专利名称：Atm交换站中未定比特率服务的业务控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及异步传输模式(ATM)交换站(ATM exchange)中未定比特率(UBR)服务的业务控制方法和设备。
背景技术：
一般来说，在ATM交换站中把来自入口用户端的用户信元连接到出口用户端的ATM(异步传输模式)交换机(ATM switch)需要满足与多种业务类型，例如，语音，数据，视频信号等相关的相应服务质量(QoS)。
ATM服务主要分为三类。第一类是恒定比特率(CBR)，非实时可变比特率(nrt-VBR)和实时可变比特率(rt-VBR)服务，其在呼叫建立步骤中保证服务质量。第二类是可用比特率(ABR)服务，其利用ATM服务中未使用的剩余链路的可用带宽传输数据。第三类是未定比特率(UBR)服务，其不能保证网络上的服务质量。
由于近来非常需要互联网服务，而且预计在不久的将来这种互联网服务将占总业务的90％以上，ABR和UBR服务正被认真考虑以提供基于ATM通信网络的互联网服务。
与使用在连接建立期间分配的固定带宽的CBR或UBR服务不同，ABR服务使用根据ATM网络状况通过收发器和网络之间的流量控制而动态分配的带宽。因此，ABR服务一般用于对信元延迟相对不敏感却对信元丢失敏感的服务。
UBR服务仅当网络内有额外带宽时才被使用。因此不能保证服务质量。所以，这种服务就像互联网服务一样建立在最大努力原则的基础上。
图1概略性地显示了一种现有技术的ATM交换站中使用的UBR服务控制设备。该设备包括含有入口用户端100A和100B，出口用户端300A和300B的用户台(subscriber board)和ATM交换机200。入口用户端100A和100B从ATM通用测试与操作物理接口(UTOPIA)接收用户信元。然后，用户信元被传输到ATM交换机200的输入端口。ATM交换机200把输入到多个输入端口的用户信元连接到一个输出端口。然后，用户信元通过出口用户端300A和300B被传输到UTOPIA。
UBR业务控制设备的运作如下。因为UBR业务在连接建立期间由于类别的特性并不分配带宽，ATM交换机200的输出端口随时都会出现业务阻塞。这种情况下，出口用户端300A和300B通过ATM交换站内侧中具有预定格式的控制信元，周期性地向入口用户端100A和100B的每个UBR缓存器反馈关于UBR连接的可用带宽(BW)的信息。为预防UBR信元的业务阻塞，入口用户端100A和100B根据关于UBR可用带宽的反馈信息处理UBR用户信元。
为满足UBR连接或释放时实时业务的服务质量，由下述数学公式确定UBR可用带宽。
BW＝[p*c-(∑(PCRi)+∑(SCRj))]/k(1)其中，p是目标链路利用率；c是链路容量；PCRi是恒定比特率(CBR)连接的峰值信元速率；SCRj是可变比特率(VBR)连接的可持续信元速率；k是UBR连接的数目。这样确定的UBR可用带宽(_BW)就被构建为每个UBR连接的UBR频带，并通过控制信元向入口用户端100A和100B反馈。
根据控制信元的反馈UBR可用带宽信息，入口用户端100A和100B提取存储在UBR缓存器中的UBR用户信元，并将该用户信元传输给ATM交换机200。此时，入口用户端100A和100B判断存储在UBR缓存器中的UBR用户信元是否超出了UBR缓存器的门限。
若UBR用户信元超出了UBR缓存器的门限，则入口用户端100A和100B利用早期分组抛弃(EPD)方法或部分分组抛弃(PPD)方法抛弃该UBR用户信元。然而，若UBR用户信元没有超出门限，则入口用户端100A和100B提取该UBR用户信元并将其传输给ATM交换机200。
如前所述，与实时业务相似，为UBR业务建立UBR连接的可用带宽，超出预定带宽的任何输入UBR用户信元或者存储在入口用户端的UBR缓存器中，或者被抛弃。也就是说，任何大于预定带宽的UBR用户信元不能输入到ATM交换机中，因此，能够防止ATM交换机的输出端口经常发生的业务阻塞。
尽管具有上述优点，但现有技术的业务控制方法还是具有许多缺点。或许最值得注意的是，由于UBR连接或释放时确定的带宽(BW)被固定为用于UBR连接的UBR可用带宽，这种方法浪费带宽并降低了UBR服务效率。因此，即使在实时业务中不需要使用所保留的带宽，UBR服务也不能使用可用的带宽。
发明内容
本发明的一个目的是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下文中描述的优点。
本发明的一个目的是提供一种异步传输模式(ATM)交换中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制设备和业务控制方法，其能够保证实时业务的服务质量，并通过防止带宽浪费而更加有效地控制UBR业务。
通过提供一种ATM交换站中用于UBR服务的业务控制设备可以达到本发明的上述和其它目标以及优点，该设备包括位于第一用户端的出口用户端，它提取第一用户台的UBR频带信息，并根据从第一用户台传来的信元业务阻塞情况以及业务负载状况而确定UBR频带。该设备还包括入口用户端，它接收由出口用户端确定的UBR频带信息，向第一用户台发出反馈，并根据从出口用户端提取的第一用户台的UBR频带信息处理UBR用户信元。
出口用户端包括负载测量单元，它用于测量来自ATM交换机的传输信元的业务负载，并输出业务负载信号；用户信元提取单元，用于从来自ATM交换机的输出信元中提取至少一个用户信元；出口缓存单元，周期性地对用户信元提取单元所提取的用户信元中存储在内部UBR缓存器中的UBR用户信元的业务状况进行判断，由此输出业务阻塞状况信号；业务状况确定单元，确定对应于自出口缓存器输出的业务阻塞状况信号和自负载测量单元输出的业务负载信号的UBR频带，并输出所确定的UBR频带信息；控制信元发生单元，用于把从业务状况确定单元输出的UBR频带信息加载到控制信元上，并向第二用户台内的入口用户端传输该信息；以及控制信元信息提取单元，用于从来自负载测量单元的控制信元中提取第一用户台的UBR频带信息，并向第二用户台内的入口用户端传输该信息。
入口用户端包括缓存器管理单元，用于根据优先级处理从ATM通用测试与运行物理接口(UTOPIA)传来的用户信元；UBR缓存器，用于存储输入到缓存器管理单元中的其它用户信元中的UBR用户信元；先入先出(FIFO)缓存器，用于从来自出口用户端的控制信元发生单元的控制信元中提取UBR频带信息，并把该信息和用户信元一起传输给ATM交换机；调度器，用于根据来自出口用户端的控制信元信息提取单元的第一用户台UBR频带信息确定UBR用户信元的提取时间，并向缓存器管理单元发送包含所确定的提取时间的UBR管理信息。UBR缓存器可以存储通过连接输入的UBR用户信元。
本发明的另一个实施例提供了一种在ATM交换站中用于UBR服务的业务控制方法，该ATM交换站配备了用于处理用户信元的ATM交换机。该方法包括从第一用户台接收信元信息；从所接收的信元信息中提取UBR用户信元，并把UBR用户信元存储在缓存器中；通过判断所存储的UBR用户信元是否超出缓存器的门限而确定UBR频带；从来自UTOPIA的用户信元中提取UBR用户信元，并向第一用户台发送UBR用户信元和所确定的UBR频带信息。
本发明的另一个实施例提供了一种ATM交换站中用于UBR服务的业务控制方法，该ATM交换站配备了用于处理用户信元的ATM交换机。该方法包括以下步骤从第一用户台的入口用户端接收信元信息；从所接收的信元信息中提取UBR用户信元，并把该UBR用户信元存储在缓存器中；判断所存储的UBR用户信元是否超出了相应缓存器的门限；若UBR用户信元超出了相应缓存器的门限，则降低当前UBR频带；通过比较降低了的UBR频带和UBR可用频带而确定UBR频带；通过第二用户台的入口用户台和ATM交换站向第一用户台发送所确定的UBR频带信息。
信元信息优选的是用户信元或控制信元，如果信元业务处于正常状况，则缓存器门限是存储在UBR缓存器中的UBR用户信元的最大值。若UBR用户信元不大于相应缓存器的门限，则判断业务负载是否不大于预定负载标准值。若业务负载小于预定的负载标准值，则增大当前UBR频带，然后通过第二用户台和ATM交换机的入口用户端向第一用户台的出口用户端发送增大了的UBR频带信息。
通常情况下，计算目标链路利用率和链路容量可以得到负载标准值。另一方面，若业务负载大于预定的负载标准值，则保留当前UBR频带。通过数学公式，即当前UBR频带+{(负载标准值一当前UBR频带)/常数}，可以增大当前UBR频带。此外，通过比较降低了的UBR频带和UBR可用频带可以确定UBR频带。也就是说，若降低了的UBR频带小于UBR可用频带，则UBR可用频带就成为UBR频带。同时，若降低了的UBR频带大于UBR可用频带，则降低了的UBR频带就成为UBR频带。
本发明的另一个实施例对应于配备了用于处理用户信元的ATM交换机的ATM交换站中用于UBR服务的业务控制方法。该方法包括以下步骤按照连接从UTOPIA接收并存储用户信元；从所存储的用户信元中提取对应于UBR管理信息的UBR用户信元；向另一个用户台的出口用户端发送所提取的UBR用户信元和从一个用户台的出口用户端传来的控制信元。
UBR管理信息表明了利用UBR频带信息确定的UBR用户信元的提取时间，该UBR频带信息来自一个用户台的出口用户端，该控制信元包含对应于业务阻塞状况信号或业务负载信号确定的UBR频带的信息，这些信号来自所述一个用户台的出口用户端。
本发明的另一个实施例对应于ATM交换站中用于UBR服务的业务控制方法，用于在具有移位寄存器的出口用户端的负载测量单元中测量业务负载。该方法包括以下步骤在第一信元时间中对应于信元流设定计数器的值；在第二信元时间中使计数器移位一个空位，对应于信元流重复设定计数器的值；以特定的周期计算计数器的信元计数值；以及利用计算出的计数值得出负载。得出负载的步骤可以通过计算信元业务的最大速率、计算出的计数值和计数器寄存器来完成。
本发明的另一个实施例对应于ATM交换站中用于UBR服务的业务控制方法，用于通过业务状况判断单元确定UBR频带。该方法包括以下步骤把初始UBR频带设定为全频带值；判断是否接收到业务阻塞发生信号；若接收到业务阻塞发生信号，则减小当前UBR频带，并通过比较减小后的UBR频带和UBR可用频带而确定UBR频带。
总之，根据本发明，根据出口用户端的信元阻塞状况或业务负载而动态确定UBR频带，所确定的带宽信息被加载到控制信元中，并被反馈到入口用户端，在入口用户端根据反馈的UBR频带信息处理UBR用户信元。通过这种方式，本发明的ATM交换站中用于UBR服务的业务控制设备和业务控制方法能够保证实时业务的服务质量，防止频带的任何浪费，而且，通过最大限度使用UBR服务的可用实时业务频带，能够更加有效地控制UBR服务。
本发明的其它优点、目的和特征有一部分将在以下的说明书中进行阐述，有一部分则对于本领域的技术人员经过对以下内容的检验后会变得明了，或者通过本发明的实践而体验到。所附的权利要求书具体指出了本发明的目的和优点。
以下参照附图对本发明进行详细描述，图中相同标号表示同一元件，其中图1表示了根据现有技术的异步传输模式(ATM)交换站中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制设备；图2a和2b是框图，表明了根据本发明一个优选实施例的ATM交换站中用于UBR服务的业务控制设备；图3是一个流程图，表明了根据本发明优选实施例的入口用户端处的UBR服务控制方法；图4是一个流程图，表明了根据本发明优选实施例的现存用户端处的UBR服务控制方法；图5是一个流程图，表明了根据本发明优选实施例的测量UBR用户信元业务负载的方法；以及图6是一个流程图，表明了根据本发明优选实施例的确定UBR频带的方法。
优选实施例说明图2a和2b是示意性框图，表明了根据本发明一个优选实施例的异步传输模式(ATM)交换站中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制设备。该设备包括入口用户端100A和100B，ATM交换机200，和出口用户端300A和300B。入口用户端100A和100B与出口用户端300A和300B通过周期性检查来自ATM交换机200的信元业务而确定UBR频带。入口和出口用户端也根据UBR频带处理UBR用户信元。
例如，位于用户台A的出口用户端300A中的业务状况判断单元306A根据来自ATM交换机200的信元业务阻塞或业务负载状况而确定UBR频带。业务状况判断单元306A通过控制信元发生单元301A，向反向控制信元加载所确定的UBR频带，并将UBR频带发送给位于同侧用户台A中的入口用户100A的FIFO 103A。
FIFO 103A通过ATM交换机200把来自控制信元发生单元301A的反向控制信元和从物理层发送到入口用户端100A的用户信元一起传输给另一侧用户台B的出口用户端300B。然后，位于用户台B的出口用户端300B的控制信元信息提取单元302B从通过ATM交换机200输入的控制信元中提取用户台A中出口用户端300A的UBR频带信息，并把该UBR频带信息传输给用户台B的入口用户端100B的调度器104B。
随后，调度器104B根据来自控制信元信息提取单元302B的UBR频带信息确定UBR用户信元的提取时间，并通过缓存器管理单元101B处理UBR用户信元。换句话说，若UBR频带减小，则对应于减小了的UBR频带的UBR用户信元被临时存储在缓存器中，并根据缓存器门限或者输出或者抛弃。与此相反，若UBR频带增大，则对应于增大了的UBR频带的UBR用户信元被传输给ATM交换机200。由于与上述解释大部分相似，这期间将不能确定如何根据由用户台B的出口用户端300B确定的UBR频带信息处理用户台A中入口用户端100A的UBR用户信元的细节。
下文将更详细地说明ATM交换站中用于UBR服务的业务控制设备的结构，主要集中在用户台A上。首先，用户台A包括入口用户端100A和出口用户端300A。入口用户端100A包括缓存器管理单元101A、UBR缓存器102A、FIFO 103A和调度器104A。出口用户端300A包括控制信元发生单元301A、控制信元信息提取单元302A、出口缓存单元303A、用户信元提取单元304A、负载测量单元305A和业务状况判断单元306A。
位于入口用户端中的缓存器管理单元101A根据每个服务质量的优先级，把用户信元从UTOPIA向ATM交换机200传输。特别地，需要实时处理的例如恒定比特率(CBR)和可变比特率(VBR)之类的服务具有最高优先级，而非实时业务，如可用比特率(ABR)和未定比特率(UBR)服务具有低优先级。用户信元优选地以CBR、VBR、ABR和UBR的顺序向ATM交换机200传输。此时，若传输的用户信元碰巧是UBR用户信元，则缓存器管理单元101A把UBR用户信元传输给UBR缓存器102A。
缓存器管理单元101A将在适当时候，利用调度器104A的UBR管理信息从UBR缓存器102A中提取UBR用户信元，然后，将UBR用户信元传输给ATM交换机200。
处于缓存器管理单元101A控制之下的UBR缓存器102A按照连接存储UBR用户信元。
FIFO 103A根据优先级向ATM交换机200传输来自缓存器管理单元101A的用户信元和来自出口用户端300A的控制信元发生单元301A的反向控制信元。
调度器104A从出口用户端300A的控制信元信息提取单元302A接收位于另一侧用户台B上出口用户端300A的UBR频带信息，并根据该UBR频带信息确定UBR缓存器102A中的UBR用户信元的提取时间。然后，调度器104A向缓存器管理单元101A传输包含所确定的UBR用户信元的提取时间的UBR管理信息。
位于出口用户端的控制信元发生单元301A把来自业务状况判断单元306A的UBR频带信息加载到反向控制信元中，并把UBR频带信息传输给FIFO 103A。
控制信元信息提取单元302A从来自ATM交换机200的控制信元中提取UBR频带信息，并把提取的UBR频带信息传输给调度器104A。
出口缓存单元303A在把用户信元传输给UTOPIA之前具有多个缓存器(如CBR缓存器，VBR缓存器，ABR缓存器和UBR缓存器)，按照类别把信元临时存储在相应缓存器中，根据优先级提取用户信元，并最终将其传输给UTOPIA。此外，出口缓存单元303A为其中的UBR缓存器指定一个门限，并判断存储在UBR缓存器中的UBR用户信元是否超出了缓存器的门限。
根据UBR用户信元是否超出缓存器门限的判断结果，出口缓存单元303A周期性地传输对应于业务状况判断单元306A的判断结果的业务阻塞状况信号。也就是说，出口缓存器303A中的UBR缓存器具有最低优先级。若最大速率为155Mbps的业务从ATM交换机中流出，而业务仍然阻塞，则出口用户端300A把该业务以最大149Mbps的速率向UTOPIA传输。这表明在信元业务阻塞期间没有传输给UTOPIA的用户信元就被保留在出口缓存单元303A中。这里，由于UBR用户信元没有存储在具有最低优先级的UBR缓存器中，假设信元业务处于正常状况，则出口缓存单元303A检测UBR缓存器中UBR用户信元的最大存储容量，并把最大值指定为UBR缓存器的门限。
此后，根据存储在UBR缓存器中的UBR用户信元是否超出门限，出口缓存单元303A周期性地向业务状况判断单元306A传输相应的业务阻塞状况信号。若存储在UBR缓存器中的UBR用户信元大于UBR缓存器的门限，则出口缓存单元303A向业务状况判断单元306A传输业务阻塞发生信号，但若情况相反，则向业务状况判断单元306A传输正常状况信号。
用户信元提取单元304A从来自ATM交换机的信元信息中提取用户信元，并把该用户信元传输给出口缓存单元303A。
负载测量单元305A包括使用移位寄存器的计数器，并通过从ATM交换机200输入到出口用户端300A的用户信元和控制信元测量每信元时间的业务负载，并把相应业务负载信号传输给业务状况判断单元306A。换句话说，若信元在一个信元时间内输入到出口用户端300A，则负载测量单元305A把构成计数器的移位寄存器设为“1”。若信元没有输入到出口用户端300A，则负载测量单元把移位寄存器设为“0”。然后，负载测量单元305A在设定后的下一个信元时间内移位一个空位，并根据信元流重复设定过程，如“1”或“0”。
这可由下文说明。假设计数器由128个移位寄存器组成。此后，负载管理单元305A在128个信元时间内把每个寄存器都设为“1”，并测量从ATM交换机200输入到出口用户端300A的信元业务数量。
接下来，若在一个特定周期内计数器的信元计数值是120，则从ATM交换机200能够输入到出口用户端300A的最大信元业务速率是155Mbps，业务速率是(155Mbps×120信元)/128＝145Mbps。
负载测量单元305A向业务状况判断单元306A发送业务速率信息(即145Mbps)。
业务状况判断单元306A根据来自出口缓存单元303A的业务阻塞状况信号和来自负载管理单元305A的业务负载信号确定UBR频带。然后，判断单元306A把所确定的UBR频带信息传输给控制信元发生单元301A。也就是，业务状况判断单元接收负载管理单元305A和出口缓存单元303A周期性输出的业务负载信号和业务阻塞状况信号，然后判断从ATM交换机200输入到出口用户端300A的信元业务状况。下面将更详细说明业务状况判断单元306A。
首先，业务状况判断单元306A判断来自出口缓存单元303A的业务阻塞状况信号是否是通报业务出现阻塞的真实状况信号。若否，也就是若业务阻塞状况信号不是表明出现业务阻塞的状况信号，则业务状况判断单元306A确定来自负载测量单元305A的业务负载信号有效，并判断负载测量单元305A测量的业务负载是否小于负载标准值。
若业务负载小于负载标准值，则业务状况情况单元306A增大当前UBR频带，并让另一侧用户台B的入口用户端100B根据增大了的UBR频带信息处理UBR用户信元。具体而言，业务状况判断单元306A发现负载测量单元305A测量的业务负载小于负载标准值p×c时，还有没被当前实时业务占用的可用频带，于是确定利用如下公式2增大UBR频带当前UBR频带+{(p*c-当前UBR频带)/常数} (2)其中，“p”是目标链路利用率；“c”是链路容量。
此后，为根据增大了的UBR频带信息使UBR用户信元在另一侧用户台B的入口用户端100B得到处理，业务状况判断单元306A通过控制信元发生单元301A向反向控制信元中插入增大了的UBR频带信息。此外，业务状况判断单元306A通过同侧用户台A的入口用户端100A并通过ATM交换机200把反向控制信元反馈到另一侧用户台B的入口用户端100B。
这种情况下，另一侧用户台B的入口用户端100B中的调度器104B从反向控制信元中提取UBR频带信息，并根据提取出的UBR频带信息处理UBR用户信元。换句话说，另一侧用户台B的入口用户端中的调度器104B根据反馈的用户台A中出口用户端300A的UBR频带信息确定用于来自UBR缓存器的UBR用户信元的提取时间。然后，调度器104B向缓存器管理单元101B传输包含所确定的提取时间的UBR管理信息。
缓存器管理单元101B根据来自调度器104B的UBR管理信息处理UBR用户信元。也就是，缓存器管理单元101B从UBR缓存器102B中提取对应于增大了的UBR频带的UBR用户信元，并把该UBR用户信元传输给ATM交换机200。
通过这种方式，未被使用的实时业务中的任何可用频带都能够用于UBR服务，并且可以控制通过ATM交换机200从入口用户端100B输出到出口用户端300A的UBR服务。
若负载测量单元305A测量的业务负载大于负载标准值，也就是说，从ATM交换机200输入到出口用户端300A的信元业务不处于信元业务阻塞状况，而是以适当负载水平以一定业务传输速率传输，则业务状况判断单元306A使当前UBR频带保持不变。
此后，业务状况判断单元306A把此保持的UBR频带信息反馈给另一侧用户台300B中的入口用户端100B，并根据前述UBR频带信息让入口用户端100处理UBR用户信元。然后，业务状况判断单元306A通过比较减小了的UBR频带和UBR连接的UBR可用频带(BW)确定UBR频带。
通过把当前UBR频带减小到一半(0.5倍)并比较减小了的UBR频带和UBR可用频带(BW)，若减小了的UBR频带小于UBR可用频带(BW)，则UBR可用频带(BW)就被指定为UBR频带。另一方面，若减小了的UBR频带大于UBR可用频带(BW)，则该减小了的UBR频带被指定为UBR频带。
一旦UBR频带信息被确定，该信息就被反馈给另一侧用户台B中的入口用户端100B。这种情况下，位于另一侧用户台B的入口用户端100B就根据反馈的UBR频带信息处理输出到位于用户台A的出口用户端300A的UBR用户信元。也就是说，另一侧用户台的入口用户端100B把相应UBR用户信元存储在UBR缓存器102B中的减小了的UBR频带中，或者抛弃该UBR信元。这增大了实时业务带宽，因此保证了实时业务的服务质量。
总结上述UBR服务控制方法，首先，用户台A的出口用户300A判断通过ATM交换机200从另一侧用户台B的入口用户端100B传输的UBR服务状况，并根据判断结果产生UBR频带信息。然后，通过ATM交换机200把UBR频带信息反馈给入口用户端100B和另一侧用户台B的出口用户端300B，并根据反馈的UBR频带信息控制从入口用户端100B输出到出口用户端300A的UBR服务。
同时，还可以使用相同方法控制从用户台A的入口用户端100A输出到另一侧用户台B的出口用户端300B的UBR服务。也就是说，出口用户端300B判断UBR服务状况，并根据该判断结果产生UBR频带信息。然后通过ATM交换机200把所产生的UBR频带信息反馈给入口用户端和出口用户端300A，并根据反馈的UBR频带信息控制从入口用户端100A输出到出口用户端300B的UBR服务。这里，入口用户端100B和位于用户台B的出口用户端300A的配置可以与用户台A相同。
图3是流程图，表明了根据本发明一个优选实施例的入口用户端的UBR服务控制方法。如图所示，入口用户端接收来自UTOPIA的UBR用户信元(S300)并按照连接把所接收的UBR用户信元存储起来(S301)。
完成步骤S301后，入口用户端从所存储的UBR用户信元中提取UBR用户信元，使其符合UBR管理信息(S302)。
UBR管理信息可以是所确定的UBR用户信元的提取时间，该UBR用户信元使用来自同侧用户台的出口用户端的UBR频带信息。因此，入口用户端根据所确定的提取时间，从所存储的UBR用户信元中提取UBR用户信元。
接下来，入口用户端把提取的UBR用户信元和来自同侧用户台的出口用户端的控制信元一起传输给另一侧用户台的出口用户端(S303)。这里，控制信元包括UBR频带信息。然后，通过使用UBR用户信元和来自入口用户的控制信元，另一侧用户台的出口用户端可以控制UBR服务如下。
图4是流程图，表明了根据本发明一个优选实施例在出口用户端如何控制UBR服务。首先，一旦从另一侧用户台的入口用户端接收到含有用户信元和控制信元的信元信息(S400)，出口用户端从所接收的信元信息中提取一个用户信元(S401)。接着，出口用户端把提取的用户信元存储在相应缓存器中(S402)。例如，把CBR用户信元存储在CBR缓存器中，把VBR用户信元存储在VBR缓存器中，把UBR用户信元存储在UBR缓存器中。下文将描述把UBR用户信元存储在UBR缓存器中的示例性情况。
首先，出口用户端判断所存储的UBR用户信元是否超出UBR缓存器的门限(S403)。根据步骤S403的结果，若UBR用户信元大于UBR缓存器的门限，则出口用户端输出业务阻塞发生信号(S404)。
紧随步骤S404，出口用户端减小当前UBR频带(S405)，并通过比较减小后的UBR频带和UBR连接的UBR可用频带而确定UBR频带(S406)。特别地，若减小后的UBR频带小于UBR可用频带，则出口用户端把UBR可用频带确定为UBR频带。然而，若减小后的UBR频带超出了UBR可用频带，则出口用户端把减小后的UBR频带确定为UBR频带。
步骤S406后，出口用户端把所确定的UBR频带信息加载到反向控制信元上，并通过另一侧用户台的入口用户端和ATM交换机200把UBR频带信息传输给另一侧用户台的入口用户端(S407)。另一侧用户台的入口用户端根据确定的UBR频带信息处理UBR用户信元。
接下来，另一侧用户台的入口用户端根据传输的带宽信息处理UBR用户信元。作为步骤S403的判断结果，若UBR用户信元不大于UBR缓存器的门限，出口用户端判断UBR用户信元的业务负载是否小于标准值(S408)。
在步骤S408中，若UBR用户信元的业务负载小于标准值，则出口用户端增大当前UBR频带(S409)。此时，使用公式2可以增大UBR频带。
步骤S409完成后，出口用户端把增大了的UBR频带信息加载到反向控制信元中，并通过同侧用户台的入口用户端和ATM交换机把增大了的UBR频带信息传输给另一侧用户台的入口用户端(S410)。另一侧用户台的入口用户端根据增大了的UBR频带信息处理UBR用户信元。
接下来，另一侧用户台的入口用户端根据传输的频带信息处理UBR用户信元。如果步骤S408的判断结果表明UBR用户信元的业务负载不小于标准值，则当前UBR频带被保留(S411)。
此后，出口用户端把此保留的UBR频带信息加载到反向控制信元中，并通过同侧用户台的入口用户端和ATM交换机把UBR频带信息传输给另一侧用户台的入口用户端(S412)。然后，另一侧用户台的入口用户端根据传输的带宽信息处理UBR用户信元。
图5是流程图，表明了根据本发明的一个优选实施例如何测量UBR用户信元的业务负载。首先判断在一个信元时间内信元是否已经被输入到出口用户端(S500)。若这段时间内信元已经被输入到该端中，则把计数器设为“1”(S501)，若否， (也就是说，若一个信元时间内被没有信元流入该端中)，则把计数器设为“0”(S502)。
一旦信元被设为上述值，在下一个信元时间内根据信元是否已经输入，通过移位一位重复设定“0”或“1”的过程(S503)。
步骤S503后，在特定周期内计算计数器的信元计数值(S504)。通过使用该计算出的信元计数值可以得出业务负载(S505)。例如，假设计数器由128个移位寄存器组成，且特定周期内计数器的信元计数器值是120，信元业务的最大速率是155Mbps，则业务负载将是(155Mbps×120信元)/128＝145Mbps。然后，像这样计算的业务负载被传输给业务状况判断单元。
图6是流程图，说明了根据本发明的一个优选实施例如何确定UBR频带。首先，初始UBR频带被设为全带宽值(S600)。然后判断是否接收到业务阻塞发生信号(S601)。若接收到业务阻塞发生信号，则增大当前UBR频带(S602)，并与UBR连接的UBR可用带宽相比较，从而确定UBR频带(S603)。
这里又与前述相似，若减小了的UBR频带小于UBR可用频带，则出口用户端把UBR可用频带确定为UBR频带，若减小了的UBR频带超出UBR可用频带时，则减小了的UBR频带被确定为UBR频带。
若步骤S601中任何情况下都没有接收到业务负载发生信号，则判断业务负载是否小于标准值(S604)。若业务负载小于标准值，则增减当前UBR频带(S605)。然而，若业务负载不小于标准值，则保留当前UBR频带(S606)。
虽然以上参照特定的实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本发明可以在形式和细节上有多种变化。
上述的实施例和优点仅仅是示例性的，并不对本发明构成限制。本发明可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的说明书是用于进行说明，不限制权利要求的范围。对于本领域的技术人员，很显然可以有很多的替换、改进和变化。在权利要求书中，装置加功能的语句旨在涵盖实现所述功能的结构，其不仅包括结构的等同，也包括等同的结构。
权利要求
1.一种异步传输模式(ATM)交换站中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制设备，包括出口用户端，用于从第一用户台中提取UBR频带信息，并根据信元业务阻塞情况和来自第一用户台的业务负载状况确定UBR频带；以及入口用户端，用于接收出口用户端确定的UBR频带信息，把该UBR频带信息反馈给第一用户台，并根据从出口用户端提取的第一用户台的UBR频带信息处理UBR用户信元。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，出口用户端包括负载测量单元，用于测量来自ATM交换机的传输信元的业务负载，并输出业务负载信号；用户信元提取单元，用于从ATM交换机输出的信元中提取用户信元；出口缓存单元，用于根据一个周期性判断的结果输出业务阻塞状况信号，该判断是基于用户信元提取单元提取的用户信元中存储在内部UBR缓存器中的UBR用户信元的业务状况而周期性进行的；业务状况判断单元，用于确定对应于出口缓存器输出的业务阻塞状况信号和负载测量单元输出的业务负载信号的UBR频带，并输出关于所确定的UBR频带的信息；控制信元发生单元，用于把业务状况判断单元输出的UBR频带信息加载到控制信元中，并把该信息传输给第二用户台内的入口用户端；以及控制信元信息提取单元，用于从负载测量单元发出的控制信元中提取第一用户台的UBR频带的信息，并把该信息传输给第二用户台内的入口用户端。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，入口用户端包括缓存器管理单元，用于根据优先级处理来自ATM通用测试与运行物理接(UTOPIA)的用户信元；UBR缓存器，用于存储输入到缓存器管理单元中的其它用户信元中的UBR用户信元；先入先出缓存器(FIFO)，用于从来自出口用户端的控制信元发生单元的控制信元中提取UBR频带信息，并向ATM交换机发送该信息和用户信元；以及调度器，用于根据来自出口用户端的控制信元信息提取单元的第一用户台的UBR频带信息而确定UBR用户信元的提取时间，并把含有所确定的提取时间的UBR管理信息传输给缓存器管理单元。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，UBR缓存器按照连接存储所输入的UBR用户信元。
5.一种异步传输模式(ATM)交换站中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制方法，包括从第一用户台的入口用户端接收信元信息；从接收到的信元信息中提取UBR用户信元，并将该UBR用户信元存储在缓存器中；根据所存储的UBR用户信元是否超出缓存器门限的判断结果而确定UBR频带；以及从来自通用ATM测试与运行物理接口(UTOPIA)的用户信元中提取UBR用户信元，并把提取出的UBR用户信元和确定的UBR频带信息一起传输给第一用户台。
6.一种异步传输模式(ATM)交换站中用于未定比特率(UBR)服务的业务控制方法，包括从第一用户台的入口用户端接收信元信息；从所接收的信元信息中提取UBR用户信元，并将该UBR用户信元存储在缓存器中；(c)利用计算出的计数值得出负载。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，步骤(a)包括判断在第一信元时间中是否有信元流入出口用户端；若有信元流入出口用户端，则把计数值设定为一个第一值，若信元没有流入出口用户端，则计数值设定为一个第二值；以及在第二信元时间中把计数器移位一位后，对应于信元流的出现重复计数器的设定值操作。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，通过计算信元业务的最大速率、计算出的计数值和计数器寄存器来完成根据计算出的计数值得出负载的步骤。
20.一种异步传输模式(ATM)交换站中的未定比特率(UBR)服务的业务控制方法，用以在业务状况单元中确定UBR频带，包括把初始UBR频带设定为全频带值；判断是否接收到业务阻塞发生信号；若接收到业务阻塞发生信号，则减小当前UBR频带；以及通过比较减小了的UBR频带和UBR可用频带来确定UBR频带。
21.根据权利要求20所述的方法，该方法还包括若接收到业务阻塞发生信号，则判断业务负载是否小于一个负载标准值；以及若业务负载小于负载标准值，则增大当前UBR频带。
22.根据权利要求21所述的方法，该方法还包括以下步骤若业务负载不小于负载标准值，则保持当前UBR频带。务质量。所以，这种服务就像互联网服务一样建立在最大努力原则的基础上。图1概略性地显示了一种现有技术的ATM交换站中使用的UBR服务控制设备。该设备包括含有入口用户端100A和100B，出口用户端300A和300B的用户台(subscriber board)和ATM交换机200。入口用户端100A和100B从ATM通用测试与操作物理接口(UTOPIA)接收用户信元。然后，用户信元被传输到ATM交换机200的输入端口。ATM交换机200把输入到多个输入端口的用户信元连接到一个输出端口。然后，用户信元通过出口用户端300A和300B被传输到UTOPIA。UBR业务控制设备的运作如下。因为UBR业务在连接建立期间由于类别的特性并不分配带宽，ATM交换机200的输出端口随时都会出现业务阻塞。这种情况下，出口用户端300A和300B通过ATM交换站内侧中具有预定格式的控制信元，周期性地向入口用户端100A和100B的每个UBR缓存器反馈关于UBR连接的可用带宽(BW)的信息。为预防UBR信元的业务阻塞，入口用户端100A和100B根据关于UBR可用带宽的反馈信息处理UBR用户信元。为满足UBR连接或释放时实时业务的服务质量，由下述数学公式确定UBR可用带宽。BW＝[p*c-(∑(PCRi)+∑(SCRj))]/k(1)其中，p是目标链路利用率；c是链路容量；PCRi是恒定比特率(CBR)连接的峰值信元速率；SCRj是可变比特率(VBR)连接的可持续信元速率；k是UBR连接的数目。这样确定的UBR可用带宽(BW)就被构建为每个UBR连接的UBR频带，并通过控制信元向入口用户端100A和100B反馈。(c)利用计算出的计数值得出负载。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，步骤(a)包括判断在第一信元时间中是否有信元流入出口用户端；若有信元流入出口用户端，则把计数值设定为一个第一值，若信元没有流入出口用户端，则计数值设定为一个第二值；以及在第二信元时间中把计数器移位一位后，对应于信元流的出现重复计数器的设定值操作。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，通过计算信元业务的最大速率、计算出的计数值和计数器寄存器来完成根据计算出的计数值得出负载的步骤。
20.一种异步传输模式(ATM)交换站中的未定比特率(UBR)服务的业务控制方法，用以在业务状况单元中确定UBR频带，包括把初始UBR频带设定为全频带值；判断是否接收到业务阻塞发生信号；若接收到业务阻塞发生信号，则减小当前UBR频带；以及通过比较减小了的UBR频带和UBR可用频带来确定UBR频带。
21.根据权利要求20所述的方法，该方法还包括若接收到业务阻塞发生信号，则判断业务负载是否小于一个负载标准值；以及若业务负载小于负载标准值，则增大当前UBR频带。
22.根据权利要求21所述的方法，该方法还包括以下步骤若业务负载不小于负载标准值，则保持当前UBR频带。
全文摘要
一种UBR服务的业务控制设备，包括通过ATM交换站连接到第二用户侧的第一用户侧。第一用户侧包括出口用户端，用于提取第二用户端反馈的用户台UBR频带信息，并根据信元业务阻塞情况和来自第二用户端的用户台的业务负载状况而确定UBR频带。该设备还包括入口用户端，用于接收出口用户端确定的UBR频带信息，把UBR频带信息反馈给第二用户端的用户台，并根据第二用户台的UBR频带信息处理UBR用户信元。该设备的优点在于保证了实时业务的服务质量并把所有可用实时业务频带用于UBR服务，从而防止浪费频带，并更加有效地控制UBR业务。
文档编号H04Q11/04GK1420662SQ02150488
公开日2003年5月28日 申请日期2002年11月13日 优先权日2001年11月16日
发明者河城宇 申请人:Lg电子株式会社