[发明专利]拥塞免除

说明书

现有公共交换电话网(PSTN)在恒定比特率通道上携载话音服务，该通道在呼叫期间被用到；因此拥塞仅在呼叫建立时发生。

现有包交换公共数据网(PSPDN)在虚拟通道上携载以包为单位的数据，虚拟通道是在载体上被统计多路复用。拥塞可能在任何时候发生，但数据的完整性由以链路到链路工作的综合高电平数据控制(HDLC)协议来保护。

PSTN携载数据是低效率的，因为无论它是否携载信息；该通道占用带宽。

PSPDN不能携载话音会话，因为统计多路复用和综合HDLC协议引起延迟变化。

为携载上述两种信息流类型的混合，要求异步传送模式(ATM)网；它的信息流特征和特点因此既与PSTN，也与PSPDN根据不一样。本发明是鉴别和提供在ATM底层结构的访问层中处理不同信息流类型的解决办法。

按照本发明，一个交换异步传送模式(ATM)网被提供，该网包括许多交换器，并在或靠近网络输入端上有一组三个先进先出(FIFO)缓冲器，用于接收组成ATM信息流的呼叫，缓冲器是分别用于ATM信息流的恒定比特率(CBR-Constant Bit-Rate)信息流、持续单元速率(SCR-Sustainable Cell-Rate)信息流和可用比特率(ABR-Available Bit-Rate)信息流形式，来自SCR和ABR缓冲器的输出速率通过当缓冲器的内容超过上规定值时将缓冲器的输出速度增加一小的增量并当缓冲器的内容小于下规定值时将输出速率减小一小的增量的办法来控制。

下面参照附图并结合例子来介绍本发明，其中附图为：

图1示出说明在本发明中使用的ATM访问上流缓冲器的方块图；

图2示出说明如本发明中所实现的信息流成形和拥塞免除的方块图；以及

图3示出说明本发明的ATM流程控制环的方块图。

国际电信联盟(ITU)研究组13认可三类ATM信息流；这些是：

^*恒定比特率(CBR)(A类)

主要携载话音。

^*持续单元速率(SCR)(B类)

主要携载可变化特率话音。

^*可用比特率(ABR)(Y类)

用于携载数据。

这些信息流类型中的一个在建立时间上与每个虚拟通道有关。

SCR和ABR信息流类型一起被定义为脉冲串的，即由虚拟通道(VC)占用的瞬时带宽是经常在变化的。

脉冲串VC的平均带宽实质上小于峰值带宽。ATM交换器将在它的包括存储缓冲器的输出端口上提供多路复用功能，其允许多个源排队访问运载工具，因而缓和信息流流量。当许多脉冲串通道被携载在一个运载工具中时，导致缓冲器队列的有限存储器溢出的峰值重合的可能性是相对地低的。因此，基于接近平均值的虚拟通道带宽选定网络的规格是可能的，这比基于峰值带宽来选定的情况能携载多得多的通道，称之为系统的“统计增益”。

所提供的服务质量以单元丢失概率为单位取决于最大允许峰值通道带宽(通道带宽越小，所携载的通道数目越大；因而与运载工具的统计平均值的标准偏差越小)、交换器中存储缓冲器的大小(缓冲器越大，脉冲串积分的周期越长)以及进入交换器的信息流流量的“脉冲串特性”。

限制VC峰值带宽是系统控制的功能，管辖所提供功能的VC和交换器存储缓冲器都要求相对地小，以降低成本和避免过分的延迟。然而，在访问网络中脉冲串信息流可以是“经过调节的”，以便在进入交换网络之前达到较缓和的信息流流量。一个大的存储缓冲器安放在访问网络入口点附近。所有脉冲串信息流(SCR和ABR类型)被引导经由这个缓冲器。然而，SCR信息流(对延迟和延迟的变化比ABR信息流更敏感)被赋予从缓冲器流出的更高的优先权。

CCR信息流已经是“缓和的”，话音质量将受到延迟的损害，因而这个信息流类型将使用具有超过脉冲串缓冲器优先权的单独的和较小的缓冲器，以访问上流。

上流缓冲器的总的结构示于图1；然而，它自己的简单的缓冲器不足以缓和信息流流量。如果输出速率比平均输入速率大得多，则缓冲器中的队列将几乎是空的，输出将保留大部分输入端的脉冲串。输出因此必须是速率被控制的，以便建立完全模仿CCR通道的信息流流量的一个信息流流量。然而，如果输出速率太受限制，那么缓冲器将填满并可能溢出；因此，要求一个反馈机制，其制约输出流量到是以在缓冲器中维持相当恒定的水平。