè)置/釋放標志設(shè)定為設(shè)置狀態(tài)(E=1)。在步驟S62，從對應(yīng)于時間m+1的VC調(diào)度表中讀取第一個VC號(HeadVC(m+1))，最后一個VC號(TailVC(m+1))及存儲的VC號的數(shù)目(CNT(m+1))。在步驟S63，系統(tǒng)判斷在時間m+1存儲的VC號的數(shù)目是否為0。
如果在時間m+1存儲的VC號的數(shù)目為0，則在步驟S64，對應(yīng)于時間m+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(m+1)由NEWVC代替；TailVC(m+1)由NEWVC代替；并且CNT(m+1)由1代替。另一方面，如果在時間m+1存儲的VC號的數(shù)目不為0，則在步驟S65，對應(yīng)于時間m+1的VC調(diào)度表按如下被更新。HeadVC(m+1)由HeadVC(m+1)代替；TailVC(m+1)由NEWVC代替；并且CNT(m+1)由CNT(m+1)+1代替。隨后在步驟S66，以時間m+1的最后一個VC號作為索引，鏈管理表按如下被更新。NEXT-VC由NEWVC更新。
在上面描述的實施例中，存儲器被用來存儲及保存各種類型的設(shè)置信息，但是也可以使用象觸發(fā)器或寄存器之類的鎖存裝置。此外，關(guān)于存儲短信元的緩沖器，將它們邏輯地分配到每個ATM虛擬連接(VC)及每個質(zhì)量類別就足夠了；可在一個共享存儲器結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)這一點。共享存儲器結(jié)構(gòu)的使用增加了存儲器使用的效率，并減少了多路復(fù)用單元硬件的數(shù)量。
在上面描述的實施例中，描述了AAL型2短信元的情況，但是在本發(fā)明中使用的“短信元”并不限于AAL型2；也包括其它形式的包，特別是可變長度包。
根據(jù)本發(fā)明，在一個其中多個短信元連接被多路復(fù)用到一個ATM連接的設(shè)備中，能夠合并多個ATM連接的處理，并且改善了多路復(fù)用的效率。另外，也可降低短信元多路復(fù)用設(shè)備本身的費用。
權(quán)利要求
1．一種短信元多路復(fù)用設(shè)備，它接納在一個固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)上建立的多個虛擬連接，并在所述多個虛擬連接上多路復(fù)用短信元，所述設(shè)備包括識別接收的短信元將要被向其發(fā)送的虛擬連接的識別裝置；根據(jù)所述識別裝置識別的虛擬連接存儲接收的短信元的存儲裝置；按照預(yù)定的算法從所述多個虛擬連接中順序指定虛擬連接的指定裝置；根據(jù)所述指定裝置指定的虛擬連接，從所述存儲裝置中讀取短信元的讀取裝置；將所述讀取裝置讀取的短信元存儲在固定長度包中，并將該固定長度包發(fā)送給由所述指定裝置指定的虛擬連接的發(fā)送裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述存儲裝置由為每個虛擬連接設(shè)置的多個FIFO存儲器組成；并且所述讀取裝置從對應(yīng)于由所述指定裝置指定的虛擬連接的FIFO存儲器中讀取一個或多個短信元，直到將被發(fā)送的固定長度包的負載被充滿為止。
3．一種短信元多路復(fù)用設(shè)備，它接納在一個固定長度包傳輸網(wǎng)絡(luò)上建立的多個虛擬連接，并在所述多個虛擬連接上多路復(fù)用短信元，所述設(shè)備包括識別接收的短信元將要被向其發(fā)送的虛擬連接，及該短信元所屬的質(zhì)量類別的識別裝置；分配到每個虛擬連接及每個質(zhì)量類別，用于將接收的短信元存儲在根據(jù)所述識別裝置識別的虛擬連接和質(zhì)量類別指定的區(qū)域中的存儲裝置；按照預(yù)定的算法從所述多個虛擬連接中順序指定虛擬連接的指定裝置；按照預(yù)定的算法順序指定質(zhì)量類別的質(zhì)量類別指定裝置；從所述存儲裝置中對應(yīng)于由所述指定裝置指定的虛擬連接和由所述質(zhì)量類別指定裝置指定的質(zhì)量類別的區(qū)域中讀取短信元的讀取裝置；將所述讀取裝置讀取的短信元存儲在固定長度包中，并將該固定長度包發(fā)送給由所述指定裝置指定的虛擬連接的發(fā)送裝置。
4．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，預(yù)先分別確定發(fā)送給多個虛擬連接的固定長度包的發(fā)送間隔；及所述指定裝置具有多個計數(shù)器，所述計數(shù)器為每個虛擬連接計數(shù)從發(fā)送前一個固定長度包時經(jīng)過的時間，并且當這些計數(shù)器中的某一計數(shù)器所計數(shù)的時間達到為對應(yīng)于該計數(shù)器的虛擬連接預(yù)先設(shè)定的發(fā)送間隔時，所述指定裝置指定該虛擬連接。
5．如權(quán)利要求4所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，為所述多個虛擬連接確定一個優(yōu)先權(quán)順序；并且當所述多個計數(shù)器所計數(shù)的時間分別達到對應(yīng)于每個相應(yīng)計數(shù)器的虛擬連接的發(fā)送間隔時，所述指定裝置按照優(yōu)先權(quán)順序從這些虛擬連接中指定一個虛擬連接。
6．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，分別為所述多個虛擬連接確定初始的讀取信用量；并且所述指定裝置指定讀取信用量最大的虛擬連接，從對應(yīng)于該指定的虛擬連接的讀取信用量中減1，并且如果對應(yīng)于所述多個虛擬連接的讀取信用量都降到或低于某一門限值，則所述指定裝置將初始讀取信用量分別加到當前讀取信用量中。
7．如權(quán)利要求6所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述指定裝置存儲由最接近的在先指定步驟指定的虛擬連接，并且當多個讀取信用量都等于或大于所述門限值時，所述指定裝置從所述多個虛擬連接中指定除存儲的虛擬連接之外的一個虛擬連接。
8．如權(quán)利要求6所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，門限值為0。
9．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述多個虛擬連接分別被確定固定長度包發(fā)送間隔；并且所述指定裝置根據(jù)給定的發(fā)送間隔為每個相應(yīng)的虛擬連接計算發(fā)送下一個固定長度包的預(yù)期時間，并指定當前時間達到其預(yù)期時間的虛擬連接。
10．如權(quán)利要求9所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述多個虛擬連接被確定優(yōu)先權(quán)順序；并且如果當前時間達到了多個虛擬連接的預(yù)期時間，則所述指定裝置根據(jù)優(yōu)先權(quán)順序從這些虛擬連接中指定一個虛擬連接。
11．如權(quán)利要求10所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，如果當前時間達到了多個虛擬連接的預(yù)期時間，并且另外這些預(yù)期時間彼此相同，則所述指定裝置按照優(yōu)先權(quán)的順序指定這些虛擬連接中的一個虛擬連接。
12．如權(quán)利要求9所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，如果Bi是分配給所述多個虛擬連接中的第i個虛擬連接的波段比例，則該虛擬連接i的發(fā)送間隔由(1-Bi)/Bi給出。
13．如權(quán)利要求9所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，以固定長度包在由所述多個虛擬連接建立的傳輸路徑上分別被發(fā)送的間隔為單位給出所述多個虛擬連接的每一個的發(fā)送間隔。
14．如權(quán)利要求9所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述指定裝置具有一個計數(shù)發(fā)自所述多路復(fù)用設(shè)備的固定長度包的數(shù)目的計數(shù)器，并且所述指定裝置利用由該計數(shù)器的計數(shù)值給出的絕對時間，求出將向每個虛擬連接發(fā)送下一個固定長度包的預(yù)期時間。
15．如權(quán)利要求9所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，對于每個虛擬連接，所述指定裝置利用某一固定長度包被發(fā)送的實際時間確定的相對時間，該某一固定長度包的預(yù)期發(fā)送時間以及發(fā)送間隔，求出將發(fā)送下一個固定長度包的預(yù)期時間。
16．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述指定裝置包括一個存儲對應(yīng)于時間的每個虛擬連接的識別號的FIFO存儲器；讀取存儲在對應(yīng)于當前時間的所述FIFO存儲器的開端處的識別號，及指定對應(yīng)于該讀取的識別號的虛擬連接的裝置；計算在指定的虛擬連接上發(fā)送下一個固定長度包的預(yù)期發(fā)送時間，及將該虛擬連接的識別號寫入對應(yīng)于該預(yù)期發(fā)送時間的FIFO存儲器中的裝置；及將未從對應(yīng)于當前時間的FIFO存儲器中讀取的識別號寫入對應(yīng)于下一個時間的FIFO存儲器的開始或末尾的裝置。
17．如權(quán)利要求16所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，當計算得到的預(yù)期時間在當前時間之前，所述指定裝置將虛擬連接的識別號寫入對應(yīng)于當前時間之后的下一個時間的FIFO中。
18．如權(quán)利要求16所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述指定裝置將前一時間計算得到的預(yù)期發(fā)送時間作為用于時間計算的參考時間。
19．如權(quán)利要求16所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述FIFO存儲器包含為每一時間建立的多個鏈存儲器，存儲的識別號的順序由鏈確定。
20．如權(quán)利要求16所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述指定裝置還包括一個總計每個包發(fā)送時間的計時器；一個存儲每個時間存儲的信息的首地址，末地址，及塊的數(shù)目的調(diào)度表；一個存儲表述在所述調(diào)度表中存儲的信息的順序的鏈的鏈管理表；一個為每個虛擬連接存儲下一個預(yù)期發(fā)送時間的時間管理表；及一個為每個虛擬連接存儲固定長度包發(fā)送間隔的間隔管理表。
21．如權(quán)利要求1所述的短信元多路復(fù)用設(shè)備，其特征在于，所述存儲裝置由多個虛擬連接共享。
全文摘要
根據(jù)到達的短信元的CID識別出這些短信元的質(zhì)量類別,及將被多路復(fù)用的ATM虛擬連接。這些短信元被寫入對應(yīng)于該ATM虛擬連接及質(zhì)量類別的FIFO存儲器中。一個VC指定控制部分為每個ATM信元發(fā)送時間指定一個ATM虛擬連接。這時,一個順序指定控制部分順序地指定一個或多個質(zhì)量類別。一個讀取部分按照指定的ATM虛擬連接和質(zhì)量類別從FIFO存儲器中讀取一個或多個短信元,并將讀取的短信元存儲在一個ATM信元中,并將該ATM信元發(fā)送給由VC指定控制部分指定的ATM虛擬連接。
文檔編號H04Q3/00GK1214584SQ98107478
公開日1999年4月21日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月13日
發(fā)明者小野英明, 武智龍一, 加藤次雄, 佐佐木博, 佐佐木隆行 申請人:富士通株式會社