专利名称：异步传输模式反向复用协议中延时调整方法
技术领域：
本发明涉及异步传输模式反向复用协议，特别涉及异步传输模式反向复用协议中的优化方法。
背景技术：
随着社会不断发展，网络服务不断多样化，人们对网络的要求越来越高，生产商开始考虑并研究如何将这些对带宽、实时性、传输质量要求各不相同的网络服务由一个统一的多媒体网络来实现，做到真正的一线通。由此异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)网应运而生。ATM是一项先进和实用的通信技术，它采用固定大小的报文分组动态地分配带宽，数据的压缩、编码和传输是异步进行的。ATM也被称为“快速报文分组”，目前传输率可达625Mbps，它将是未来Internet主干网的主要实现技术之一。
ATM反向复用(Inverse Multiplexing for ATM，简称“IMA”)技术把一个ATM信元流以信元为基础，反向复用到多个物理连接上来传输，并在远端把这些在不同物理链路上传输的信元流恢复成单一的信元流。这种支持高速ATM信元流的实用方法，为多媒体用户接入和利用现有链路进行ATM传输创造了条件。这种思想已经开始被广泛利用，尤其是在网络负荷较重的情况下，将流量较大的业务分散到多条网络路由中来承担，不仅可以减轻网络中部分重载路由的业务负荷，同时也提高了网络资源的利用率。
在实际应用中，由于一条ATM的物理链路速率较高，往往超过一条物理链路的速率，需要用IMA协议把一条或多条物理链路捆绑起来组成一个IMA组，在现有的物理链路上承载ATM信元。当使用IMA组来承载ATM业务时，由于组内各条链路经过的传输网络可能不同，链路的传输延时可能不同，因此在链路之间存在传输延时差。IMA协议中使用了信元缓存技术来解决该问题。
下面参照图1说明IMA协议中信元缓存的恢复技术。IMA组有一个公共的读指针，而各条链路有自己的写指针，并且有自己独立的缓存空间--延时补偿缓存(Delay Compensate Buffer，简称“DCB”)，根据IMA组可以容忍的延时差值来设置。需要说明的是，以组的读指针为零点，链路的写指针在组的读指针之前，则该链路的DCB深度为正值，链路的写指针在组的读指针之后，则该链路的DCB深度为负值，DCB深度以信元个数为单位。链路中的ICP1、ICP2、ICP3是控制信元，用于标识帧的开始和结束。IMA组的读指针移动速率由IMA数据信元速率决定，链路的写指针移动速率由链路自身的信元到达速率决定。当组内各条链路的延时值不一致而导致信元到达的速率不一致时，各条链路的写指针和IMA组的读指针之间的偏移也不一样。在缓存区就表现出延时小的链路由于信元到达的速率快而缓存了较多的信元，延时多的链路则缓存了较少的信元。
当组内某条链路延时过大导致组的读指针超过链路的写指针，或者链路相对于参考链路而言显得过快，从而导致链路的写指针超出链路的缓存区空间，这两种情况下都会导致信元的丢失，因此在协议中引入了链路延时失步缺陷(Link Out of Delay Synchronization，简称“LODS”)，来保证业务信元不丢失。在协议实现中，设定了读写指针之间的最小和最大距离，以信元为单位，最小距离称为组的保护带宽延时(Guardband Delay)，最大距离称为组的最大操作延时(Max Operational Delay)。当组内任一链路的写指针过于接近组的读指针并且读写指针之间的距离小于保护带宽延时时，该链路产生LODS缺陷，把该链路置为不可用，该链路便不再用来传送业务信元直到LODS缺陷消失。当组内任一链路的写指针远离组的读指针并且读写指针之间的距离大于组的最大操作延时时，该链路同样产生LODS缺陷并把该链路置为不可用。
IMA协议定义了一种方法，当链路有LODS缺陷时，可以通过移动组的读指针使链路的写指针和链路的读指针之间的距离位于允许的范围之内，同时满足大于保护带宽延时和小于最大操作延时两个条件，以消除链路的LODS缺陷，使该链路继续可用。
在实际应用中，上述方案存在以下问题只是消除链路上的LODS缺陷，使IMA组能够继续工作。但是，这种方案实质上没有保证最大带宽和最高传输效率，仅仅是使IMA组继续可用而已。
造成这种情况的主要原因在于，上述方案没有一个完整的LODS调整方法来调整IMA组中的链路状态，所以一旦链路出现LODS缺陷，只能把该链路置为不可用，从而无法达到最大带宽和最高效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，使得在保证IMA最大带宽的基础上优先选择快速链路，保证了传输效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，当异步传输模式反向复用协议组内存在链路延时失步缺陷时，包含以下步骤A对所述组内正常链路和链路延时失步缺陷链路按照延时补偿缓存区深度由大到小排序形成有序集合；B设置延时滑动窗口宽度为所述组的最大操作延时；C使用所述延时滑动窗口按照从大到小的顺序遍历所述有序集合，选取一个链路数目最多的子集，将该子集中不包含的链路从所述组中剔除；D清除所述组内所有链路延时失步缺陷链路的缺陷状态。
其中，还包含以下步骤定时对所述组内所有链路的链路缺陷情况进行查询。
所述步骤C还包含以下子步骤判断是否存在多个链路数目最多的所述子集，如果是则选取其中最先遍历到的一个所述子集。
所述步骤D还包含以下子步骤在所述选取的链路数目最多的子集中，获取各链路中最小的延时补偿缓存区深度；将所述最小的延时补偿缓存区深度减去所述组的保护带宽，获得延时调整值；根据所述延时调整值调整所述组的读指针。
本发明还提供了一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，当异步传输模式反向复用协议组内不存在链路延时失步缺陷时，包含以下步骤获取所述组当前的最小延时和保护带宽延时；判断所述组的最小延时补偿缓存区深度是否大于保护带宽延时与优化门限之和，如果是则减小所述组的延时。
其中，所述要减小的所述组的延时值是所述最小延时值与所述保护带宽延时值的差。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，当IMA组内链路出现LODS缺陷时，本发明的技术方案通过一个IMA组延时滑动窗口的滑动，在保证IMA最大带宽的基础上，优先调整快速链路以提高效率。
当IMA组内链路没有出现LODS缺陷时，通过减小IMA组延时，也就是尽量缩小读写指针之间的距离，来保证业务的及时传输。
针对现有技术中的不足，本发明的技术方案可以通过改变链路的状态来保证IMA组内正常进行传输的链路数目达到最大，从而获得最大带宽，在最大带宽的基础上再考虑链路速度快慢的影响。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即当组内链路出现LODS缺陷时，IMA组内正常链路数大于LODS缺陷链路数，保证了组的最大带宽；而当组内LODS缺陷链路数和正常链路数一样时，优先调整延时小的链路，保证快速链路正常工作；当组内没有LODS缺陷链路的情况下，把组的最小延时调整到组的保护带宽延时附近，使组的延时最小。
在实际运用中，通信系统的传输链路带宽是用户最为关心的，在保证传输业务的及时传送中也最为重要。本发明的技术方案通过在保证IMA最大带宽的基础上优先调整快速链路的方法提高了传输效率，有利于IMA技术更好地的应用和推广。
图1是现有的IMA协议中信元缓存技术的示意图；图2是根据本发明一个实施例的IMA组延时滑动窗口示意图；图3是根据本发明一个实施例的IMA协议中当链路有LODS缺陷时，延时调整的方法流程图；图4是根据本发明一个实施例的IMA协议中当链路没有LODS缺陷时，延时优化调整流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
总的来说，本发明涉及到两个方面第一，组内链路存在LODS缺陷下的调整方法；第二，组内无LODS缺陷链路下的延时优化调整方法。下面将就着两种情况下的调整方法分别描述。
当IMA组内链路出现LODS缺陷时，需要通过移动组的读指针位置来调整组的读指针和链路写指针之间的距离，尽量消除链路的LODS缺陷。在本发明的技术方案中，DCB深度超过最大操作延时的链路称为快速链路，DCB深度小于保护带宽延时的链路称为慢速链路，DCB深度位于组的保护带宽和最大操作延时之间的链路称为正常链路。由于组内的读指针是所有链路共有的，因此在调整读指针的过程中，必然造成原来正常链路的写指针和组的读指针之间距离的变化，甚至造成它们之间的距离超过门限而出现LODS缺陷，因此在调整的过程中，在最大带宽的基础上，优先调整快速链路，舍弃慢速链路。
IMA组内链路存在LODS缺陷下的调整方法，是基于一个IMA组延时滑动窗口来进行的。下面参照图2说明该调整方法的大致含义链路缓存区A中，正常和有LODS缺陷的链路按照链路自身的DCB深度从大到小排列，延时滑动窗口以组的最大操作带宽为窗口大小在链路缓存区A从a开始滑动，滑动方向如图中所示，落在滑动窗口中最多的链路集合就是需要保证正常的链路。
下面参照图3说明根据本发明一个实施例的IMA协议中当链路有LODS缺陷时，延时调整的方法流程首先，在步骤110，系统对组内的链路缺陷进行周期查询，周期的大小可根据实际具体需求而定。周期过大，会使得发生链路缺陷时没有及时地调整，造成整个IMA组不可用；周期过小，查询过于频繁，也会降低系统效率。
此后执行步骤120，根据上一步的查询结果判断系统中是否存在LODS缺陷，若存在，则触发LODS调整方法，执行步骤130；若不存在，则返回初始状态，隔一个周期后继续步骤110进行查询。
在步骤130，获取组内所有正常链路和有LODS缺陷的链路的延时值，并按照DCB深度由大到小排序形成有序集合A，并执行步骤140。这一步是为了给下面步骤中的滑动窗口提供选择的依据。需要说明的是，链路的延时是以缓存信元的个数来衡量的，因为当某一链路中写指针与该IMA组的读指针距离过大时，该链路的缓存中必然存有大量的信元，从而导致延时的发生，若是这个延时大到超过组的最大操作延时时，该链路就产生LODS缺陷并转为不可用状态。
接着执行步骤140，设置延时滑动窗口宽度为组内的最大操作延时，然后执行步骤150。其实，最大操作延时对应的就是一条链路能容忍的缓存信元的最大数目。由于每个信元的发送是要耗费一定时间的，那么这个时间乘以缓存信元的最大数目，得到的就是该链路所能容忍的最大延时。各条链路缓存的信元是不一样的，从而表现出来的延时也就不一样。例如，有一条链路上信元发送得很快，其他的链路发送的相对较慢，由于IMA组是多条链路共同完成传输任务，组内接收方是周期性地接收信元，因此，一条链路的传输过快会导致序列的紊乱，必须根据快的链路对信元进行缓存。所以快的链路上缓存的信元较多，延时也就较大，因此有必要设置一个门限，就是组内的最大操作延时。
在步骤150，滑动窗口按照有序集合A从大到小遍历该集合，选取落在窗口中的链路数目最多的链路集合B，如果存在多个链路数目相同的子集，则选取第一个子集作为子集B，然后执行步骤160。滑动窗口按照从大到小的顺序对IMA组内链路的延时序列滑动，其实质就是使DCB深度差值在一个确定范围内。窗口的大小是一定的，随着窗口的移动，窗口中的链路个数在变化，总能找到链路最多的一组或几组。由于各条链路之间的延时差是不均匀的，因此有些地方密集有些地方稀疏，窗口所在处能包含的链路数就是当前延时允许范围之内的链路数。所以，窗口包含的链路越多，系统的带宽也就越大。当有多个链路数目相同的子集时，最前面集合中的链路由于DCB深度较大，属于快速链路，因此为了优先保证快速链路正常工作，该集合中的链路就是需要保证正常的链路。
此后执行步骤160，计算IMA组的延时调整值。选取窗口中DCB深度最小的链路，该链路的DCB深度和组的保护带宽延时之差就是组的读指针的延时调整值，然后执行步骤170。
在步骤170，根据该调整值调整组的读指针使得该组的读指针和选定窗口中的最小延时链路之间的写指针之间的DCB深度保持在组的保护带宽附近，然后消除该选定窗口内的链路的LODS缺陷，本流程结束。但由于本调整方法是在IMA组中自始至终周期性运行，因此间隔一定时间后，系统将再次调用本方案中的调整方法。
当IMA组内链路没有出现LODS缺陷时，尽量缩小读写指针之间的距离可以实现对IMA组延时的最小化。在IMA传输链路中产生的延时主要表现在对ATM信元的缓存上，因此降低延时可以保证业务的及时传输。
下面参照图4说明根据本发明一个实施例的IMA协议中当链路没有LODS缺陷时，延时优化调整流程首先在步骤210，获取当前组的最小延时和保护带宽延时，然后执行步骤220。
在步骤220，判断IMA组内的最小DCB深度是否大于保护带宽延时与优化门限之和，如果判定是则执行步骤230，如果不是，则不需要调整，本流程结束。这里引入优化门限，是为了防止当延时大小处于保护带宽延时值附近时，频繁调整优化会降低系统效率。优化门限值的大小，可以在系统启动前根据对延时的要求来设定，一旦设定后，在系统运行中，该门限作为固定值出现。
此后执行步骤230，把需要减小的IMA组延时调整为当前组内的最小延时值减去组的保护带宽延时值，本流程结束。具体的调整方法是通过IMA组的读指针快速读取DCB中缓存的数据，直至最小BCD深度等于保护带宽延时值所对应的BCD深度。
通过以上两种调整方案，当IMA组内链路没有出现LODS缺陷时，本发明的技术方案通过把组的最小延时调整到组的保护带宽延时附近，使组的延时最小，以保障业务的及时传输。而当链路中发生LODS缺陷时，可以通过改变链路的状态来获得最大带宽，可以把原来有LODS缺陷的链路调整为正常链路，而使得原来正常的链路变得有LODS缺陷。具体的调整效果可以用下面的举例来说明。例如，正常时，某IMA组内有5条链路，某时刻其中两条链路由于传输速度过快而发生LODS缺陷，系统为了保证最快速链路的正常传输，会认为这两条链路是正常的，而把其他3条链路认为是有LODS缺陷的，把它们置为不可用状态，于是IMA组内只有两条链路在传输；这种情况下，本发明的技术方案为了保证最大带宽，会设法把那3条链路调整到正常范围，另外的那2条速度快的链路和这3条链路之间的延时就会超过门限，从而那2条链路发生LODS缺陷，这样系统中就有3条链路在传输，比调整前多了一条链路在工作，自然能得到较大的带宽。需要说明的是，本发明的技术方案追求的是最大带宽，这是因为在实际应用中，它最为人们所关注。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，当异步传输模式反向复用协议组内存在链路延时失步缺陷时，包含以下步骤A对所述组内正常链路和链路延时失步缺陷链路按照延时补偿缓存区深度由大到小排序形成有序集合；B设置延时滑动窗口宽度为所述组的最大操作延时；C使用所述延时滑动窗口按照从大到小的顺序遍历所述有序集合，选取一个链路数目最多的子集，将该子集中不包含的链路从所述组中剔除；D清除所述组内所有链路延时失步缺陷链路的缺陷状态。
2.根据权利要求1所述的异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，还包含以下步骤定时对所述组内所有链路的链路缺陷情况进行查询。
3.根据权利要求1所述的异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，所述步骤C还包含以下子步骤判断是否存在多个链路数目最多的所述子集，如果是则选取其中最先遍历到的一个所述子集。
4.根据权利要求1所述的异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，所述步骤D还包含以下子步骤在所述选取的链路数目最多的子集中，获取各链路中最小的延时补偿缓存区深度；将所述最小的延时补偿缓存区深度减去所述组的保护带宽，获得延时调整值；根据所述延时调整值调整所述组的读指针。
5.一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，当异步传输模式反向复用协议组内不存在链路延时失步缺陷时，包含以下步骤获取所述组当前的最小延时和保护带宽延时；判断所述组的最小延时补偿缓存区深度是否大于保护带宽延时与优化门限之和，如果是则减小所述组的延时。
6.根据权利要求5所述的异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，其特征在于，所述要减小的所述组的延时值是所述最小延时值与所述保护带宽延时值的差。
全文摘要
本发明涉及异步传输模式反向复用协议，公开了一种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法，使得在保证IMA最大带宽的基础上优先选择快速链路，保证了传输效率。这种异步传输模式反向复用协议中延时调整方法在IMA组内存在LODS时，包含以下步骤A对组内正常链路和LODS链路按照DCB深度由大到小排序形成有序集合；B设置延时滑动窗口宽度为组的最大操作延时；C使用延时滑动窗口按照从大到小的顺序遍历有序集合，选取一个链路数目最多的子集，将该子集中不包含的链路从组中剔除；D清除组内所有LODS链路的缺陷状态。
文档编号H04L29/06GK1627755SQ200310119340
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年12月10日
发明者潘珺 申请人:华为技术有限公司