[发明专利]宽带交换系统

说明书

本发明涉及一种用于交换异步传送数据信元的宽带交换系统和一种交换异步传送数据信元的方法。

已知的用于交换异步传送信元的宽带交换网络中，预定级别的带宽被分配给连接第一用户和第二用户的传输信道。在某些这样的系统中，提供一条通信信道需要一段相当长的时间，特别是租用线路，并且为根据特定的终端和所传送的信息量建立或修改这种连接需采用人工措施。因此，作为连接总费用的一部分，用户必须付一定价格的费用，而不论是否使用该连接均需付费。

改进系统已提出或已可用。具体而言，只要为终端设备配置可通过发出信令命令并响应网络发出的类似命令而建立连接的设施，就有可能在拨号时建立连接。

利用永久性电路支持专用通信网已很普遍。对这种电路的需求预计将增至2Mbit/s以上的宽带速率，这些电路传送着从多个数据源复用而来的突发性的信息，也可能包括以恒定比特率传输并对时延敏感的信息，如话音传输和恒定比特率的视频。

异步传送模式(ATM)信元都有一个48个八比特组的固定信息域来传送用户业务信息或用户产生的控制信息(信令)。这两种类型的数据传输通过设置信元信头中的虚路径(VP)和虚通路(VC)值来区分。ATM信元信头中的另一个域是信元丢弃优先级，用来区分低优先级和高优先级的信元。在发生拥塞时，低优先级的信元将首先被丢弃。

对于基于ATM的网络中的专用电路来说，所要的路由，所需的带宽，以及服务质量(QOS)是通过网络管理程序来设置的。这些专用电路也被称为永久性虚通路(PVC)，因为并没有实际的物理通路，只有一个VP/VC值或“标记”和交换机中存储的信息一起来判定路由，预留带宽和满足QOS需求。

已知的永久性通路的一个缺点就是，即使在用户没有信息要传的时侯带宽仍被保留分配给电路。这意味着用户要比只在需要时才使带宽可用付更多的费用。这里假设计费与预留的带宽有关，这在公用网运营者可能采用对虚通路计费时不一定正确。但是，预计在将来基于预留的带宽计费将成为一个重要的因素。

一般的做法是建立一条永久性虚通路使其只在一天的某几小时或一星期的某些天可用。这种做法的难点在于它不允许用户快速地改变使用模式，而且只能大概地反映用户需要的用法。

另一种做法必须向用户提供一条与网络管理层的独立通信信道，从而允许永久性虚通路被重新配置。这种做法的难点在于会造成在用户开始使用虚通路之前有一些时延。

第三方案是在网络的每个交换节点引入一种设备，它能识别指示应分配给通路多少带宽的快速资源管理信元。这种方案的难点在于需被不同厂商的交换设备识别的带宽请求信元没有一个国际公认的标准。

根据本发明的第一方面，一种宽带交换系统，包括至少一个入口用于到相应信号源的连接和至少一个出口用于到接收系统的连接，交换系统有至少一个将携带信息的异步传送数据信元从入口传送到出口的交换机，系统控制装置通过上述交换机接收并建立人口和出口之间的连接，带宽控制装置用来回送一指示信号至人口并传送给信号源，检测信号源送到入口的输入信元，并自动响应上述信元检测使系统控制装置为将信元传送至出口分配预定的带宽。

在实践中将会发现，预定带宽的自动分配可能发生在输入信元被检测到后的一段时间内，因为不一定立即有所需带宽供分配。

用这种方法建立的连接特别适合于对带宽敏感的传输，如在连网PC之间的数据传输。这是因为一旦带宽被分配，它就保持在预定的级别上。而上述类型的传输在低于预定的带宽级别(事先算好足够满足可靠传输的预登记的级别)时就不能可靠地工作，因此如果达不到上述级别，就不应分配带宽，即不分配较低带宽。

但是，在某些情况下带宽控制装置可给一信号源分配比该信号源预定带宽低的级别，同时降低入口收到的信元的优先级，使得送给交换机的未降级的信元的带宽不超过分配的带宽。这在预定级别的带宽在系统中不再可用时经常发生。

一旦信元被降级，在系统过载，即有比系统可用带宽所能传送的更多的信元需要传送时，系统将丢弃这些信元。因此，在使用这种可选的降低优先级的模式传输时用户将冒可预知的一条消息中的某些信元不被传输的风险。一般采用的信元删除技术是一种“智能”技术，不是随机地删除信元(从而破坏无数条消息)，而是尽可能地只从一条消息中删除信元。

带宽控制装置可包括反馈装置，它用来传送从一张由固定带宽等级和信号源相关联的存储表提供的一个带宽指示信号得到的信元速率值。存储表位于系统控制装置及/或带宽控制装置中。信元速率值被回送给入口并传给认定的信号源以向信号源指示允许的到该入口的信元输入速率。