專利名稱：具有提高的路由選擇靈活性的通信網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括耦合在一次節(jié)點上的多個二次節(jié)點的通信網(wǎng)，所述一次節(jié)點配置成用于按照分組中的地址信息傳輸分組到二次節(jié)點。
本發(fā)明還涉及供在這種通信網(wǎng)及通信方法中使用的節(jié)點。
按照前序部分的通信網(wǎng)從關于寬帶接入網(wǎng)的SPIE會議報告匯編中所公布的會議論文“用于多服務網(wǎng)絡的混合多路復用方案”，卷2917，Boston，1996年，中是已知的。
對向連接在這種網(wǎng)絡上的用戶提供各種服務的交換寬帶網(wǎng)的興趣日益增加?？赡艿姆沼袑拵V、點播電視、電視會議、電話及快速因特網(wǎng)接入。實現(xiàn)這一網(wǎng)絡的最有希望的解決方法之一便是所謂的混合光纖同軸(HFC)網(wǎng)。這些寬帶網(wǎng)的標準化是在IEEE 802.14、DVB以及DAVIC中完成的。
為了提供具有相當不同性質的服務，這些網(wǎng)絡可基于ATM。在ATM中要傳輸?shù)男畔⑹窃诠潭ㄩL度分組中細分為5字節(jié)首標與48字節(jié)有效負載區(qū)的。5字節(jié)首標中包括諸如地址信息等若干項目。
地址信息包括兩個地址部分，12位長度的虛擬路徑標識符(VPI)及16位長度的虛擬信道標識符(VCI)。在按照上述會議文獻的通信網(wǎng)中，將這一地址信息用于尋址二次節(jié)點。由于VPI通常用于網(wǎng)絡內部目的，只能利用VCI來尋址單個二次節(jié)點。
用16位VCI字段，二次節(jié)點的最大數(shù)目為64000。因為用戶房屋可具有若干二次節(jié)點，諸如一或多臺電話機、數(shù)字電視機及PC，這一64000的最大數(shù)量遠為太低。
本發(fā)明的目的為提供具有能尋址的增加數(shù)目的二次節(jié)點的按照前序部分的通信網(wǎng)。
為了達到所述目的，按照本發(fā)明的通信網(wǎng)的特征在于通信網(wǎng)包括用于從地址信息的一部分確定具有比地址信息的所述部分更大的地址空間的經(jīng)過轉換的地址的地址轉換裝置；及該通信網(wǎng)包括按照轉換后的地址部分中的信息選擇分組的路由的路由選擇裝置。
通過將一部分地址信息(諸如VCI)轉換成具有較大地址空間(如VPI與VCI在一起的地址空間)的經(jīng)過轉換的地址部分，便有可能尋址更多的二次節(jié)點而無須利用更多的位用于尋址。在諸如ATM等已定義的標準中不可能利用更多的位用于尋址。使用根據(jù)地址信息的第一部分提供轉換后的地址的表，便能容易地執(zhí)行一部分地址信息的轉換。
按照本發(fā)明的通信網(wǎng)的實施例的特征在于將一次節(jié)點配置成用于接收包含標識二次節(jié)點的地址信息的分組；及該一次節(jié)點包括用于將所述地址信息轉換成包含指示傳輸資源的第一部分及指示二次節(jié)點的第二部分的地址信息的進一步的地址轉換裝置。
通信網(wǎng)的這一實施例允許將它接口到其中的二次節(jié)點是以標準方式尋址的核心網(wǎng)上。這一核心網(wǎng)可以是公共ATM網(wǎng)。將這一核心網(wǎng)中分配給二次終端的地址轉換成適合于在按照本發(fā)明的網(wǎng)絡中使用的地址。通過用地址信息的第一部分標識傳輸資源，能將信號引導到網(wǎng)絡的適當部分中。地址信息的第二部分能用于指導網(wǎng)絡中的進一步路由選擇。
按照本發(fā)明的通信網(wǎng)的另一實施例的特征在于該通信網(wǎng)包括用于將經(jīng)過轉換的地址部分轉換回出現(xiàn)在一次節(jié)點所接收的分組中的地址信息的附加地址轉換裝置。
通過引入附加地址轉換裝置用于將轉換后的地址部分轉換回出現(xiàn)在一次節(jié)點接收的分組中的地址信息，得出按照本發(fā)明的通信網(wǎng)在一次節(jié)點的輸入與二交節(jié)點的輸出之間是完全透明的。
按照本發(fā)明的通信網(wǎng)的另一實施例的特征在于通信網(wǎng)包括在一次節(jié)點與二次節(jié)點之間的中間節(jié)點；以及該中間節(jié)點包括附加地址轉換裝置。
通過將附加地址轉換裝置放置在中間節(jié)點中，這一地址轉換裝置能在多個二次節(jié)點的鄰域內。這允許網(wǎng)絡特定的地址信息用在除外對核心網(wǎng)的連接及對二次節(jié)點的連接的整個網(wǎng)絡中。
本發(fā)明的又另一實施例的特征在于通信網(wǎng)包括用于將分組傳遞給地址信息的第一部分所指示的傳輸資源的交叉連接裝置，及在于進一步的地址轉換裝置配置成在將分組作用在交叉連接裝置上之前轉換地址信息。
通過在將分組作用在交叉連接上之前轉換地址信息，產(chǎn)生機會來使用地址信息的一部分用于指示傳輸資源來控制交叉連接將分組的路由選擇到適當?shù)姆较蛏稀?br> 下面參照


本發(fā)明。這里所示圖1為可在其中應用本發(fā)明的通信網(wǎng)；圖2為按照本發(fā)明的通信網(wǎng)中的下游元件；圖3為說明在將ATM單元從核心網(wǎng)2傳輸?shù)浇K端46時，ATM單元受到的地址轉換的圖；圖4為按照本發(fā)明的通信網(wǎng)中的上游元件；圖5為說明在將ATM單元從終端46傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)2時，ATM單元受到的地址轉換的圖。
按照圖1的通信網(wǎng)包括通過轉接器4連接在核心網(wǎng)2上的接入網(wǎng)1。接入網(wǎng)包括多個服務區(qū)21、23及25。轉接器4通過交叉連接8耦合在所述服務區(qū)21、23及25上。各服務區(qū)21、23及25分別包括對應的網(wǎng)絡控制節(jié)點3、12及5。網(wǎng)絡控制節(jié)點3、12及5耦合在通常包括諸如CATV同軸網(wǎng)的共享傳輸網(wǎng)7、9與19的HFC網(wǎng)上。
網(wǎng)絡控制節(jié)點將從交叉連接8接收的信號變換成在分開的載波上調制的信號，供傳輸?shù)綄腍FC網(wǎng)中。在HFC網(wǎng)中可獲得若干載波(如128個)用于傳輸信號到網(wǎng)終端(NT)中。圖1中畫出這些網(wǎng)終端11之一。各NT配置成用于接收用在HFC網(wǎng)中的所述載波之一。網(wǎng)終端11配置成將從HFC網(wǎng)接收的信號傳遞到終端13、15及17。在各服務區(qū)中能使用相同的載波頻率，因為在不同服務區(qū)的HFC網(wǎng)之間無連接。
網(wǎng)終端11與32配置成分別通過HFC網(wǎng)7、9的上游載波從它們的終端13、15、17及46、48傳遞信號到對應的網(wǎng)絡控制節(jié)點3、12。為了能使用HFC網(wǎng)絡于上游傳輸，應使用諸如在IEEE 802.14、DVB或DAVIC中描述的接入?yún)f(xié)議。
圖2中，更詳細地畫出按照圖1的網(wǎng)絡中所使用的下游元件。核心網(wǎng)2為能基于ATM的公共寬帶網(wǎng)。轉接器4配置成用于建立連接在核心網(wǎng)上的用戶與連接在接入網(wǎng)1上的用戶之間的連接。轉接器4還配置成用于建立兩者都連接在接入網(wǎng)1上的用戶之間的本地連接。進入與離開轉接器4的ATM單元中所包含的地址信息是按照用在核心網(wǎng)2上的尋址方案的。
轉接器4進一步連接在配置成用于將ATM單元引導到接入網(wǎng)的適當部分中的交叉連接8上。為了使交叉連接能將ATM單元引導到網(wǎng)絡的適當部分上，在接口P10上用另一個轉換裝置(這里是轉換器6)轉換ATM單元的地址。在轉換器6的輸入上的ATM單元所攜帶的地址轉換成包括標識應將該單元的路由選擇到的服務區(qū)及在所述服務區(qū)中應使用的載波的VPI標識符的地址。這一轉換是通過讀取用ATM分組的原始VPI/VCI標識符尋址的表來執(zhí)行的。
每次建立連接或斷開連接時更新轉換器6中的表。在建立呼叫期間，增加帶有要呼叫的終端的VPI/VCI標識符的輸入值的表項。對應的輸出值包括在VPI字段中關于服務區(qū)及使用的載波的信息及在VCI字段中的要尋址的終端的標識。
交叉連接8讀取進入ATM分組的VPI字段，并將其發(fā)送到由VPI值確定的輸出端上。將交叉連接8的所有輸出傳遞到按照本創(chuàng)造性概念的地址轉換裝置(這里為地址轉換單元10)。地址轉換單元10用只從原始VCI值確定的新的VPI/VCI組合取代VPI/VCI組合。這一轉換能進行更靈活的尋址，因為可獲得更大的地址空間。
在新的VPI/VCI組合中，VPI字段用來尋址目的地終端連接在其上的網(wǎng)終端。VCI字段標識目的地終端。
通過多路復用器14將帶有轉換的地址信息的ATM分組傳送到具有預定載波頻率的服務區(qū)中的調制器。服務區(qū)與調制器的選擇(即載波頻率的選擇)這里是在接口P10上的輸出VPI值的基礎上完成的。提供多路復用器14使網(wǎng)絡控制節(jié)點12能傳輸控制信息給對應的網(wǎng)終端。將選擇的調制器(如22)的輸出信號與其它調制器(如22與26)的輸出信號組合并通過同軸網(wǎng)28傳輸給網(wǎng)終端30、32。
網(wǎng)終端30、32解調及處理在分配給它們的載波頻率上接收的信號。在網(wǎng)終端32中解調器42解調從HFC網(wǎng)28接收的信號。連接在解調器40上的信號分離器42抽取旨在用于控制網(wǎng)終端32的控制信息。信號分離器42的多個輸出連接在附加地址轉換裝置上，這里為地址轉換器44。這一地址轉換器44將地址轉換器10引入的VPI/VCI組合轉換成它們從核心網(wǎng)接收時的地址。隨后將分組傳輸?shù)浇K端46與48。
如果像用于網(wǎng)絡節(jié)點接口上的ATM單元的情況VPI字段為12位及VCI為16位，可利用12位來標識服務區(qū)及用在其中的載波頻率。如果網(wǎng)絡包括32個服務區(qū)，可定義128個載波頻率。對于各服務區(qū)，可利用12位用于標識網(wǎng)終端，并可利用16位用于標識終端。從而在各服務區(qū)中能尋址4096個網(wǎng)終端及65536個終端。
沒有在接口P10上的地址轉換，將可利用16位用于尋址網(wǎng)終端與終端。如果在這一情況中必須尋址4096個NT，用剩下的地址空間只能選擇16個終端。從而只有16個終端能連接在一個網(wǎng)終端上。通過使用按照本發(fā)明的地址轉換在一個連接中能有65536個終端，而對它們所連接的網(wǎng)終端無任何限制。
圖3示出當ATM分組從核心網(wǎng)行進到終端時它所受到的地址轉換序列。來自核心網(wǎng)2的分組具有圖3中所示的VPI/VCI部分3l。在接口P10上，將這一VPI/VCI部分轉換成VPIc/VCI′部分35。這一轉換是通過用VPI/VCI部分作為輸入信號尋址表33并從表33的輸出讀取VPIc/VCI′部分來進行的。表33由圖2中的轉換裝置6保持。如從圖3中可見，完整的地址信息VPI/VCI用于尋址表33。
地址信息35的VPIc部分用于發(fā)送ATM分組到適當?shù)姆諈^(qū)與調制器。地址信息的VCI′部分用于作為對在接口P7上的地址信息的轉換的輸入。VCI′部分用于尋址從中讀取轉換后的地址信息VPINT/VCI″的表37。表37保持在圖2中的轉換裝置10中。部分VPINT指示目的地終端連接在其上的NT的地址，而部分VCI″指示目的地終端的地址。
地址信息VPINT/VCI″的組合39用于作為在接口P2上的地址轉換的輸入。所述VPINT/VCI″的組合用于尋址保持在圖2中的轉換器44中的表41。在表的輸出上可獲得用于尋址終端的按照核心網(wǎng)的尋址方案的VPI/VCI組合。
圖4示出涉及按照圖1的通信網(wǎng)的上游傳輸?shù)脑?。將在終端46或48上始發(fā)的ATM分組作用在地址轉換器76上。網(wǎng)終端32中的地址轉換器76將原始地址信息VPI/VCI轉換成翻譯后的地址信息VPINT/VCIPRIOR部分VPI指示通過它傳輸分組的網(wǎng)終端32。按照本發(fā)明的一個方面，部分VCIPRIOR指示ATM分組必須用來傳輸?shù)姆召|量。選擇器74選擇從轉換器76接收的ATM分組并按照它們的VCIPRIOR指示符將它們傳遞給緩沖器68、70或72之一?？蓪⒕彌_器68分配給帶高位率的恒定位率QoS(CBR)，可將緩沖器70分配給帶有中等位率的恒定位率QoS(CBR)，及可將緩沖器72分配給可變位率(VBR)QoS。
帶高位率的CBR QoS諸如適用于傳輸視頻信號，帶中等位率的CBRQoS諸如適用于傳輸音頻信號，及VBR QoS適用于傳輸與文件傳送一起出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。將緩沖器68、70與72的輸出端上的ATM分組用多路復用器64多路復用到輸出流中。多路復用器通過按照取決于從中讀取分組的緩沖器的優(yōu)先級傳輸分組，計入緩沖器68、70與72的輸出信號的不同QoS性質。很清楚攜帶CBR信號的緩沖器具有比攜帶VBR信號的緩沖器高的優(yōu)先級。在攜帶CBR信號的緩沖器中，分配給高位率流的緩沖器具有最高優(yōu)先級。除了來自緩沖器68、70及72的信號，還有來自網(wǎng)終端32的控制信號作用在多路復用器的輸入上，以便傳送到網(wǎng)絡控制節(jié)點12上。
調制器62在具有分配給該網(wǎng)終端32的頻率的載波上調制多路復用器64的輸出信號。網(wǎng)終端32通過網(wǎng)絡28將多路復用器62的輸出信號傳輸給網(wǎng)絡控制節(jié)點12。在網(wǎng)絡控制節(jié)點中，在解調器56、58或60之一中解調所接收的信號并用對應的信號分離器50、52或54分離信號?？稍谛盘柗蛛x器的分開的輸出端上獲得來自網(wǎng)終端32的控制信息，供在網(wǎng)絡控制節(jié)點12中進一步使用。
信號分離器50、52與54的輸出連接在地址轉換器10的對應輸入端上。這一地址轉換器將VPINT/VCIPRIOR的組合轉換成新地址信息VPIOUT/VCI′。這一轉換是通過用VCIPRIOR指示作為入口讀取表項得到的。交叉連接8將在地址轉換器10的輸出上的ATM單元按照該ATM分組的VPIOUT指示符傳遞給其輸出端之一。交叉連接8的輸出端連接在地址轉換裝置6的對應輸入端上。地址轉換裝置6將VPIOUT/VCI′的組合轉換成該分組的原始目的地地址VPI/VCI。將帶有原始地址VPI/VCI的分組傳送給轉接器4，以便將分組傳輸給核心網(wǎng)2。
圖5示意性地示出當ATM分組從終端46或48行進到核心網(wǎng)時，該ATM分組受到的地址轉換序列。來自終端46或48的分組具有圖5中所示的VPI/VCI部分43。在接口P2上，將這一VPI/VCI部分轉換成VPINT/VCIPRIOR部分47。這一轉換是通過用該VPI/VCI部分作為輸入信號尋址表45并從表45的輸出中讀取地址信息VPINT/VCIPRIOR來進行的。表45由圖5中的轉換裝置76保持。如從圖5中可見，整個地址信息VPI/VCI用來尋址表45。
地址信息47的VPIPRIOR部分用來通過能提供按照地址部分VCI′所指示的適當服務質量提供傳輸?shù)穆窂桨l(fā)送ATM分組到網(wǎng)絡控制節(jié)點12。地址信息的VCI′部分用作地址信息轉換的輸入。
在接口P7上，地址信息47的VCI′部分用來尋址表49，從中讀取經(jīng)過轉換的地址信息VPIOUT/VCI′。表49保持在圖4中的轉換裝置10中。部分VPIOUT指示應將該分組傳送到的交叉連接8的輸出端。
地址信息VPIOUT/VCI′的組合51用作在接口P10上的地址轉換的輸入。所述VPIOUT/VCI′的組合用于尋址保持在圖5中的轉換器6中的表53。在表53的輸出端上，可獲得按照核心網(wǎng)的尋址方案的VPI/VCI組合，供提交分組給轉接器4。
觀察到在接口P10、P7與P2上的地址轉換對上游與下游非常類似。這使得轉換單元6、10與76能用于下游與上游通信量。
權利要求
1.一種包括多個耦合到一次節(jié)點上的多個二次節(jié)點的通信網(wǎng)，所述一次節(jié)點配置成用于按照分組中的地址信息傳輸所述分組到二次節(jié)點。其特征在于該通信網(wǎng)包括地址轉換裝置，用于從地址信息的一部分確定具有比地址信息的所述部分更大的地址空間的轉換的地址部分，及在于該通信網(wǎng)包括按照該轉換的地址部分中的信息選擇分組的路由的路由選擇裝置。
2.按照權利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于一次節(jié)點配置成用于接收包含標識二次節(jié)點的地址信息的分組，及在于一次節(jié)點包括進一步地址轉換裝置，用于將所述地址信息轉換成包括指示傳輸資源的第一部分及指示二次節(jié)點的第二部分的地址信息。
3.按照權利要求2的通信系統(tǒng)，其特征在于通信網(wǎng)包括附加地址轉換裝置，用于將轉換后的地址部分轉換回一次節(jié)點所接收的分組中所存在的地址信息。
4.按照權利要求2的通信網(wǎng)，其特征在于該通信網(wǎng)包括在一次節(jié)點與二次節(jié)點之間的中間節(jié)點，及在于該中間節(jié)點包括該附加地址轉換裝置。
5.按照權利要求2、3或4的通信網(wǎng)，其特征在于該通信網(wǎng)包括交叉連接裝置，用于傳遞分組到地址信息的第一部分所指示的傳輸資源，及在于進一步的地址轉換裝置配置成在將分組作用在交叉裝置上之前轉換地址信息。
6.供在配置成從另一個節(jié)點接收分組交換的數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)中使用的節(jié)點，其特征在于該通信網(wǎng)包括地址轉換裝置，用于從分組交換的數(shù)據(jù)中的一部分地址信息確定具有比地址信息的所述部分更大的地址空間的轉換后的地址部分，及在于節(jié)點包括路由選擇裝置，按照轉換后的地址部分中的信息來確定分組的路由。
7.一種包括按照所述分組中的地址信息將分組從一次節(jié)點傳輸?shù)蕉喂?jié)點的通信方法，其特征在于該通信方法包括從一部分地址信息確定具有比地址信息的所述部分更大的地址空間的轉換的地址部分，及在于該通信方法包括按照轉換的址部分中的信息選擇分組的路由。
8.按照權利要求7的通信方法，其特征在于該方法包括接收包含標識二次節(jié)點的地址信息的分組，及在于該方法包括將所述地址信息轉換成包括指示傳輸資源的第一部分及指示二次節(jié)點的第二部分的地址信息。
9.按照權利要求8的通信方法，其特征在于該通信方法包括將經(jīng)過轉換的地址部分轉換回出現(xiàn)在一次節(jié)點所接收的分組中的地址信息。
10.按照權利要求7、8或9的通信方法，其特征在于該通信方法包括用交叉連接將分組傳遞到用地址信息的第一部分所指示的傳輸資源，及在于該方法包括在分組進入交叉連接之前轉換地址信息。
全文摘要
在ATM通信網(wǎng)中,要傳輸給用戶的ATM單元具有包括VPI/VCI指示符的地址字段。在大型網(wǎng)絡中能發(fā)生能被所述VPI/VCI指示符覆蓋地址空間。通過利用地址轉換器(10)將一部分VPI/VCI指示符轉換成具有比該部分VPI/VCI指示符更大的地址空間的新地址,便能尋址大量用戶。
文檔編號H04Q11/04GK1249097SQ98802935
公開日2000年3月29日 申請日期1998年11月2日 優(yōu)先權日1997年11月4日
發(fā)明者C·J·L·范德里爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司