[发明专利]异步传递模式交换机及其控制方法

说明书

本申请是申请号为“94101688.9”、申请日为“940129”、题为“受控接续异步传递态交换机”的分案申请。

发明领域

本发明涉及异步传递模式(ATM)交换机，尤其涉及ATM交换机系统内信息流控制和等时业务的实现。

背景技术

异步传递模式(ATM)也称为“传递元中继”，是一种基于电信标准的技术，设计来满足公用网在很宽的数据速率范围内数据同时复用和交换的要求。这些要求产生于正在出现的多媒体、高速数据和图像通信等各种应用。ATM是一种基于快速分组交换原理的统计复用和交换方法，与目前数字交换机所采用的电路交换技术完全不同。ATM为声音、数据和图像通信配置专用的电路，将每一类通信业务中的信息流划分成各个“传递元”，每一传递元包括指定该元内所载信息发送去处的地址或流向。流向指令以标志符的形式加在该元所载的信息中，当该传递元经过ATM交换机时，由该交换机处理。

促进人们设计宽带ATM交换机结构的因素有多种：

1.适应声音、图像、数据等形形色色业务的需要；

2.交换机工作时所必需的高速度(从155Mb/s到超过1.2Gb/s)；

3.数据通信的猝发性。

如果通信网继续在中央位置部署大型交换机，那么就要有大容量ATM交换机。假定这样一套交换机为50,000至100,000个用户提供服务，且每一用户工作速率为SONETSTS-3(155Mb/s)，则交换机对用户接口的总用户接续容量每一流向约为10万亿位每秒(Tb/s)。如果任一时刻仅有十分之一的用户使用分配到的接续容量，那么该大容量ATM交换机的核心必须交换约1Tb/s的业务，这一数值比现有的市内数字交换机的容量大若干数量级。

以往曾有人提出几种高性能分组交换结构。它们可以归类为不同的层次结构一内部缓冲器，输入缓冲器，输出缓冲器，共用缓冲器或这些缓冲器的各种组合。内部缓冲的交换机包括缓冲榕树状(banyan)网络。假定榕树状交换机在中间级具有单个信息元缓冲器，并具有平衡和均匀的业务模式，则其最大的通过量仅为大容量ATM交换机要求值的大约45％。输入缓冲的结构包括带振铃保留的分批榕树状(Batcher-banyan)网络，或者包括具有并行集中共抢判决的自选路纵横制网络。由于“排头居先”(HOL)造成的阻塞，其最大通过量约为所需值的58％。其它如允许每一输入端口的两个传递元与其余传递元竞争的技术将输入缓冲结构的最大通过量提高至所需值的约70％。

其余类型的ATM交换结构各有其优点。例如，带输出缓冲的交换机已被证明在大型的交换结构中具有最佳的延迟/通过性能。共同缓冲器结构则表明其极大地改善了存储器利用率。已有技术中其余的交换机包括那些配备有混合的输入、输出缓冲器的交换机以及带有内部及输出缓冲器的阳光(Sunshine)交换机。除了点对点交换机之外，还有人提出了几种一点对多点的ATM交换机。

每一类交换机结构有其自身的优点和不足。例如，分批榕树状网络比纵横制网络交换单元少，但由于各级之间的互连线不等同，并且线长差别随着网络增大而加剧。所以在每一级使所有信号同步的难度较大。相反，纵横制网络有较多单一和常规的互连线，使同步较方便，但交换单元较多。

所有的已有技术交换机，以及当前在ATM交换领域中的大多数研究发展方向都是开发数量更多和更复杂的交换核心，以便提供在最大设计业务负载下工作的大型中央交换机所必需的交换容量。这类交换机中已经设计了采用十二块以上ATM芯片的网络，以提供确保传递元通过交换核心概率高所必需的大缓冲器和多重路径。但是，也很需要为各种通信网中小规模中继节点而最优化设计的高质量ATM交换机。已有技术ATM交换结构无论规模大小，都未利用接续控制解决容量、通过量和呼损问题，都不能提供等时服务。

发明内容