異步轉移模式傳輸方法和裝置的製作方法

2023-05-30 14:45:06 1

專利名稱：異步轉移模式傳輸方法和裝置的製作方法
作為基於ATM(異步轉移模式)的交換方法的節省資源的變種，AAL(異步轉移模式適配層)類型2交換要求虛擬信道連接(VCC，以下稱為「AAL類型2路徑」或簡稱「路徑」)作為AAL類型2連接的載體。AAL類型2路徑可以作為永久性路徑(PVC VCC)或交換式路徑(SVC VCC)提供，或者作為軟PVC VCC提供。本發明的目的是使網絡部件能夠根據網絡承載的業務量，以靈活動態且可預期的方式建立SVC(交換虛電路)路徑，以及在業務量減少時釋放SVC路徑。
已知的解決方案只使用PVC作為路徑。目前未知正在用或打算用SVC作為路徑的方案提供商或出版物。
本發明的目的是使網絡部件能夠根據業務量，以靈活動態且可預期的方式建立SVC路徑，以及在業務量減少時釋放SVC路徑。此目的由權利要求和說明書中闡述的方面達成。
路徑的建立和釋放由接入資源管理控制。資源管理的重要要素是一種機制，它使用(可管理或預設的)門限值識別當前可用的路徑容量是否足夠，或者路徑容量釋放太多。每當請求資源(帶寬、AAL2類型信道)用於建立AAL類型2連接(「按呼叫調用」)，或將要釋放AAL類型2連接資源時，執行路徑容量的驗證。依賴於驗證結果，資源管理髮起新路徑的建立，釋放待用路徑，或者決定使路徑配置保持原樣。專門為此任務提供的交換部件利用合適的信令，執行建立和釋放路徑所必需的功能。這些交換部件以及參與呼叫建立的其它中間交換部件可能使用學習到的網絡路由信息(該信息通過合適的協議交換)或給予的路由信息建立新路徑。而且，這種路由信息還可由那些交換部件在選擇待釋放路徑時使用。
這種解決方案的優點之一是減少了網絡運營商提供的管理工作。另一優點是使基於ATM的虛擬傳輸路徑適合當前的業務量，這是由網絡部件自動控制的。本發明允許及時地提供那些AAL類型2通信量，而無需幹擾通信量。
以下對本發明實施例的說明和附圖進一步公開了本發明的可能特徵和優點。
動態AAL類型2路徑交換0.1附圖和表格列表

圖1連接控制部件；圖2AM數據結構；圖3路徑預留圖4連接A2SC和LIC；圖5斷開A2SC和LIC；圖6通信流；圖7消息參數；圖8發起端點處的路徑建立；圖9目的端點處的路徑建立；圖10發起端點處的路徑釋放；圖11目的端點處的路徑釋放。
0.2縮寫
0.3概述AAL類型2交換依靠虛擬信道連接(VCC)作為AAL類型2連接的載體。VCC可以用永久性VCC(PVC)、交換式VCC(SVC)或者交換式PVC(亦稱軟PVC)表示。本說明書重點放在SVC上。如果需要軟PVC實現，則先決條件是能夠交換虛擬信道的能力。
使用交換式虛擬信道而非PVC的優點是明顯減少了管理工作。運營商不會被迫一開始就在網絡中建立PVC以及為了管理最新的PVC連接資源的目的連續測定通信量。網絡動態和自動地為流經它的通信流建立所需的AAL類型2路徑。
不過，必須支持混合操作。小網絡的運營商可能更喜歡PVC解決方案。其它運營商則可能決定在接入側(連接RNC)使用PVC，但支持與網絡緊密配合的SVC。
0.4信令參考標準，Q.2931的ITU-T修訂定義了對現有信息元素的擴展或其它信息元素，現有信息元素例如AAL參數IE或使用SVC支持AAL2類型交換的通用傳輸標識符。
ATMF論文明確地提出了DSS2信令協議，例如UNI信令4.0(它可視為與Q.2931相同)或AINI和PNNI。
標準化實體已經開發出AINI信令，用於尤其是PNNI網絡和非PNNI網絡之間的網間通信。
由於無人從將SVC路徑用於AAL類型2交換的角度討論ISUP，故所推薦(以及有效假設)的是實現UNI和AINI信令。
到目前為止，現有標準沒有規定建立或釋放基於SVC的AAL類型2路徑時要使用的規程。
0.5連接控制結構(圖1連接控制部件)位於中心的連接控制功能包括AAL類型2連接處理(AAL2控制)以及SVC連接處理(SVC控制)。SVC連接表示AAL類型2連接的路徑。
信令代理(SAG)和相關的信令鏈路終端(SLT)連接到AAL 2控制，而ESIS及其協議處理器(PrH)將為SVC控制服務。
到接入管理器(AM)和網絡路由管理器(NRM)的接口為AAL 2和SVC控制公用。
針對外設，AAL 2控制與連接標識符處理器(CIH)連接，CIH依次處理到服務卡TSC和A2SC的請求，而來自SVC控制的交換請求通過針對A2SC和LIC的資源處理器(RHS)佔用路徑。或者，CIH和RHS可以合併到連接資源處理器(CRH)，共同擁有到連接控制和外設單元的接口。SVC控制不與呼叫控制接口。接受服務的用戶承載控制功能(BCF)只與AAL 2控制通信。
在SVC和AAL 2控制之間不存在直接接口，例如，要通過消息接口。通過AM的連接是間接的，AM確實決定何時建立或釋放AAL類型2路徑。
0.6接入管理器0.6.1接入數據結構接入管理器AM在AAL類型2路徑交換機制中起著核心作用。AM專門用於分配和釋放資源(即用於建立和釋放PVC和SVC路徑承載的AAL類型2連接的資源)，以及像對AAL類型2連接路徑一樣分配和釋放用於建立和釋放SVC連接的資源。
作為DBMS下載單元，AM管理下載時間和接入瞬時數據(transient data)、虛擬路徑連接(傳統ATM範圍中的VPC)、虛擬信道(VC，交換式或永久性)和AAL 2類型信道。這就使AM成為總的與接入相關的資源的持有者，並使之能夠非常有效地決定AAL 2路徑何時需要建立或釋放。
下圖顯示4個分層數據對象層次，從以經由虛擬路徑連接和虛擬信道連接(AAL類型2路徑)的接入開始，直到AAL類型2信道。這裡的目的不是給出一個完整的數據模型。而是突出與AAL類型2路徑交換相關的幾個特性。
從SVC控制的觀點，接入可以是UNI或NNI(AINI)接入(access)。適當的路徑建立或釋放所需的門限值可以附屬於接入或者VPC。
由於AAL類型2路徑交換的緣故，引入了數據對象層「VPC」。就像在標準的ATM交換中一樣，VPC可以承載屬性，例如通信量類型(例如恆定比特率)、最大允許峰值信元速率、SVC選擇方法或AAL類型2通信量類型(語音、數據)。至少要求將現用虛擬信道的累積信元速率作為瞬間數據的一部分。交換式VCC不具有下載數據。諸如當前所用信元速率或現用AAL類型2信道的累積通信量數據需要作為瞬間數據保存。
第三種數據類型(列表，如圖所示)包括數據對象成員。術語「列表」要從通常意義加以理解。所實現的數據結構應確保通過在有效時間內使用各成員的標識符，可以檢索、添加以及刪除成員。
(圖2AM數據結構)0.6.2路徑選擇作為最小的要求，應實現前向和後向順序SVC分配方法。還推薦實現前向和後向循環分配，任選地，可以考慮FIFO排隊機制。
0.6.3路徑監視何時發起新路徑建立或路徑釋放的決定由AM作出，該決定是在每次呼叫基礎上作出的，即只要AAL 2控制呼叫AM以分配或再分配用於AAL類型2連接建立或釋放的資源就要作出決定。AM將當前消耗的路徑容量(累積信元速率、AAL類型2信道數)與給定的門限值作比較。
如果超過關於分配資源的建立門限值，AM就選擇一條新路徑並向SVC控制發送消息，請求建立路徑。SVC控制確認路徑建立完成。現在AM將AAL類型2信道分配給新路徑。
類似地，如果在再分配AAL類型2連接資源時，當前消耗的路徑資源低於釋放門限值，AM就請求SVC控制釋放以前預留的待用路徑。
(圖3路徑預留)一般講，可以為SVC選擇方法設計門限機制。參照以下示例，採用前向順序選擇，將AAL類型2連接分配給可能的序號最低的路徑。因此，AM自下而上填滿，這使位於頂上的路徑成為下一條待釋放的候選者。
如果考慮所有現用路徑資源的總數，就可以實現獨立於SVC選擇方法的門限機制，並且該門限機制將門限值定義為到所有現用路徑可用資源的距離。
0.6.4路徑所有權上述的路徑監視由AM執行，AM為AAL 2連接發起端點分配資源。用這種方式，AM成為路徑的擁有者，並確實可以視為請求路徑建立的用戶。路徑擁有者專門分配路徑標識符。AM在路徑目的端點驗證所請求的AAL類型2連接資源，它必須假定路徑擁有者監視路徑資源。所以，只有路徑擁有者可以釋放路徑。
0.6.5正常工作時，門限機制應確保提前提供路徑資源。不過，有可能出現這種情形提前提供不能保證。只要因管理觸發或呼叫維護觸發使VPC投入使用(再次)，就將沒有路徑存在。利用上述機制，當AM需要給路徑分配AAL類型2連接時，將會檢測到這種情況。AM這時就請求路徑建立，但目前必須拒絕分配資源給AAL 2控制。此問題可以這樣克服AM一收到VPC可用於連接處理的指示(來自DBMS或有可能來自CAM)，就在VPC內自動建立第一路徑。當較短時間內非常大的通信量到來時，可能出現另一種異常情況。
作為很可能不會放鬆呼叫的一般後備解決方案，AAL 2控制任何時候從AM收到「無路徑可用，請求建立」的拒絕指示時，都應在適當延時之後，重新嘗試連接建立。
0.7路由SVC和AAL 2控制通常使用相同的路由選擇，理想的是具有相同的路由接口。
路由管理器應能夠傳遞不同類別的路由結果，例如如果路徑在自身網絡部件中，就傳遞「本地目的地」，或者，如果路徑必須進一步作路由選擇，就傳遞「路由目的地」。終結路徑的標準可能基於被叫方號碼轉換或基於被叫方號碼與自身網絡部件地址的比較。
0.8應支持備選的路由選擇能力。路徑交換連接或斷開的請求由支路處理器發起，並定址到位於SVC控制內的連接資源代理(CRA)。
(圖4連接A2SC和LIC)CRA將接收信息映射成到可靠的資源處理器(將稱之為CRH)的消息，並發送消息，接收證實以及向支路處理器(LH)確認。
示範圖的目的不是規定到外設的消息流。是否要求序列化(如圖所示)取決於進一步的分析研究。為了性能的原因，只要可能就優先使用並行任務。如果要求任何協調功能，則這些功能應由CRA處理。
由CRA執行協調(序列化)在以下情況中還可能是必需的當因SVC控制遭遇故障或者合作裝置(AM或ESIS)發信號表示失敗，引起連接建立中止。支路處理器的釋放規程接著請求過早斷開，儘管以前發出的連接請求尚未完成。
如下圖所示，當斷開路徑時類似的方面很重要。某些路徑建立方案可能要求自動的建立重複嘗試或者備選的路由嘗試。為了性能的原因，同時釋放輸出支路(用LH和ESIS實例表示)，以建立新的支路(利用新的LH和ESIS實例)。考慮針對外設的活動，這意味著，當利用連接請求到達CRA時，斷開請求可能仍在途中。
(圖5斷開A2SC和LIC)下圖顯示，已連接到AAL 2類型服務卡之後通過ATM交換結構的(簡化的)通信流。
(圖6通信流)在左上角中，一條由VPCI＝a和VCI＝b標識的外部路徑已通過LIC作了交換，並終結在A2SC上終點x。對終點y、VPCI＝c和VCI＝c作同樣的處理。箭頭表示主叫方到被叫方的呼叫建立方向。這依賴於接口(無線或網絡接口)，如果是網絡接口，就依賴於選擇的前向或後向承載建立類型。
內部端點u和v之間的點線表示AAL類型2影響範圍，這裡並沒有對其作詳細顯示。
0.9基本路徑建立和釋放現在準備建立和釋放SVC路徑。下表給出了消息流圖中所用的參數表。
(圖7消息參數)0.9.1發起端點處的路徑建立(圖8發起端點處的路徑建立)(1)受AAL 2控制的AM_分配_IND(AM_ALLOCATE_IND)消息觸發，並基於所實現的門限機制，AM作出建立新路徑的決定。AM分配AAL 2控制請求的資源，並確定已超過門限值。所以，AM向SVC控制的支路控制器(LC)發送SVC_建立_REQ(SVC_SETUP_REQ)消息。該消息包含源和目標網絡部件，它們用主叫和被叫方號碼表示。這些信息由AAL 2控制提供給AM，且必需傳送給SVC控制以確保AAL類型2路徑和路徑在整個傳輸網絡中沿著相同的路由。而且，該消息包含連接特性，這些連接特性通過外部信號通知，是執行到外設的路徑交換所需要的。
(2)支路控制器呼叫網絡路由管理器(NRM)，為其至少提供目標網絡部件。也可以提供用作額外的路由選擇標準的某些連接特性以及源網絡部件。NRM返迴路由(接入)，它被包含在發送給支路處理器的CMI_建立(CMI_SETUP)消息中。
(3)支路處理器提供SVC_分配_IND(SVC_ALLOCATE_IND)消息呼叫AM，傳遞接入和連接特性。AM分配VPCI、VCI和路徑標識符，還分配資源。LH將這些數據插入到給ESIS的CMI_建立消息中。同時，LH向CRA發出連接請求(再參見「路徑交換」章節)。
(4)ESIS將CMI_建立編碼插入SETUP(建立)消息，通過其協議處理器將該消息發送給相鄰的網絡部件。定時器監視第一後向消息的到達(按照Q.2931要求)。編碼連接消息傳送給LH。
(5)LH在反向向LC報告之前，等待來自CRA和CMI_連接消息的確認。
(6)LC向AM證實建立，以激活用於傳輸AAL類型2連接的路徑。
0.9.2目的地端點處的路徑建立(圖9目的地端點處的路徑建立)(1)ESIS從其協議處理器接收SETUP消息，並將其解碼，包括接入，並向SVC控制的支路處理器發送CMI_建立消息。
(2)LH呼叫AM以驗證路徑數據(VPCI、VCI、路徑標識符)。AM根據請求的連接特性預留資源。一旦接收到肯定的確認，LH就將CMI_建立發送給支路處理器。
(3)LC呼叫NRM，傳遞源和目標消息，最後還包括額外的路由選擇標準。NRM聲明已到達目標。LC建立到LH的CMI_連接消息，它包含將要終結路徑的指示。
(4)通過解釋終結標誌，LH呼叫CRA，並請求LIC連接到A2SC。在已經收到證實之後，LH將CMI_連接傳送給ESIS。
0.9.3(5)ESIS對消息解碼並通過preceeding鏈路發送該消息。
0.9.4發起端點處的路徑釋放(圖10發起端點處的路徑釋放)(1)AM再分配AAL類型2連接的資源，並查明路徑資源低於釋放門限值。AM呼叫SVC控制的支路控制器，釋放待用路徑。
(2)LC建立CMI_釋放(CMI_RELEASE)消息，並將其發送給LH。
(3)LH將消息傳送給ESIS。同時，LH向CRA發出斷開請求。
(4)ESIS向其後繼鏈路發送RELEASE(釋放)消息，接收RELEASE_COMPLETE(釋放_完成)消息，並向LH發送CMI_釋放_CNF(CMI_RELEASE_CNF)消息。ESIS實例終結。
(5)LH協調CRA斷開證實的到達和ESIS CMI_釋放_CNF消息的到達。如果兩個消息都出現，LH就呼叫AM以釋放VPCI和VCI，(最後還有路徑標識符)，並再分配路徑資源。如果結束，LH就將CMI_釋放_CNF轉發給LC，接著終結。
(6)LC向AM證實，接著終止。AM釋放路徑標識符(如果再分配時尚未完成)。
0.9.5目的地端點處的路徑釋放(圖11目的地端點處的路徑釋放)(1)ESIS從其相鄰的網絡部件接收RELEASE消息，對該消息解碼，並將CMI_釋放_消息轉發給LH。
(2)LH通知LC。
(3)LC響應CMI_釋放_CNF並終止。
(4)LH向CRA請求斷開路徑。一旦接收到肯定回答，LH就呼叫AM以便再分配資源。最後，LH向ESIS確認並終止。
(5)ESIS通過它的外部鏈路發送釋放_完成(RELEASE_COMPLETE)消息並終止。
0.10定時器ESIS按Q.2931要求提供定時器。
當AM觸發SVC控制建立或釋放路徑時，要求定時，且最好位於LC實例處。
0.11傳輸路徑建立考慮如上所示的目的端點處的路徑建立，讓NRM表示已到達目標網絡部件。而不這樣的話，如果NRM以「對目的地作路由選擇」這種類型的結果予以響應，則表示要對路徑作進一步的路由選擇嗎？對此作出反應主要有三種選擇選擇1單跳解決方案SVC控制表現為仿佛已收到路由選擇結果「本地目的地」，即在網絡部件內終結路徑。受給定網絡部件中發起的AAL 2連接建立觸發，隨後最終將由AM向目標網絡部件提供「路徑鏈路丟失」消息。
選擇2多跳解決方案SVC控制在網絡部件內終結路徑，不過，它繼續建立輸出支路AM，在收到連接資源分配請求時，決定釋放建立另一路徑。如果AM以「拒絕，路徑可用」的指示予以拒絕，SVC控制就釋放輸出支路，任務就結束了。如果AM接受，SVC控制繼續照常建立路徑。其結果是，就得到網絡部件中發起的另一路徑，該路徑要麼某個終結網絡部件處終結、要麼在目標網絡部件處終結。
選擇3傳輸選擇SVC控制不在網絡部件中終結路徑。相反，輸出支路處理器調用AM分配路徑所用資源，這與輸入支路相同。SVC控制以標準的方式，即從LIC到LIC，通過該路徑轉向外設。
權利要求
1.一種在ATM網絡路徑中傳輸信息的方法，其中，如果當前用於傳輸信息的路徑容量超過門限(圖14所示的建立門限)，就在所述網絡中發起至少一條新路徑的路徑建立；如果當前用於傳輸信息的路徑容量低於門限(圖14所示的釋放門限)就在所述網絡中發起至少一條路徑的路徑釋放。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於當要求建立新呼叫或其它新數據傳輸時，作出有關路徑建立和/或路徑釋放的決定，其中，為了作出期望的決定，當前用於傳輸信息的所述容量最好包括所述新呼叫或數據傳輸所必需的容量。
3.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述建立門限和/或所述當前已用容量表示累積信元率。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述門限和/或所述當前所述已用路徑容量表示一條路徑或多於一條路徑或所有路徑中當前已用ATM信道的數目。
5.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述門限是預設值。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述門限是由所述網絡管理的可變值。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述網絡是ATM-AAL2網絡。
8.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述建立門限超過所述釋放門限。
9.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於在路徑建立之後，ATM信道可以分配給所述路徑。
10.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於當前用於傳輸信息的所述路徑容量是一條路徑或所有當前已用路徑中的當前通信量。
11.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述建立和/或釋放門限表示當前已用網絡資源和所有可用路徑資源之間的最小或最大距離。
12.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述路徑是ATM-VCC(ATM虛擬信道連接)。
13.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於所述信道是AAL2信道。
14.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於在多於一條路徑建立之後，各路徑在ATM信道佔據另一路徑之前，分別完全為ATM信道佔據。
15.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於只有噹噹前用於傳輸信息的所述路徑容量在預設時期內低於某個門限，或者當其平均在預設時期內低於某個門限，才在所述網絡中發起至少一條路徑的路徑釋放。
16.一種用於在ATM網絡路徑中傳輸信息的裝置，它包括用於存儲門限的部件；用於確定當前用於傳輸信息的所述路徑容量的部件；用於將所述已確定的當前用於傳輸信息的路徑容量與至少一個存儲門限作比較的部件；用於在當前用於傳輸信息的所述路徑容量超過門限(圖14所示的建立門限)時、在所述網絡中發起至少一條新路徑的路徑建立的部件(圖10的SVC控制；接入管理器)；用於在當前用於傳輸信息的所述路徑容量低於門限(圖14所示的釋放門限)時、在所述網絡中發起至少一條路徑的路徑釋放的部件。
17.如權利要求16所述的裝置，其特徵在於當要求建立新呼叫和/或其它數據傳輸時，作出所述有關路徑建立和/或路徑釋放的決定，其中，當前用於傳輸信息的所述路徑容量最好包括所述新呼叫或數據傳輸所必需的所述容量。
18.如上述權利要求16-17中任一項所述的裝置，其特徵在於所述門限和/或所述當前已用路徑容量表示累積信元率。
19.如上述權利要求16-18中任一項所述的裝置，其特徵在於所述門限和/或所述當前已用路徑容量表示一條路徑或多於一條的路徑中或所有路徑中當前所用ATM信道的數目。
20.如上述權利要求16-19中任一項所述的裝置，其特徵在於所述門限是預設值。
21.如上述權利要求16-20中任一項所述的裝置，其特徵在於所述門限是由所述網絡管理的可變值。
22.如上述權利要求16-21中任一項所述的裝置，其特徵在於所述網絡是ATM-AAL2網絡。
23.如上述權利要求16-22中任一項所述的裝置，其特徵在於用於建立至少一條路徑的所述建立門限比用於釋放至少一條路徑的所述釋放門限大。
24.如上述權利要求16-23中任一項所述的裝置，其特徵在於在建立路徑之後，ATM信道可以分配給所述路徑。
25.如上述權利要求16-24中任一項所述的裝置，其特徵在於當前用於傳輸信息的所述路徑容量是所述當前通信量。
26.如上述權利要求16-25中任一項所述的裝置，其特徵在於所述建立和/或釋放門限表示當前已用網絡資源和所有可用路徑資源之間的最小或最大距離。
27.如上述權利要求16-26中任一項所述的裝置，其特徵在於所述裝置或所述裝置的部件配置於ATM網絡的接入點。
28.如上述權利要求16-27中任一項所述的裝置，其特徵在於所述路徑是ATM-VCC(ATM虛擬信道連接)。
29.如上述權利要求16-28中任一項所述的裝置，其特徵在於所述信道是AAL2信道。
30.如上述權利要求16-29中任一項所述的裝置，其特徵在於在多於一條路徑建立之後，各路徑在ATM信道佔據另一路徑之前分別完全為ATM信道佔據。
31.如上述權利要求16-30中任一項所述的裝置，其特徵在於僅噹噹前用於傳輸信息的所述路徑容量在至少預設時期內低於門限或其平均值在至少預設時期內低於門限時，才在所述網絡中發起至少一條路徑的路徑釋放。
全文摘要
本發明公開在ATM網絡路徑中傳輸信息的方法和裝置，其中，如果當前用於傳輸信息的路徑容量超過門限，就在網絡中發起至少一條新路徑的路徑建立；如果當前用於傳輸信息的路徑容量低於門限就在網絡中發起至少一條路徑的路徑釋放。
文檔編號H04L12/54GK1491523SQ01822767
公開日2004年4月21日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月22日
發明者H·弗羅伊特, H 弗羅伊特 申請人:西門子公司