专利名称：Atm模式私人终端设备中的路由器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及安装在用户家里的按ATM模式工作的私人终端设备。
从1999年6月3日提交、2000年12月8日公开的法国专利申请FR-A-2794591知道，有一种多终端用户内部设备，其与按ATM模式传输网络信元的接入提供商通信线路相连。在这种设备中，一个分送装置将通过所述通信线路的接收通道接收到的所有信元向所述终端分送。这种信元分送的风险是，如果信元的分送装置和汇集装置之间的本地环路构成的到终端设备的内部链接的规模不够大，会引起终端设备的壅塞。
另一方面，由于分送所有接收到的信元，该设备不能保证设备中的终端用户之间的呼叫的保密性。事实上，这样的设备用于单个用户，比如家庭或者小企业。
本发明旨在提供非个体的、集合式的私人终端设备中的路由器，在这种终端设备中可以保证用户的个体终端设备之间的呼叫的保密性，并且，对集合设备中传送的信元的路由地址的寻址方案的管理独立于接入服务提供商网络收发的信元中的路由地址。
为此，提供一种用于按ATM模式工作的终端设备的路由器，它将ATM模式接入服务网络的外部通信线路连接到连接终端的内部通信线路，其特征在于它包括一个路由表，用于在路由器收到的信元所包含的非保留路由地址和要包含在从路由器通过所述内部和外部线路之一发出的信元中的非保留路由地址之间建立对应关系，一个用于将路由器接收到的、含有保留路由地址和路由表不认识的路由地址、从所述终端和接入服务网络发送到路由器的信元向一条供所述设备的一个管理装置使用的线路引导的装置，以及一个用于在内部线路和外部线路之间，以及在内部线路之间，引导以从路由表读出的非保留路由地址接收到的、以相应的路由地址发出的信元。
所述路由器不分送标准ATM信元，而是根据路由表引导所述信元，以保证与所述个体设备进行的通信的保密性。路由器根据路由表所遵从的路由选择命令由所述管理装置，即所谓的控制单元指出，所述管理装置尤其与所述设备的内部终端交换保留信元，以便尤其是在终端使用时或者是在建立呼叫的请求期间与所述终端对话。为同所述管理装置的对话进行的内部逻辑通道的分配，或者为传统通信进行的内部逻辑通道的分配，与接入服务网络的寻址方案无关。
更具体地说，为了将路由器收到的包含保留路由地址的信元强制导向所述管理装置，以便所述管理装置响应发出所述信元的终端，用于引导具有保留路由地址和未知路由地址的装置包括用于在所述路由器收到的信元中检测保留路由地址和所述路由表不认识的路由地址的装置，用保留路由地址替换收到的信元中的未知路由地址的装置，用接收信元的路由器的起始端口的端口号标记包含保留路由地址的每一个信元的数据区的装置，以将所有被标记了的信元通过所述保留线路导向所述管理装置。
本发明还涉及一种按ATM模式工作的设备，它包括本发明的将ATM模式接入服务网络的外部通信线路连接到连接终端的内部通信线路的路由器。该设备另外还包括一个管理装置，用于管理包含在路由器中的路由表，以处理包含保留路由地址、被导向所述保留线路的信元，在包含在路由器接收到的信元中的非保留路由地址和要包含在要从路由器发出的信元中的非保留路由地址之间建立对应关系。
最初，每个终端包含至少一个，用于尤其是在该终端使用之后，或者针对建立呼叫的请求，引入到该终端发出的信元的路由区中的保留路由地址。每个要由所述终端发出的、包含一个保留路由地址的信元具有一个数据区，该数据区包含一个终端标识符，该标识符构成一个源标识符，在所述管理装置产生的响应中，该源标识符成为目标标识符。然后，响应被标记了的、包含所述终端标识符的信元，所述管理装置通过所述路由器向所述终端发送一个包含所述终端标识符和一个可用路由地址的信元，该可用路由地址，或者更确切地说其虚路径标识符，对应于包含在所述被标记了的信元中的起始端口号。所述可用路由地址在以后要被包含在从所述管理装置向所述终端发出的任何对话信元中。响应供建立呼叫的请求使用的经过标记了的信元中的路由地址，包含可用路由地址、由所述管理装置向所述终端发送的信元的数据区还包含，除了终端标识符之外，分配给与另一终端进行的通信的可用路由地址。
最好，按照保留路由地址的优先级顺序，由所述管理装置处理包含所述保留路由地址的信元。
阅读下文结合附图对本发明的优选实施方式的说明，本发明其他的特征和优点将更为明显。附图中
图1是本发明的用户私人集合终端设备的示意框图；图2是包含在本发明的集合终端设备中的集体路由器的示意框图；图3是任意内部终端和包含在所述集合终端设备中的集体控制单元之间尤其是在该内部终端工作时的对话算法。
如图1所示，ATM模式的用户私人集合终端设备1主要包括一个连接到一个集体控制单元3的集体路由器2，以及多个用户私人个体终端设备4。
集体路由器2(为本发明的基本要素，将在下文详细说明)构成到ATM模式访问供应商网络RA1到RAM(1≤M)的用户网络接口UNI(User Network Interface)的集体桥，所述供应商一般是电信营运商。实践中，集体路由器2连接有与访问供应商网络RA1到RAM至少同样多的外部双向通信线路51到5M，所述访问供应商网络连接到通常是宽带RNIS类型的网络数字终端(terminaisons numériques deréseau)TNR，能够支持xDSL技术的传输，以传输ATM网络信元流。但是，作为变型，可有外部线路按照不同于ATM模式的传输模式传输信号，连接该外部线路的集体路由器的耦合器使ATM模式适应该外部传输模式。
根据预定的寻址表，集体路由器2将来自外部通信线路51到5M的ATM信元分别向尤其与各个体终端设备4连接的内部通信线路61到6N引导。所述内部线路61到6N也按照所述两种传输方向传输ATM信元，但具体地是分别相对于各个体设备。反之，对于部分ATM信元，所述集体路由器2将其通过内部通信线路61到6N尤其是从个体终端设备4向外部通信线路51到5M引导，而对于部分信元，将其向集合终端设备1的内部通信线路引导。
一个私人个体终端设备4由集合终端设备1所实现的集合中的一个用户负责。例如，个体终端设备4分布在安装集合终端设备1的建筑的房间中，或者分布在安装集合终端设备的办公楼的办公室中，或者分布在大学的系里，或者分布在装有集合终端设备的复杂建筑中的某个企业内。因此在个体终端设备的内部，通信是保密的，发向个体设备外部的通信从理论上说不应当扩散到其他设备。
作为变型，当集合设备具有多个“集合级”(例如分别对应于建筑、建筑的楼层以及楼层中的个体设备)时，该集合设备具有多个级联的集体路由器，例如图1所示的路由器2由若干内部线路61到6N分别连接到若干第一级集体路由器，后者又分别连接到若干第二级集体路由器。
在个体设备4的外部，集合终端设备1包括一组用于管理集合设备的资源，比如由保留内部通信线路(在下文标记为6R)连接的集体控制单元3。如下文所述，线路6R在路由器用相应的地址定位线路6R的意义上是供控制单元3使用的。因此，线路6R不是专用于控制单元3的，还可以例如通过一个应答器连接多个终端。
集体控制单元3控制集合设备1所包含的全部器材和设备，管理这些设备的服务和尤其是对外部通信线路51到5M而言对共享资源的访问权。更具体地说，所述集体控制单元3为所有建立通信的请求建立路由命令，所述请求既可以(对于来自终端的输出呼叫(appelsortant)而言)在终端工作期间来自内部线路，又可以(对于输入呼叫(appel entrant)而言)来自外部线路，在缺省状态下，所述集体控制单元3管理所有尚未建立的通信请求，集中并周期性地刷新关于个体设备4和共享设备的结构和分布信息的数据库，当新的终端在集合设备中使用时登记所述新终端的身份和位置，按照已经建立的路由命令管理集体路由器2内部的路由表，并提供本地应用程序。
作为变型，集体控制单元3迁移到集合设备1的外部，例如通过ATM模式的专门线路进行连接。
连接到内部线路6n的一个用户个体终端设备4详细示于图1。该终端设备主要包括若干个分布在用户场所的终端，通过由个体路由器8构成的专用桥连接到至少一个相应的内部通信线路6n，1≤n≤N。终端7可以是微型计算机、家庭自动控制和/或监视设备比如摄像机或者探头、本地服务器、数字电话机、有线电视接收机等。
与集合终端设备中的集体路由器2一样，个体终端设备4中的个体路由器8构成该设备中的通信节点，由个体控制单元9管理并通过终端通信线路10与终端7连接。个体终端设备4例如是多终端用户通信设备，比如前引法国专利申请FR-A-2794591所描述的设备。
在个体设备中，个体路由器8包括用于将通过相应的内部线路6n接收到的ATM信元向个体设备的终端7分送的分送器(diffuseur)8D，以及汇集由个体设备的终端7生成并通过相应的内部线路6n向集体路由器2发送的ATM信元的汇集器(collecteur)8C。如图1所示，在设备4中，终端7分布在由分送器8D的输出端口和汇集器8C的输入端口之间的内部终端线路10构成的数字传输局部环路中。个体路由器8还通过分送器8D分送所述局部环路10中的终端生成的加以标记了的内部通信信元，从而实现终端7之间的内部通信。
作为变型，个体路由器8是一个集体路由器，具有本发明的集体路由器的所有功能，尤其是协助终端在个体设备中的定位。
每个终端7通过一个ATM网络接口，或者，如果终端是没有网络接口的传统通信设备，通过一个适配器，连接到一个局部终端环路10。所述接口或者适配器接收所述分送器8D分送的ATM信元，将终端生成的ATM信元插入所述局部环路中，并重复要在汇集器8C的方向向局部环路中的其他终端转发的信元。所述个体路由器8的分送器和汇集器中的发送/接收端口的耦合器，所述终端及其接口和适配器，均在所述个体控制单元9的一个数据库中被编制索引，所述数据库集中了有关个体终端设备4的结构的所有信息。一般，在集体控制单元3中还至少包括与终端7的标识符有关的信息。
作为变型，例如通过ATM模式专门线路，个体控制单元9可以迁移到设备4的用户场所的外部，就如集体控制单元3的情况一样。
个体终端设备4可以通过多于一条的内部线路连接到所述集体路由器。例如，一条第二通信线路6n+1将集体路由器2连接到包括在设备4中的端口应答器4，该应答器通过集体式服务的分送供终端12使用。应答器11的结构与个体路由器8类似，即包括一个ATM信元分送器和一个ATM信元汇集器，不实现信元的路由选择功能，从而不实现不能相互通信的终端12之间的内部通信。应答器仅发送来自其每个输出端口的信息。为了确保发送给终端12的信息的保密，应答器11所连接的内部通信线路6n+1是单向的，任何ATM信元都不会由应答器11转发给集体路由器2。
多个应答器11可以级联起来，包括接在个体路由器8的后面，比如图1所示的双向应答器81。
仍然如图1所示，用户私人集合终端设备1还可以包括在个体设备4的各用户之间共享的资源。这些共享资源尤其是共享终端13，其中某些终端分别通过内部通信线路62、6N连接，另一些则可以通过构成环路的通信线路级联连接，所述环路比如是个体设备4中的内部环路10。一个共享终端13构成一个向集合设备中得到集体控制单元3授权的所有用户提供服务的 “固定”终端，所述服务直接提供，或者自个体设备4的某个终端7提供，或者自临时出现在设备1中、得到授权的访问用户的流浪终端(terminal nomade)提供。象终端7一样，终端13包括用于接收、插入和重复ATM信元的适配器，如果它没有与集体设备1内部的传输格式兼容的网络接口的话。
例如，共享终端13是打印机、传真机、建筑的门禁系统、洗衣机或者服务应用程序服务器。
其他共享终端14可以以类似于个体设备4中的应答器11和终端12的方式通过应答器15连接到集体路由器2。终端14例如是电视接收机，或者是与设备1相关的集合总体的监视接收机。
关于集体设备1的内部通信线路6n，或者个体设备4的内部通信线路10，可以由一对金属线构成，或者由单模、多模或塑料光纤构成，或者至少部分地由无线信道构成。例如，通信线路6n、10中的信息流量为32Mbit/s，在接收时进行5B-4B二进制译码，在发送时进行4B-5B二进制译码后，对应于所述集体路由器2或者所述个体路由器8或者应答器11、15之后的预定信息流量(4/5)32＝25.6Mbit/s。按照另一种变型，线路上的信息流量更高，例如为155.52Mbit/s，译码类型可以是8B-10B，信元被分成27信元的帧。
我们知道，ATM信元的某些区在集体路由器2和本发明的集体控制单元3中处理，下面示于图3的步骤E2的信元C1回顾ATM信元的格式。一个ATM信元包括一个五字节长的头部和一个数据区CD，数据区构成有效荷载，其大小恒定为48字节。
头部的第一区与类流控制GFC(Generic Flow Control)有关，长度为4比特。
信元头部中接下来的6个4比特为VPI/VCI路由地址区所占据，该路由地址区包括一个字节的虚路径标识符VPI(Virtual PathIdentifier)，以及两个字节的虚通道标识符VCI(Virtual ChannelIdentifier)。例如在集合设备1中，内部通信线路6n构成一个虚路径，集体控制单元3将该线路中的虚通道分配给该线路所连接的终端进行的双向通信，如下文所述。按照另一个例子，一个标识符VPI代表一组内部通信线路，由控制单元3向这些通信线路动态分配虚通道标识符VCI。按照又一个例子，预定的单个虚路径标识符VPI被分配给集合设备1，控制单元3管理该预定标识符VPI所代表的线路的虚通道标识符VCI向集合设备的内部线路61到6N的分配。
按照其他的变型，与设备1的虚通道有关的标识符VPI和VCI只占据VPI/VCI地址区的长三字节的一部分。
头部的四字节中的第二个四比特包括三个区PT、RES和CLP，所述三个区与本发明无关。
ATM信元的头部中的最后一个即第五字节为头部错误控制区HEC(Header Error Control)。在发送信元之前，按照一种预定的算法，根据信元的头四个字节，计算HEC区中的内容。在收到该信元之后，HEC区用来校正收到的信元的头部中的简单错误，而如果在该信元中检测出多个错误，或者如果在同一逻辑通道VPI/VCI的预定数目的连续信元中检测到多个错误，则拒绝该信元。如果它是正确的，HEC区也用作信元的定界符。
接下来，就允许重新计算尤其是通过集体路由器2或者集体控制单元3的ATM信元中的HEC区，尤其是每当VPI/VCI路由地址区被修改、替换或者转换时。
设备中的信元的数据区CD用于按照本发明为用于启动终端或者通信的特定参数选择路由，所述参数比如是路由地址、端口号NP、终端标识符NSAP、控制区CC(可以包括类别标识符或者表示对具有某种公共功能的终端的请求的关键字，终端的位置标识符IL，以及请求、命令或者确认)，最后是一个控制字MC(Checksum，校验和)，用于校验数据区的完整性。
参见图2，集体路由器2主要包括在集合设备1的内部通信线路61到6N一侧的发送/接收耦合器201到20N和预定路由地址的检测装置211-214，在集合设备的外部通信线路51到5M一侧的发送/接收耦合器221到22N和预定路由地址的检测装置231-234，以及在上述两组装置201-20N、211-214和221-22M、231-234之间的、设置在集体路由器2核心的逻辑通道交换装置241-242和寻址装置25-26，用于按照集体控制单元3管理的路由表，在内部线路和外部线路之间，以及在内部线路之间，引导ATM信元。
每个发送/接收耦合器20n、22m(1≤n≤N，1≤m≤M)包括一个发送耦合器和一个接收耦合器。发送耦合器将来自集体路由器2内部的发送总线(bus d’émission)BEI、BEE的ATM信元向与内部一侧相应的传输线路6n和外部一侧相应的传输线路5m连接的输出端口转发。在进行这种转发时，发送耦合器将信元的每个字节、帧(还有可能包括信元)串联起来，并对要发送的信元流进行混洗(embrouiller)和译码。相反地，接收耦合器将来自内部一侧的相应传输线路6n和外部一侧的相应传输线路5m的信元向集体路由器2内部的接收总线(busde réception)BRI、BRE转发。具体来说，接收耦合器对接收到的信元流进行译码和解混洗(désembrouille)，还可能为信元获取帧配置(la configuration en trame)，并以并行方式安排每一字节。
信元交换装置所包括的切换定序器(séquenceur d’aiguillage)242产生的发送和接收控制信号循环控制对ATM信元的逐字节的读写。所述定序器与集体路由器的时基(图中未示出)紧密相关。
在发送控制信号EI1到EIN的控制下，在发送耦合器201到20N中循环地读取在内部一侧的发送总线BEI中发送的信元。在接收控制信号RI1到RIN的控制下，在内部一侧的接收总线BRI中循环写入接收耦合器201到20N接收到的信元。同样，在集合设备1的外部一侧，在发送控制信号EE1到EEM的控制下，发送耦合器221到22M从外部一侧的发送总线BEE中循环地读取信元；在接收控制信号RE1到REM的控制下，在外部一侧的接收总线BRE中循环写入接收耦合器221到22M接收到的信元。
在接收耦合器中，在接收总线BRI和BRE的输入端，设置有一些缓冲存储器FIFO，用于吸收进入集体路由器2的来自集合设备内部或者外部的ATM信元流量可能出现的壅塞。
在集合设备一侧以及在接入服务网络一侧的每个预定路由地址检测装置主要包括一个控制单元地址检测器211、231，一个保留路由地址检测器212、232，一个起始端口标记电路213、233，以及一个多路复用器214、234。
所述控制单元地址检测器211、231存储有集体控制单元3的地址，所述地质假定(为了简明起见)是由分配给供所述集体控制单元3使用的内部通信线路6R，从而标识由所述耦合器20R实现的集体路由器端口的虚路径标识符VPIR构成。地址VPIR在最初就被写入路由检测器211、231的存储器，或者在路由器的初始化阶段由控制单元3发送到路由器以写入检测器211、231。
如前所述，任何内部线路61到6N都可将集体控制单元3连接到集体路由器2，因此，从理论上说，任何路由地址VPIR/VCIR都可能分配给控制单元3。在检测器211、231中向集体控制单元3预先分配地址VPIR，更一般地讲尤其是为了区分服务质量向控制单元分配多个保留路由地址VPIR/VCIR，可以避免在以后向个体终端设备4、共享终端13或者例如应答器15分配用于与控制单元的通信的逻辑通道。
保留路由地址检测器212、232存储有为集体控制单元3保留的虚通道地址VCIR，后者与路由器2通过保留线路6R转发到控制单元3的信元中的控制单元3标识符一起构成保留路由地址VPIR/VCIR。在配置集合设备1中的每个终端7、13时，以及在使用所述终端之前，为控制单元保留(réserver)的路由地址VPIR/VCIR被初始导入每一个终端的存储器。这样，所述检测器211-212、231-232在接收总线BRI、BRE中检测包括在信元的地址区中的路由地址VPIR/VCIR，所述信元的发送例如是在终端加电时，或者是在终端请求建立呼叫时，或者是为了控制单元从接入服务网络进行呼叫，例如为了与内部终端进行通信，或者在控制单元中装入特定的应用程序。
最好，提供为控制单元保留的多个路由地址VPIR/VCIR，以将它们分配给分别与控制单元、终端和应用程序有关的动作。
那么，所述控制单元3具有与在输入信元中向控制单元请求的、以及在输出信元中向所述终端请求以按照预定优先级顺序读出的动作同样多的等待队列FIFO。例如，从一个传统终端到一个接入服务网络的通信请求优先于家庭自动化终端发出的关于工作状态的定期消息，但其优先级低于火警探测器发出的报警信号。
优先级顺序不仅取决于与控制单元和终端有关的动作，还取决于预定的应用程序和/或应用程序的预定阶段，以保证ATM模式服务质量。
在控制单元3中根据保留地址VPIR/VCIR处理信元的优先级顺序与ATM信元头部中所包含的优先权丢失位(bit de perte de priorité)CLP(Cell Loss Priority，信元丢失优先权)无关。
这样，所述检测器211-212、231-232探测相应的总线BRI、BRE，以检测接收到的ATM信元中的路由地址区，将它们与存储的保留路由地址VPIR/VCIR进行比较，从而探测出接收到的信元中不同于所存储的保留地址的任何路由地址。在后一种情况下，接收到的信元中的未知路由地址被发送到寻址装置25-26，以核实其是否包含在寻址表中。若否，该寻址装置控制检测器211-212、231-232，用一个预定的保留地址VPIR/VCIR替换该未知路由地址，以便相应信元能被发送到集体控制单元3。
起始端口标记电路213、233标识起始端口NP，即接收耦合器201到20N、221到22M，包含有被检测出来的保留路由地址VPIR/VCIR，或者在检测出未知路由地址后包含有这样的地址的信元通过所述耦合器接收。标记电路213或者233向收到的信元的数据区的第一字节中引入相应接收耦合器20n或22m的端口号NP＝n或者NP＝m。起始端口的标记用于将应答信元通过控制单元回送到曾被终端用来用保留地址发送信元的起始端口。
当多个路由器2例如在楼层、套房、房间的层次上级联起来时，每个路由器用对应于服务于该楼层、套房和房间的内部线路的端口号标记信元，这样，与集体控制单元3相连的路由器发送标记有三个端口号的信元。
对于来自相关接收耦合器20R、由集体控制单元3发送的信元，不作任何标记。
多路复用器214、234，如同起始端口标记电路213、233一样，由路由地址检测器211-212、231-232控制，向每个要标记的信元引入起始端口号，作为信元数据区开头的第六字节。必要时，检测器211-212、231-232控制多路复用器214、234，以在寻址装置25-26的控制下引入一个保留路由地址取代未知的路由地址。
逻辑通道交换装置包括一个与一切换定序器(séquenceurd’aiguillage)242相连的互连矩阵241。该互连矩阵241主要将通过接收总线BRI和BRE接收到的ATM信元中的路由地址VPI/VCI，在这些信元被分别发送到总线BEI和BEE之前转换为转换路由地址。根据所述转换地址，在集合设备1的内部一侧由总线BRI接收到的信元要么被导向同样在集合设备一侧的发送总线BEI(当两个终端7、13，或者一个终端和集体控制单元3，在通信中时)，要么被导向接入服务网络RA1到RAM一侧的发送总线BEE(当终端与设备外部通信时)。
切换定序器242分别产生接收控制信号RI1到RIN和RE1到REM，以分别顺序打开接收耦合器201到20N和221到22M，并分别产生发送控制信号EI1到EIN和EE1到EEM，以根据对路由地址被转换了的信元的导向顺序打开发送耦合器。接收控制信号RI1到RIN、RE1到REM也作用于相应的标记电路213、233，以便该电路确定起始端口的位置，即要标记的接收到的信元所经过的起始接收耦合器。
互连矩阵241中路由地址VPI/VCI的转换是根据存储在寻址表管理电路25中的路由地址之间的对应关系进行的，所述寻址表管理电路基本上构成所述寻址装置。
寻址表使集合设备1中的终端或类似设备发送的信元中的路由地址VPI/VCI总体上对应于标识接入服务网络RA1到RAM一侧的目标逻辑通道的路由地址VPI/VCI，或者相反地，对于集合设备内部和外部的通信，沿另一种传输方向。
路由地址的对应关系不涉及为控制单元保留的地址，而与建立呼叫时由集体控制单元3建立的临时或永久链接有关。分配给一个永久或临时链接的一对地址将两条内部传输线路61到6N中的虚通道双向关联起来，或者将外部接入服务网络51到5M的一条线路中的虚通道与一条内部通信线路61到6N中的虚通道双向关联起来。
对于某些应用，永久链接是必要的，这与租用的通信链接类似。例如，用永久链接连接作为终端的永久的防盗监视摄像机，所述摄像机由位于一个接入服务网络RA1到RAM中的服务器远程监视。
在集体控制单元3和每个接入服务网络RAM之间，永久链接是必不可少的，以便集合设备，从而该集合设备中的所有终端，能够被呼叫。
临时链接一般涉及在有限期间内与设备1的至少一个终端或类似设备的电话或数据通信。一个路由地址VPI/VCI，或者更确切地说一个逻辑通道，由所述集体控制单元3根据设备1中在请求建立呼叫时可用的逻辑通道资源分配给所述终端。所述建立呼叫的请求将在下文结合图3加以说明。
临时链接由多个取道该链接的终端按时共享。相应的路由地址对在虚通道的占用和释放之间分配给这样的终端，其分配方式类似于传统电话线的线路占用和释放。
随着建立链接的请求，相应的路由地址对，即逻辑通道对，以动态方式永久地或临时地写入由集体控制单元3编制的路由表中，并且最好是如前所述按照一种保留路由地址的优先级顺序。对于建立的每一个永久或临时链接，互连矩阵241对接收到的信元中的路由地址的转换是自动实现的将接收到的信元的路由地址用作路由表的读出地址，以从中读出要引入接下来要发送的信元的头部中的相应的转换路由地址。所述信元被从一个端口引导到另一个端口，不经过所述集体控制单元3。
这样，寻址表摆脱了集合设备1外部的接入服务网络RA1到RAM的寻址约束。集合设备的管理软件可以在集体控制单元3中，至少在设备使用时，分配与设备的内部逻辑通道有关的路由地址VPI/VCI，不用总是担心外部接入服务网络的寻址约束--随接入服务提供商的不同，接入服务网络可能有根本上的不同。这样，根据控制单元3编程的管理电路25中的寻址表在互连矩阵241中进行的路由地址转换保证了集合设备内部的寻址与其外部的寻址的独立性。
寻址装置还包括一个非易失性存储器26，用于保护寻址表，即接收到的信元的路由地址和发送的信元的路由地址之间的对应关系。在集体路由器断电的情况下，寻址表就被保护在存储器26中。在寻址表25中引入新的地址，或者在寻址表25中的现有地址改变时，在不呼叫该电路25内部寻址表存储器的信元的处理间隙，对保护存储器26进行更新。保护存储器26还存储与连接到集体控制单元3的线路6R相应的虚路径标识符VPIR，以及为与控制单元的通信保留的虚通道地址VCIR的列表。
简言之，在被导向集合终端设备1的信元中，主要提供三种类型的路由地址VPI/VCI。
第一种类型的路由地址涉及用于经控制单元3授权的在终端7、13和设备外部终端之间进行的永久或临时通信的“标准”ATM信元，所述通信即为在一条内部通信线路61到6N的虚通道和一条外部通信线路51到5M的、或者一条内部线路的虚通道之间，按照存储在寻址表25中的路由地址的对应关系，即根据所述表认识的非保留路由地址，进行的通信。
第二种类型的路由地址涉及用于与控制单元3进行对话的ATM信元，所述信元各包含一个保留地址VPIR/VCIR。
第三种类型的路由地址涉及用于配置路由表25、由所述控制单元3发出的ATM信元，如下文所述。
参见图3。包括在集合终端设备1中的，在这里标记为终端TE的任意终端7、13或者类似终端装置9、11、15，当其第一次使用时与集体控制单元3之间的对话包括下列步骤E1到E7。
在步骤E1终端加电后，并且恢复了与终端TE所连接的设备的内部线路的同步之后，在步骤E2，终端TE向集体路由器2发送一个ATM探测信元(cellule de reconnaissance)C1。信元C1的路由地址区包括一个为集合设备1中任何一个终端的使用唯一保留的路由地址VPIR/VCIR。
终端TE的唯一标识符NSAP包含在探测信元C1的数据区(有效荷载)中。终端标识符NSAP(Network Service Access Point，网络服务存取点)一般在从数据区的第二个字节起的二十个字节的长度上。所述数据区的第一字节在终端TE发出的信元C1中是自由字节。所述标识符NSAP分别表示ATM网络中的终端。一般，标识符NSAP包括指出标识符格式和定义该格式的机关的三个第一字节，由用户或者操作员管理的用于根据自己的ATM寻址方案标识终端位置的十个字节，标识终端本身、常常确定地固定在终端的接口或者ATM适配器中的六个字节，最后一个字节是前19个字节所标识的终端中的软件任务的寻址字节。
由用户管理的所述十个字节中不太重要的三到六个字节保留给“子网”地址，该地址表示所述集合设备1。
与MAC(Medium Access Control，媒体存取控制)地址类似，标识所述终端本身的六个字节包含一个该终端制造商的标识符、一个终端类型标识符IT和一个序列号。
在步骤E3在集体路由器2的相应耦合器201到20N中收到终端发出的信元C1后，接收总线BRI中的信元C1的头部中的寻址区由检测器211和212读出，检测器从中识别分配给控制单元3的虚路径6R的标识符VPIR，以及为终端的使用保留的虚通道的标识符VCIR。从而，检测器211和212控制标记电路213，以标记信元C1，向其中的数据区的第一字节引入端口号NP，所述端口号对应于接收所述信元的接收耦合器201到20N。所述接收耦合器根据所述定序器242产生的相应接收控制信号RI1到RIN被定位。从而，在多路复用器214的输出端，附图标号为C2的、经过标记的接收到的信元的数据区的第一字节由相应的接收端口的端口号NP所占据。
在步骤E4，寻址表25确认被标记的信元C2包含一个保留给控制单元的地址，将该信元C2从多路复用器214的输出端引导通过不进行转换的互连矩阵241，在连接到所述集体控制单元3并由定序器242打开的发送耦合器20R的方向向内部发送总线BEI引导。
在步骤E5，被标记的信元C2由控制单元3加以处理，以从中读出终端标识符NSAP，并从中提取出端口号NP，以将它们在其内部存储器中关联起来，这使得所述控制单元能够在设备中定位终端，从而能够按照集合设备的用户请求的类别指出终端列表。
在步骤E6，所述控制单元3向终端TE，也就是NSAP-NP对，分配一个可用的路由地址VPIRT/VCIRT，以将信元向集体路由器的相应发送耦合器发送，所述路由地址包括与端口号NP相应的虚路径标识符VPIRT。响应被标记的接收到的信元C2，所述控制单元3发出一个未标记的ATM确认信元C3，该信元的头部包含分配给终端TE的路由地址VPIRT/VCIRT，该信元的数据区CD从第二个字节起含有终端标识符NSAP。控制单元3通过耦合器20R发送的该信元C3在路由器2中不经过任何标记，穿过总线BRI、多路复用器214、互连矩阵241和发送总线BEI，以向集体路由器的发送耦合器201到20N转发，所述发送耦合器尤其对应于先前分配的路由地址VPIRT/VCIRT，即对应于起始端口NP，表示直接或间接地连接终端TE的内部线路61到6N中的逻辑通道。
在步骤E7，事实上是从步骤2发出探测信元C1开始，终端TE一直探测与之连接的线路，以从中读出接收到的所有ATM信元的数据区，从而将终端标识符位置的二十个字节与其自己的终端标识符NSAP进行比较。如果终端TE认识控制单元在步骤E6发出的确认信元C3中的标识符NSAP，则终端TE将控制单元3分配给它的、包括在信元C3中的路由地址VPIRT/VCIRT存储起来。对于以后从集体控制单元3到终端TE的所有下行通信，就总是使用所述分配的路由地址VPI/VCI。这样，只要终端TE未停止使用，或者不被移动，与控制单元3的对话就由下述信元执行在从控制单元3到终端TE的下行方向上、在由控制单元3分配给终端TE的路由地址VPIRT/VCIRT对应的虚通道中传送的信元，以及由终端TE沿上行方向、在保留给控制单元3从而被集体路由器2中的检测器211和212所知的路由地址VPIR/VCIP对应的虚通道中向控制单元3发送的信元。
在步骤E7之后，终端TE可以置于待机状态，或者关机。
在终端TE使用之后，终端TE如果在以后向集体控制单元3请求建立一个对设备中的本地被请求终端的输出呼叫，或者对接入服务网络中的远程终端的输出呼叫，以建立临时的或者永久的链接，则执行类似于步骤E1到E7的步骤，但是要向终端TE分配一个可用的路由地址VPITE/VCITE，以与本地或者远程终端进行双向通信。变成被标记的信元C2、包含保留给建立呼叫的请求的预定路由地址VPIR/VCIR的信元C1由所述集体控制单元3识别出来。那么，在步骤E6，控制单元3另外还要向信元C3的数据区在终端标识符NSAP之后引入可用路由地址VPITE/VCITE，其随后在步骤E7被读出并被存储到请求终端TE中。
与步骤E6几乎同时，所述集体控制单元3使指向所述本地终端的内部逻辑通道或者指向所述远程终端的外部逻辑通道的路由地址与所述地址VPITE/VCITE对应起来，并如下文所述，通过一个按照前述第三种类型的ATM配置信元更新所述集体路由器2中的寻址表25。
对于本地或者远程请求终端请求建立的输入呼叫，内部逻辑通道，从而内部路由地址，向成为被请求终端的终端TE的分配，以大致上同样的方式进行。所述步骤E1到E5在本地或远程请求终端和集体控制单元3之间进行，所述步骤E6和E7在被请求终端TE和控制单元3之间进行。那么，由控制单元分配给该输入呼叫的路由地址VPITE/VCITE对应于表示请求终端用来与控制单元进行通信的逻辑通道的路由地址。这两个路由地址由控制单元3写入路由表25中。
如前所述，集合设备1的第三内部路由地址VPI/VCI被保留给电路25中的寻址表的配置，并由集体控制单元3通过所述内部保留线路6R在配置信元中传送给集体路由器2。配置信元的头部EN中的路由地址区包括一个第一保留地址VPIR1/VCIR1，用于控制新的内部-外部路由地址对或者内部-内部路由地址对向电路25的寻址表中的引入，所述寻址区或者包括一个第二保留地址VPIR2/VCIR2，用于修改内部-外部路由地址对或者内部-内部路由地址对中的一个内部路由地址。这样，根据通过与集体控制单元3连接的耦合器20R接收到的ATM信元的路由地址区中的路由地址，所述保留地址检测器211和212配置要处理每一个配置信元的所述寻址表管理电路25，所述配置信元当所述保留地址VPIR1/VCIR1和VPIR2/VCIR2之一被认出时通过所述互连矩阵241被引向所述电路25。
新的路由地址对向电路25的寻址表中的引入按照下述方式进行。其头部包括所述保留路由地址VPIR1/VCIR1、由所述集体控制单元3发出的配置信元的数据区CD包含要登记为与用于在集体路由器中接收信元的逻辑通道有关的新对中的第一路由地址VPI/VCI，以及，要登记为与用于从集体路由器发送信元的逻辑通道有关的新对中的第二路由地址VPI/VCI。对于通过所述集体路由器2进行发送的方向，所述对中的所述第一路由地址置于所述寻址表的地址总线BA上，所述对中的所述第二路由地址置于所述寻址表的数据总线BD上，并且存储在该寻址表中。反过来，对于通过所述集体路由器2的另一个发送方向的逻辑通道，所述对中的所述第二路由地址置于所述寻址表的地址总线BA上，所述对中的所述第一路由地址置于所述寻址表的数据总线BD上，并且存储在该寻址表中。在进行这样的存储后，在电路25的控制下，相应于所述寻址表更新所述保护存储器26。
当作为对所述检测器211和212在信元的头部中检测到所述第二保留地址VPIR2/VCIR2的响应，所述集体控制单元3发送的ATM信元由所述互连矩阵241向所述寻址表管理电路25引导时，所述电路25将包含在接收到的信元的数据区中的所述第一路由地址置于所述寻址表的地址总线BA上，将接收到的信元的数据区所包含的第二路由地址置于所述寻址表的数据总线BD上，以将该第二路由地址存储起来，并用它替换原已存储的路由地址。如果并置于寻址表地址总线BA上的第一路由地址应单独加以修改，则包含这个应该转换和修改的地址的对遵循前述有关包含第一保留地址VPIR1/VCIR1的配置信元的过程，以存储一个新的路由地址对。
如前所述，在对地址进行任何修改之后，都要在电路25的控制下更新保护存储器26。
这样，在收到标准ATM信元后，互连矩阵241从收到的信元的头部提取路由地址，将其置于寻址表25的地址总线BA中，以便从中读出相应的转换路由地址并通过所述数据总线BD应用于所述矩阵241，该矩阵将所述转换路由地址引入收到的信元的路由区，该信元成为要由集体路由器2发送的信元。
权利要求
1.一种用于按ATM模式工作的终端设备(1)的路由器(2)，它将ATM模式接入服务网络(RA1-RAM)的外部通信线路(51-5M)连接到连接终端(7，13)的内部通信线路(61-6N)，其特征在于它包括一个路由表(25)，用于在路由器收到的信元所包含的非保留路由地址(VPI/VCI)和要包含在从路由器通过所述内部和外部线路之一发出的信元中的非保留路由地址之间建立对应关系，一个用于将路由器接收到的、含有保留路由地址(VPIR/VCIR)和路由表(25)不认识的路由地址、从所述终端(7)和接入服务网络(RA1-RAM)发送到路由器的信元向一条供所述设备(1)的一个管理装置(3)使用的线路(6R)引导的装置(211-214，231-241)，以及一个用于在内部线路和外部线路之间，以及在内部线路之间，引导以从路由表(25)读出的非保留路由地址(VPI/VCI)接收到的、以相应的路由地址发出的信元。
2.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，用于引导具有保留路由地址和未知路由地址的装置包括用于在所述路由器收到的信元(C1)中检测保留路由地址(VPIR/VCIR)和所述路由表(25)不认识的路由地址的装置(211，212，231，232)，用保留路由地址替换收到的信元中的未知路由地址的装置(211，212，231，232，25)，用接收信元的路由器的起始端口(20n，22m)的端口号(NP)标记包含保留路由地址的每一个信元的数据区的装置(213，233)，以将所有被标记了的信元(C2)通过所述保留线路(6R)导向所述管理装置(3)。
3.一种按ATM模式工作的终端设备(1)，它包括如权利要求1或2所述的、将ATM模式接入服务网络(RA1-RAM)的外部通信线路(51-5M)连接到连接终端(7，13)的内部通信线路(61-6N)的路由器(2)，其特征在于该设备另外还包括一个管理装置(3)，用于管理包含在路由器(2)中的路由表(25)，以处理包含保留路由地址、被导向所述保留线路(6R)的信元，在包含在路由器接收到的信元中的非保留路由地址(VPI/VCI)和要包含在要从路由器发出的信元中的非保留路由地址之间建立对应关系。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，每个终端(TE)包含至少一个，用于尤其是在该终端使用之后，或者针对建立呼叫的请求，引入到该终端发出的信元(C1)中的保留路由地址(VPIR/VCIR)，每个要由所述终端发出的、包含一个保留路由地址(VPIR/VCIR)的信元(C1)具有一个数据区，该数据区包含一个终端标识符(NSAP)。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，响应被标记了的、包含所述终端标识符的信元(C2)，所述管理装置(3)通过所述路由器(2)向所述终端(TE)发送一个包含所述终端标识符(NSAP)和一个可用路由地址(VPIRT/VCIRT)的信元(C3)，该可用路由地址对应于包含在所述被标记了的信元(C2)中的起始端口号(NP)，所述可用路由地址在以后要被包含在从所述管理装置(3)向所述终端发出的任何对话信元中。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，响应供建立呼叫的请求使用的经过标记了的信元(C2)中的路由地址，包含可用路由地址(VPIRT/VCIRT)、由所述管理装置(3)向所述终端(TE)发送的信元(C3)的数据区还包含，除了终端标识符(NSAP)之外，分配给所述终端与另一终端进行的通信的可用路由地址(VPITE/VCITE)。
7.如权利要求3到5之一所述的设备，其特征在于，按照保留路由地址的优先级顺序，由所述管理装置(3)处理包含所述保留路由地址(VPIR/VCIR)的信元。
8.如权利要求3到7之一所述的设备，其特征在于供所述路由表(25)的配置使用的、由所述管理装置(3)在信元中发送给路由器(2)的其它路由地址(VPIR1/VCIR1，VPIR2/VCIR2)。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，路由表配置信元包含一个数据区(CD)，该数据区包括与在路由器(2)中接收信元的逻辑通道有关的路由地址，以及从路由器发送信用的逻辑通道有关的相应路由地址。
10.如权利要求3到10之一所述的设备，包括至少一个与相应的内部线路(6n)相连的个体终端设备(4)，该个体终端设备包括多个终端(7)，一个用于将通过所述相应内部线路接收到的信元向所述个体设备中的终端分送的分送器(8D)，以及汇集所述个体设备中的终端生成的、在相应内部线路中向路由器(2)发送的信元的汇集器(8C)。
11.如权利要求3到10之一所述的设备，包括至少一个由各个体设备(4)共享的终端，所述共享终端通过相应的内部通信线路(62)连接到路由器(2)。
12.如权利要求3到11之一所述的设备，包括至少一个通过分送供多个终端(12、14)使用的应答器(11、15)，所述应答器通过相应的内部通信线路(6n+1、61)连接到路由器(2)。
全文摘要
在终端设备(1)中，一个路由器(2)将ATM模式接入服务网络(RA
文档编号H04Q11/04GK1439234SQ0181173
公开日2003年8月27日 申请日期2001年10月1日 优先权日2000年10月6日
发明者法布里斯·布尔加特, 吉雷斯·拉梅尔, 雷吉斯·卡特, 布鲁诺·勒·克雷 申请人:法国电信公司