信元定位器的製作方法

2023-08-13 13:08:01

專利名稱：信元定位器的製作方法
當終接同步的多路復用諸如成幀的2048kb/s鏈路時，在定時功能單元上已使用定位器，其中該功能單元的時鐘和同步多路復用不能認為是相同頻率和相位。
使用定位器是指容忍(雖然勉強地)一些滑動的同步業務。定位器的設計特性是如果達到其緩衝的極限，則執行受控滑動。定位器不僅必須能夠接受接入流的任何相位，而且還必須包括足夠的滯後以適應由網絡引入的延遲偏差。
定位器的使用也可擴展到由基於信元的異步轉移模式(ATM)虛信道傳遞的數據，因此正常標稱比特率的業務可從ATM多路復用轉移到期望相同的正常標稱比特率業務的功能單元。這樣的定時功能單元可以是同步交換器或數模解碼器。
異步業務特徵在於以分組、幀或信元傳遞，信元是通常用於ATM業務的術語。ATM信元是固定長度並且能傳遞固定數量的恆定比特率業務數據。
當定位器滑動時，如果業務到達太快，則它一定丟失固定數量的數據。如果業務到達太慢，則或者重複固定數量的數據或者插入固定替代的數據集。
所述的虛擬信道ATM信元定位器適合於信元流，該信元延遲偏差不大於該信元流的平均信元到達速率。因此信元定位器對於低比特率電路如64kb/s是合適的。
根據本發明，在功能單元終接異步轉移模式(ATM)復用數據流中，不包括幀定位信號的虛擬信道數據在信元中傳遞，每個信元具有一個消息序號，信元定位器包括多個信元緩衝器，每個信元緩衝器存儲包含在單元信元中的有效負荷數據，信元緩衝器根據消息序號的較低有效位有條件地加載，假定該消息序號不對應於被拆包的信元緩衝器的消息序號，而且在信號緩衝器被拆包或者以插入信元代替空信元緩衝器之前不大於消息序號的預定數M；和根據組合的拆包器和滑動算法的條件排空該信元緩衝器以形成與該功能單元的時鐘和幀開始信號對準的連續數據流；在有效信元沒有到達時插入信元格式發生器，使得以該連續數據流中的插入信元代替丟失的信元；和超時功能，該超時功能在收到每個有效信元之後被清除和重新開始，以便如果超時應到期使組合拆包器和滑動算法重新開始。
拆包器包含足夠信元緩衝器以處理期望的延時偏差，2個信元緩衝器的延遲偏差為小於2毫秒，而4個信元緩衝器的延遲偏差為多達6毫秒。
當信元加載在拆包器內的信元緩衝器中時，滿/空二進位標記設置為滿並且清除和重新開始超時。當信元緩衝器剛完成排空時，其滿/空二進位標記設置為空。
還提供定位一個ATM虛似信道信元流的方法，ATM復用的信元流包括一個拆包器，其中組合的拆包器及滑動算法定義如下如果在信元(n)拆包期間兩個連續時刻，或者產生插入信元代替信元(n)，在信元(n)的B字節已拆包之前信元(n+M)到來，則廢棄被拆包的或以插入信元代替的下個信元的前S字節，以便引入S字節的前向滑動；否則，如果在完成信元(n)拆包或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，已接收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包並且變為新的信元(n)；或者如果在完成信元(n)的拆包或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，還沒有收到信元(n+1)，則信元(n+1)以插入信元代替並且變為新的信元(n)；除非在代替信元(n)的插入信元開始的S字節期間內收到丟失信元(n)，則通過在S字節後停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字節的後向滑動。
當M=3時，B=47位元組和S=47位元組；當M=2時，B=47位元組和S=23位元組；當M=1時，B=15位元組和S=16位元組。
現在參照附圖通過例子敘述本發明，其中

圖1表示拆包器的典型配置和信元定位器功能；相對於打包器的模數變換器和數模變換器的典型配置；圖2表示一個47(或23)字節調節信元定位器；圖3表示一個16位元組調節信元定位器；圖4表示用於47位元組調節信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖5表示用於23位元組調節信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖6表示用於16位元組調節信元定位器的組合拆包器和滑動算法；圖7提供圖4至6的鍵；
圖8表示圖4至6的算法的比較定時圖。
本發明的目的是使通過圖1所示的異步轉移模式(ATM)網絡時由64kb/s電路引起的額外延遲影響和延遲偏差最小。
引入到64kb/s電路的延遲偏差將被清除但以附加一些另外延遲為代價。
有許多情況是對於多於一條的64kb/s電路(如144kb/s ISDN鏈路和2Mb/s鏈路)外部接口具有一個公共時鐘，因此必須使用定位技術。
根據必須提供的信元延遲偏差，使用信元定位器裝置對圖4、5和6所示的一個組合的拆包器和滑動算法工作來執行來自信元的47位元組數據的拆包。
為了性能監視在該網絡中的電路，附加的操作與維護(OAM)信元也可通過該網絡偶爾地發送。這意味著必須確定ATM網絡的大小來傳遞業務的128kb/s脈衝串而不導致信元丟失或者超過總網絡延遲偏差值。打包功能必須規則地每5.875ms產生一個普通信無(非OAM信元)。
因此即使在存在OAM信元時，總的單向端對端網絡延遲偏差需要小於5.8ms、2.8ms或1.8ms(這取決於所用的組合拆包器和滑動算法)，如果避免了滑動的話。
滑動比惡化的數據多得多地影響業務特別對數據機業務、加密數據和視頻編碼。因此這些組合的拆包器和滑動算法目的在於減少出現滑動的危險。
滑動可包括清除數據的47(23或16)字節或者加上數據的47(23或16)字節的插入序列。
如果出現信元滑動，則不應出現另外的信元滑動，直至已出現至少+或-5.8ms(2.8ms或1.8ms)的另外相移為上。
如果本機基準時鐘與原始64kb/s數據源沒有相位關係，則可出現規則的滑動。但是，如果分別在對應於US 4368531和US 4617659的專利號GB2063624和GB2151437中公開的，它們出現比幀定位器少47(23或16)次。信元定位器保證不出現不必要的信元滑動，不論此信元滑動是由於安裝、延遲的信元、丟失/惡化的信元或附加信元引起的。由ATM自適應功能即打包、拆包和信元定位功能增加的總環路延遲實際上應保持在約24ms(18ms或16ms)的一個常數上。
額外的自適應延遲值24ms(18ms或16ms)應該用於從初始化同步的網絡，直至出現至少15ms斷開為止，假定不超過5.8ms(2.8ms或1.8ms)的延遲偏差值。
24ms(18ms或16ms)的自適應延遲是在該初始路徑環路延遲之外；該初始路徑環路延遲是由傳輸傳播延遲、傳輸復用延遲、ATM交換延遲、ATM緩衝延遲、模數及數模延遲(如果適用的話)和專用網延遲(如果適用的話)產生的。ATM交換與緩衝延遲是在中斷元後延遲每個方向中的第一信元的那些ATM交換與緩衝延遲。
自適應環路延遲主要由每方向5.875ms的打包器與拆包器延遲構成和每個定位器具有在初始化時保持5.875ms(2.875ms或2.000ms)數據價值。如果由於自由運行本機基準出現信元滑動，則環路延遲可遞增或遞減5.875ms(2.875ms或2.000ms)。如果延遲偏差超出5.8ms(2.8ms或1.8ms)，則二個定位器可遞增或遞減5.875ms(2.875ms或2.000ms)。
該信元定位器的三個兼容的組合拆包器和滑動算法可用於滿足未來網絡要求。
正常附加恆定環路延遲近似於對如圖2所示的使用47位元組調節的兩端為24ms；對如圖3所示的使用23位元組調節的兩端為18ms；對如圖4所示的使用16位元組調節的兩端為16ms；如果兩端使用不同算法則得到一個平均值。
取決於使用哪種算法，出現的任何滑動引入5.875ms或2.875ms或2.000ms的相移。
在初始化之後，如果ATM網絡信元延遲偏差小於5.8ms、2.8ms或1.8ms，則應無滑動。
一個ATM信元定位器包含4個信元緩衝器，47位元組的每個字節可用於47、23和16位元組調節算法，如圖2和3所示的。
這些算法已用於減小信元滑動的機會。這些算法初始化至該緩衝器工作範圍的中心位置。它們不進行單個字節滑動，但是在實際需要時滑動47(23或16)字節。
因為信元定位器初始化至其中心位置，這產生24ms(18ms或16ms)的附加環路延遲。在端對端網絡連接時，這個附加延遲通常應保持在那個值上，除非有明顯的信元延遲偏差。
嘗試初始化的條件是
所有信元緩衝器都是空的；和由於收到有效信元，2.5標稱信元期間已過去(15ms)。(有效信元必須具有適當的序號)。
一旦「嘗試初始化」狀態已出現，如果從任何序號收到信元，則接受它並且在等待5.875ms(2.875ms或2.000ms)之後，然後拆包開始。
如圖2所示，具有4個信元緩衝器的信元定位器可被控制以便執行三個算法之一，這些算法由圖4、5和6中的三個表及下面說明性的注釋定義。
如圖3所示，只有2個信元緩衝器的信元定位器只能操作由圖6所示的表定義的16位元組調節算法。
當信元接收入四個信元緩衝器之一時，它被寫入對應於該信元序號的最低有效2位的緩衝器中。因此使用四個信元緩衝器，儘管在23位元組調節表中只表示三個信元緩衝器。
對於由如圖3所示的信元定位器使用的16位元組調節算法，需要信元序號的最低有效位來定義該信元緩衝器。
如果信元被拆包，則它被定義為信元n。正常地，信元n+1變為下一個信元n。在內部信元周期期間拆包信元。
如果其信元序號滿足在該表中規定的條件，目前信元的序號是已知的，則只接收這些信元。
在每個內部信元周期的開始完全空的狀態可能是所示的A至F，(A至E)或(A至D)狀態之一。
對於47和23位元組調節算法，在內部信元周期期間，對一些滿/空狀態可接受多達兩個信元。如果接受兩個信元，則它們必須以正確順序到達。
「轉到」指示確認下一個內部信元周期開始的滿/空狀態。
對於16位元組調節算法，一個早先信元定義為在比前個信元少15位元組或者插入信元已拆包時到達的信元。如果它早5.875ms(47位元組)或更多到達，則由於在序列之外而被拒絕。
權利要求
1．在功能單元中終接異步轉移模式(ATM)復用數據流時，在信元中傳遞不包括幀定位信號的虛擬信道數據，每個信元具有消息序號，信元定位器包括多個信元緩衝器，每個信元緩衝器存儲包含在單個信元中的有效負荷數據，信元緩衝器根據該消息序號的較低有效位有條件地加載，假定該消息序號不對應於被拆包的信元緩衝器的消息序號，而且在拆包信元緩衝器之前或者空信元緩衝器以插入信元代替不大於消息序號的預定數M；以及根據組合的拆包器和滑動算法的條件排空信元緩衝器以形成與時鐘和該功能單元的幀開始信號同步的連續數據流；在有效信元沒有到達時插入信元格式發生器由連續數據流中的插入信元代替丟失信元；以及超時功能，在收到每個有效信元之後超時功能被清除並重新開始，以便如果它完成時重新開始組合的拆包器和滑動算法。
2．根據權利1的信元定位器，其中組合的拆包器和滑動算法定義為如果在信元(n)拆包期間或產生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在信元(n)的B字節被拆包之前到達信元(n+M)，則被拆包或者以插入信元代替的下個信元的前S字節被廢棄，以便引入S字節的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失的信元之後，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包並且變為新的信元(n)；或者如果在信元(n)的拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，還沒有收到信元(n+1)，則以插入信元代替信元(n+1)，並且信元(n+1)變為新信元(n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的S字節期間內收到丟失信元(n)，則通過在S字節之後停止該插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字節的後向滑動。
3．根據權利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少2個信元緩衝器；和滑動是16位元組的，使得組合的拆包器和滑動算法被定義為如果在信元(n)拆包期間或產生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在15位元組信元(n)已拆包之前到達信元(n+1)，則廢棄被拆包或以插入信元代替的下個信元的前16位元組，以便引入16位元組的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包並且變為新的信元(n)；或者如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，沒有收到信元(n+1)，則以插入信元代替信元(n+1)，並且信元(n+1)變為新的信元(n)，除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的16位元組期間內收到丟失信元(n)，則通過在16位元組之後停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得16位元組的後向滑動。
4．根據權利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少4個信元緩衝器和滑動是23位元組的，使得組合的拆包器和滑動算法被定義為如果在信元(n)拆包期間或產生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在信元(n)的所有字節已拆包之前到達信元(n+2)，則被拆包或以插入信元代替的下個信元的前23位元組被廢棄以便引入23位元組的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，已收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包並且變為新的信元(n)；或者如果信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，沒有收到信元(n+1)，則信元(n+1)以插入信元代替並且變為新的信元(n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元開始的23位元組期間內收到丟失信元(n)，則通過在23位元組之後停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得23位元組的後向滑動。
5．根據權利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少4個信元緩衝器，和滑動是47位元組的，使得組合的拆包器和滑動算法定義為如果在信元(n)拆包期間或者產生插入信元代替信元(n)的兩個相連時刻，在已拆包信元的所有字節之前到達信元(n+3)，則被拆包或以插入信元代替的下個信元被廢棄，以便引入47位元組的前向滑動；否則如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，收到信元(n+1)，則信元(n+1)被完全拆包並且變為新的信元(n)；或者如果在信元(n)拆包完成或產生插入信元代替丟失信元(n)之後，信元(n+1)未收到，則以插入信元代替信元(n+1)並且信元(n+1)變為新信元(n)；除非如果在插入信元代替信元(n)期間收到丟失信元(n)，則通過完成插入信元，然後拆包接收的信元(n)取得47位元組的後向滑動。
全文摘要
異步轉移模式(ATM)復用數據流終止在功能單元,虛擬信道數據在相同數據流的信元中傳遞,拆包器有多個信元緩衝器,每個緩衝器存儲包含在單個信元中的有效負荷數據,緩衝器根據由每個信元傳遞的消息序號順序地加載並且根據拆包器算法排空以便形成非連續的數據流;在有效信元沒有到達時插入信元格式發生器以非連續數據流中的插入信元代替丟失信元,和在每個信元已拆包之後或者有時在已產生插入代替信元之後啟動超時功能發生器。
文檔編號H04J3/06GK1210640SQ97191990
公開日1999年3月10日 申請日期1997年1月17日 優先權日1996年2月2日
發明者G·蕭邦 申請人:Gpt有限公司