CN1115832C - 异步转移模式网中异步转移模式适配层2处理设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种AAL2处理设备，包括：AAL2同步器，接收AAL2信元，其中至少一个AAL2分组是复用的，还检测每个分组的起始点，以同步分组；AAL2交换机，根据在呼叫建立过程中提供的路由信息交换同步的分组；AAL2格式化器，根据ATM连接复用交换的分组，并产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元。所述AAL2处理设备还包括连接于AAL2同步器和AAL2交换机之间的CID变换器，利用信元路由信息，判定在被AAL2交换机交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述分组，改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。

Description

异步转移模式网中异步转移模式 适配层2处理设备和方法
                         发明的背景
1. 发明领域
概略来说，本发明涉及一种ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式)网络，特别涉及一种AAL2(ATM适配层2)的处理设备和方法、异步转移模式系统及其信元处理方法。
2. 相关技术的描述
如图1所示，B-ISDN(宽带综合业务数字网)协议的参考模型由一个垂直的层结构(协议栈)和一个水平的面结构组成。垂直的层结构包括一个物理层、一个ATM层、多个ATM适配层(AAL)和多个高层；水平结构包括一个用户平面、一个控制平面和一个管理平面。
AAL层是夹在ATM层和高层之间的。AAL层将高层的数据信息分段为信元(cell)结构合适的长度。一共有四个不同的AAL协议：AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5。在该领域众所周知，在这项技术中，与ATM层相比，在软件处理时AAL有更短的和简单的连接建立时间。因此，嵌于AAL层和较高层之间的AAL层被广泛使用。经过积极的研究，在AAL1、AAL3/4和AAL5上为各个层确定了PDU(协议数据单元)格式的标准。近期则对AAL2作了更多的研究。其结果是，在1997年10月ITU-T的I.362.2(D)建议中确定了AAL2的CPS-PDU(公共部分汇聚子层-PDU)格式作为标准。然而，对于AAL2CPS-PDU格式的控制和管理方法的研究是最近才展开的，预计在2000年结束。
AAL2通过像AAL1和AAL3/4中那样使用复用概念提高了有限带宽的使用效率，而与没有使用复用概念的AAL5有本质区别。AAL1是用于传送基于电路交换的帧(例如T1、E1帧)，而不是为了复用信道。此外，与基于电路网络的AAL1不同，AAL2是基于ATM网络的。更进一步来说，与只用于数据服务的AAL3/4不同，AAL2在虚电路(在虚电路中至少有一个信元。一般来说，有大量信元通过虚电路传输。而在每个信元中可以有一个或多个AAL2分组)的基础上可服务于平均3或4个附加的用户，即在一条线上，可能能更容易地传输具有短长度的实时信息。AAL3/4不适合传送语音业务，这是一种高效的传输方式。
因此，在传输多个信道时通过把多个信道复用成ATM连接，而能够有效地利用AAL2 CPS-PDU格式。在ATM网络中，当传输具有短长度的实时数据(如语音)时，可能会由于带宽的损失或未能保持语音信号的实时性而产生传输延迟的问题。这个问题可以通过把多个信道复用成ATM连接而解决。换句话说，通过使用现有的AAL2的CPS-PDU格式，就可能预防在传输具有短长度的实时信息时的带宽损失或传输延时。然而，根据前面所说的，目前还没有推荐的控制和管理AAL2 CPS-PDU格式的方法。
                        本发明的概述
因此，本发明的一个目的是提供一种设备，用于预防在ATM网络中传输具有短长度的实时信息时的带宽损失和传输延时。
本发明的另一个目的是提供一种设备，用于控制和管理ATM网络中的AAL2 CPS-PDU格式。
为了达到上述目的，本发明提出一种AAL2处理设备，它包括：一个同步器，用于接收AAL2信元，其中至少一个AAL2分组是被复用的，还用于检测每个分组的起始点以便同步该分组；一个AAL2交换机，用于根据呼叫建立时提供的路由信息来交换已同步的分组；一个AAL2格式化器，用于根据ATM连接来复用已交换的分组，还用于产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元。进一步来说，AAL2处理设备还包括一个连接于AAL2同步器和AAL2交换机之间的CID(信道标识)变换器，用于利用信元路由信息，判定在被AAL2交换机交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述的分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
为了达到上述目的，本发明提出一种具有AAL2处理功能的ATM系统，包括：一个ATM接口，用于根据在呼叫建立过程中提供的第一路由信息，对收到的ATM信元进行ATM层处理，其中至少一个AAL2分组是复用的，还用于输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；一个AAL2接口，用于以分组单元为基础对包含在所述输入AAL2信元中的AAL2分组进行同步，用于根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息，对已同步的AAL2分组进行交换，还用于根据ATM连接对已交换的AAL2分组进行复用，以便产生与所述输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；一个内部ATM信元格式化器，用于给所述输出ATM信元附加ATM信元头和路由标签，还用于产生一个最后的内部ATM信元；以及一个ATM交换机，用于根据在呼叫建立过程中提供的第三路由信息，对所述的内部ATM信元进行交换。
为了达到上述目的，本发明提出一种具有AAL2处理功能的ATM系统，包括：一个接收机，对收到的ATM信元进行ATM层处理和AAL2处理，其中至少一个AAL2分组是复用的；一个ATM交换机，用于根据第三路由信息对来自接收机的ATM信元和发送ATM信元进行交换；一个发射机，用于传输已被ATM交换机交换的发送ATM信元；以及一个控制器。所述接收机包括：一个接收ATM接口，用于根据第一路由信息对收到的ATM信元进行ATM处理，以及用于输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；一个AAL2接口，用于在一个分组单位的基础上对包含在输入AAL2信元中的至少一个AAL2分组进行同步，用于根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息对已同步的至少一个AAL2分组进行交换，以及用于根据ATM连接对已交换的至少一个AAL2分组进行复用，以便产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；以及一个信元格式化器，用于给输出AAL2信元附加ATM信元头和路由标签，以及产生最后的内部ATM信元。所述发射机包括：一个信元解格式化器，用于去除包含在发送内部ATM信元中的路由标签，该信元与内部ATM信元具有相同的格式，以及用于产生最后的内部ATM信元；以及一个发送ATM接口，用于根据第一路由信息对来自信元解格式化器的ATM信元进行ATM层处理，然后输出发送的ATM信元；该控制器用于在呼叫建立过程中给ATM接口、AAL2接口和ATM交换机提供从另一方获得的第一、第二和第三路由信息。
为了达到上述目的，本发明提出一种AAL2处理方法，包括以下步骤：接收AAL2信元，其中至少一个AAL2分组是复用的，以及检测每个分组的起始点，以便对该分组同步；根据呼叫建立时提供的路由信息对已同步的分组进行交换；以及根据ATM连接对已交换的分组进行复用，以及产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元。所述的AAL2处理方法，进一步包括的步骤是：利用信元路由信息，判定在被AAL2交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
为了达到上述目的，本发明提出一种在具有AAL2处理功能的ATM系统中的信元处理方法，包括以下步骤：(a)根据在呼叫建立过程中提供的第一路由信息，对收到的ATM信元进行ATM层处理，其中至少一个AAL2分组是复用的；以及输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；(b)以分组单元为基础对包含在所述输入AAL2信元中的AAL2分组进行同步；根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息，对已同步的AAL2分组进行交换；根据ATM连接对已交换的AAL2分组进行复用，以便产生与所述输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；(c)给输出AAL2信元附加ATM信元头和路由标签；以及产生最后的内部ATM信元；(d)根据在呼叫建立过程中提供的第三路由信息，对内部ATM信元进行交换。
                       附图的简要说明
通过结合附图进行详细描述，本发明上述和其它目标、特性和优点将会变得更加清楚，其中：
图1表示一个B-ISDN协议的参考模型的框图；
图2表示根据本发明的实施例的具有AAL2处理功能的ATM系统的方框图；
图3表示AAL2 CPS-PDU格式，用于图2所示的AAL2接口；
图4表示图2中根据本发明的实施例的具有CID分配功能的AAL2控制器：
图5A和图5B表示根据本发明的实施例的操作路由表；
图6表示根据本发明的实施例由图2中的ATM接口处理的AAL2分组；
图7表示根据本发明的实施例由图2中AAL2同步器和CID变换器处理的AAL2分组；
图8A和8B表示根据本发明的实施例由图2中AAL2交换机处理的AAL2分组；
图9表示根据本发明的实施例由图2中AAL2格式化器处理的AAL2分组；
图10表示根据本发明的实施例由图2中的IATM格式化器处理的内部ATM(IATM)信元；以及
图11A和11B表示根据本发明的实施例由图2中ATM交换机处理的IATM信元交换。
                    优选实施例的详细介绍
下面将对本发明的优选实施例以附图为参考作详细介绍。在下面的介绍中，一些众所周知的功能和结构就不详细叙述了，以免使发明陷于不必要的细节中。
在这里说到的“ATM信元”指的是一般的ATM信元，即53字节的标准ATM信元。而“AAL2信元”指在ITU-T的I.362.2(D)建议中定义的AAL2CPS-PDU。此外，“AAL2分组”是指在这个建议中定义的AAL2 CPS-分组。一个或多个AAL2分组装入AAL2信元。有时候AAL2分组指微信元或AAL2信道。
图2所示的是根据本发明的实施例的一种具有AAL2处理功能的ATM系统。
参见图2，ATM系统包括一个接收机100、一个ATM交换机200、一个发射机300、一个控制器400和一个AAL2控制器410。接收机100和发射机300分别包括ATM接口110和320。此外，接收机100和发射机300还分别包括一个内部ATM(IATM)格式化器130和一个IATM解格式化器310。在本领域中，这种结构是众所周知的。然而，在根据本发明的ATM系统中接收机100还包括AAL2接口120。在ATM接口110和IATM格式化器130之间相连的是AAL2接口120，它包括一个AAL2同步器122、一个查表存储器123、一个CID(信道标识)变换器124、一个AAL2交换机126和一个AAL2格式化器128。
在图2中，ATM接口110对经过物理层处理后接收到的ATM信元进行ATM层处理，并且把处理后的具有图3所示格式的AAL2信元输出到AAL2接口120。物理层的功能指：把比特流从传输媒质(如光纤或同轴电缆)上传输的光束或电波中提取出来；从比特流中检测出有效的样本；并输出一个ATM信元。ATM层功能指复用/解复用ATM信元，进行信元路由(包括虚路径(VP)路由和虚信道(VC)路由)，创建/删除信元信头，识别/提取具有/不具有优先权的信元，控制一般的(generic)流，处理信令VC以及进行OAM(操作，管理和维护)功能。因为本领域的技术人员都很熟悉物理层和ATM层的功能，而这些功能与本发明的操作并无直接联系，所以在此不对其作详细介绍。然而在这里，ATM层的操作被限制，其中ATM接口110根据ATM信元信头，按照ATM虚电路和虚路径连接，对已接受到的ATM信元解复用时进行信元路由操作，以及输出结果的AAL2信元。在信元路由过程中ATM控制器400控制ATM接口110。ATM控制器400通过第一控制总线与ATM接口110、接收机100中的IATM格式化器130、ATM接口320、以及发射机300中的IATM解格式化器310相连，并为它们提供用于信元路由的VPI/VCI信息，进而进行VPI/VCI转换。
AAL2接口120包括AAL2同步器122，CID变换器124，AAL2交换机126和AAL2格式化器128。AAL2同步器122接收经过ATM接口110处理的AAL2信元。进入AAL2同步器122的AAL2信元是图3中的ATM信元，其中ATM信元头即AAL2 CPS-PDU(公共部分汇聚子层-协议数据单元)会被删除。AAL2同步器的输入信元是ATM信元。信元的载荷是AAL2SAR-PDU而AAL2 SAR-PDU包含AAL2-分组。这些AAL2-分组在AAL2同步器内被同步。AAL2信元的用户信息字段INFORMATION包括至少一个AAL2分组头(即AAL2 CPS-分组头)和载荷CPS-INFO。该用户信息字段可以包含一个或多个AAL2分组头和他们的相关载荷。例如，在AAL2信元的用户信息字段内，实时语音数据和其它具有短长度的数据可被复用成多个分组。AAL2同步器122完成AAL2同步功能，即对在ATM虚电路的每个AAL2信元中复用的一个或多个AAL2分组进行检测起始点的功能。利用这个同步功能，后续的CID变换操作和AAL2交换操作对每个ATM虚电路都可在一个分组单元的基础上进行。由于利用了AAL2 CPS-PDU头内的偏移字段OSF和AAL2分组头中的长度指示器LI，所以AAL2的同步功能是可行的。第一个AAL2分组的起始点可以利用OSF检测到，且每个后续AAL2分组的起始点可通过LI检测到，因为根据前一个AAL2分组头(AAL2 SAR-PDU头)中的LI来计算AAL2分组的长度是可能的。
图3显示了ITU-T I.363.2(D)建议中定义的AAL2 CPS-PDU的格式。
参见图3，AAL2 CPS-PDU(即AAL2信元)包括1字节(8比特)CPS-PDU头，用户信息和一个填充字段。CPS-PDU头(以下称作AAL2信元头)由6位OSF，1位SN(序列号)字段和1位P(奇偶校验)字段组成。OSF(偏移字段)即关于AAL2 CPS-分组载荷CPS-INFO起始点的信息指明OSF和CPS分组载荷之间的间隙。SN指明CPS-PDU的序列号，它在模2的基础上决定。P指明奇偶性，优选使用奇校验。
用户信息的组成是24位(3字节)AAL2 CPS-分组头(以下称作AAL2分组头)和一个45/64字节的载荷CPS-INFO。AAL2分组头的组成是8位CID，6位LI，5位UUI(用户到用户信息)和5位HEC(头差错控制)。这里CID(信道标识)字段被分配一个用于识别AAL2分组(信道)的唯一的数字。该CID由CID分配单元(稍后会作介绍)分配，它会一直使用到该AAL2信道被释放。LI(长度指示器)指明CPS-分组载荷的长度。由于CPS分组载荷最多可以包含45或64字节的信息，所以LI最多可以指明的长度也是45或64字节。UUI用于CPS用户间的通信。HEC用于检测CPS-分组头中产生的错误。CPS-分组载荷CPS-INFO是用于传送具有短长度的实时信息(如语音数据)的字段，它可以通过复用传送多个分组。这里CPS-INFO可传送的最大长度为45或64字节。尽管为了简单起见，图3中的用户信息字段只包含1个AAL2分组，但用户信息字段可包含多个AAL2分组。
图3所示的AAL2 CPS-PDU格式是当接收到的ATM信元经过ATM接口110进行物理层处理和ATM层处理之后，传递给AAL2接口120中AAL2同步器122的AAL2信元格式。AAL2信元在AAL2同步器122进行同步处理后传递给CID变换器124。需要CID变换器124的原因如下。CID分配单元根据ATM虚电路VC分配一个对每个AAL2分组都是唯一的CID值。该值的使用独立于其它虚电路。然而，这样分配的CID值之间在AAL2交换机126执行交换操作之后可能发生冲突。因为此时AAL2交换机要将多于一个的虚电路VC映射到另一个虚电路，以便识别AAL2信道。因此需要CID变换功能来防止冲突。更确切地说，通过不同的ATM虚电路VC发送的AAL2分组经AAL2交换后，传送到同一个单一的ATM虚电路VC中，它们的CID值可能会彼此相同。由于在单个ATM虚电路VC中存在多个相同CID值时无法识别AAL2分组，所以要改变那些会在同一时间同一ATM虚电路VC中输出的AAL2分组的CID值，使其各不相同。这里使用了“ATM虚电路”，但是上述原理可应用于任何ATM连接，包括虚路径VP和虚信道VC。ATM信元就是在它们上面传输。为了便于解释，在下面的描述中ATM连接只限于虚信道VC。
如图5A和5B所示，查表存储器123保存了ATM交换所用的信元路由(VCI)信息、CID路由信息和路由标签(PT)信息。ATM控制器400在呼叫建立时与另一方进行信令交换过程后，提供上述与路由有关的信息。AAL2控制器410所得到的这样的与路由有关的信息是通过处理器之间的通信(IPC)从ATM控制器400得到的。AAL2控制器410把信息存储在查表存储器123中，查表存储器也可为AAL2分组复制功能而存储信息。
CID变换器124通过第二控制总线与AAL2控制器410相连。CID变换器124从存在于查表存储器123中的CID值来判定是否有必要修改AAL2分组的CID值。如有必要，则改变AAL2分组的CID值。就是说，当这些AAL2分组在同一时间向同一VC输出时，这些AAL2分组在创建AAL2分组时被分配相同的CID值，CID变换器124改变AAL2分组的CID值使得各个AAL2分组的CID值互不相同。例如，当第一和第二VC中的AAL2分组输入时有相同的CID值，而又要向某一单个VC输出时，第一VC中的AAL2分组的CID值会被修改为一个与其它VC中AAL2分组不同的新CID值。若不修改第一VC中AAL2分组的CID值，也可以找到修改第二VC中AAL2的CID值的方法。此处修改的CID一直使用到AAL2分组被释放时为止。
AAL2控制器410的功能是分配CID值，用于区别AAL2分组，其结构如图4所示。
参见图4，AAL2控制器410包括一个CID分配控制器412和CID缓冲区414，AAL2控制器410通过与对方的AAL2 VC进行AAL2信令交换来为每个AAL2分组分配CID。CID缓冲区414存储大量空闲的CID。当接收到一个AAL2信道(分组)的创建请求时，CID分配控制器412产生一个读信号READ，并从CID缓冲区414的前端读取一个CID，然后把读到的CID分配给该AAL2分组。在给AAL2分组分配CID时，CID分配控制器412产生一个写信号WRITE，把刚释放的AAL2分组的CID值写入CID缓冲区414的后端。就是说，CID缓冲区414存储用于分配的空闲CID，在接收到AAL2分组的创建请求时，CID分配控制器412在FIFO(先进先出)的基础上读取保存在CID缓冲区414的一个CID值，然后在FIFO的基础上向CID缓冲区414写入释放的CID。
AAL2交换机126通过第二控制总线与AAL2控制器相连，在AAL2分组单元的基础上完成交换操作。进一步地说，AAL2交换机126可以在AAL2分组单元的基础上完成复制功能。这里复制功能指的是同时向多个ATM VC输出一个特定的AAL2分组。复制功能需要分别辨别出需要被复制的分组的CID。由于需要被复制的AAL2分组所用的CID信息也可存储于查表存储器123中，AAL2交换机126利用存储在查表存储器内的信息就可以决定这个需要被复制的AAL2分组所用的CID，并对选定CID所代表的AAL2分组进行复制。
AAL2格式化器128从AAL2交换机126交换的AAL2分组中把要复用到同一ATM VC的AAL2分组进行组合，并产生一个AAL2 CPS-PDU(即AAL2信元)。也就是说，AAL2格式化器128复用AAL2分组，产生与从AAL2同步器122接收到的AAL2信元具有同样格式的AAL2信元，并把产生的AAL2信元输出到IATM格式化器130。
IATM格式化器130通过第一控制总线与ATM控制器400相连，把复用了很多AAL2分组的AAL2信元转换为系统内部使用的内部ATM信元。这里产生内部ATM信元的操作指的是在内部ATM信元的头部加上路由标签和ATM信元头，以使能后续的ATM交换操作。路由标签和ATM信元头的信息由ATM控制器400提供。
ATM交换机200对IATM格式化器130产生的内部ATM信元进行交换。ATM交换机200可使用普通的ATM交换机。
ATM控制器400完成VPI/VCI(虚路径标识/虚信道标识)值的分配的功能，即进行信元路由控制操作。为进行VPI/VCI值的分配，ATM控制器400在呼叫建立时与另一方进行信令交换，获取信元路由(VPI/VCI)信息，并依据信元路由信息控制ATM接口110和320，IATM格式化器130和IATM解格式化器310。另外，ATM控制器400还控制ATM信元的复制功能和AAL2分组的复制功能。为进行ATM信元复制功能，ATM控制器400提供信元复制所需的路由标签和ATM信元头信息，然后ATM交换机200依据这些信息进行交换操作。为进行ATM信元复制功能，ATM控制器400还可以直接控制ATM交换机200。为进行AAL2分组复制功能，由ATM控制器400控制的AAL2控制器410将控制AAL2交换机126。
与此同时，ATM控制器400和AAL2控制器410还能通过IPC了解AAL2分组和ATM VC之间的关系。
参见回图2，发射机300包括IATM解格式化器310和ATM接口320。IATM解格式化器310和ATM接口320是分别与接收机100中的IATM格式化器130和ATM接口110对应的单元，完成相反的操作。就是说，IATM解格式化器310接受ATM交换机200交换的内部ATM信元，将收到的内部ATM信元进行转换，并产生ATM信元格式。ATM接口320对IATM解格式化器310产生的ATM信元进行ATM层处理。
具有图2所示结构的新设备完成以上所描述的AAL2处理功能。下面将描述根据本发明的设备所完成的AAL2处理功能。图5A至11B是用于解释根据本发明的实施例的AAL2处理操作及其相关的ATM交换操作。
图5A和5B表示路由表的结构，用于完成根据本发明的实施例的操作。这样的路由表可以用图2中的查表存储器123来实现。
更确切地，图5A表示在处理当前微信元(即AAL2分组)所对应时刻的路由表，而图5B表示在处理下一个微信元所对应时刻的路由表。在路由表中，VCII和VCIO分别表示输入和输出虚信道标识，它们通过IPC从ATM控制器400传送到AAL2控制器410，然后通过第二控制总线传送到AAL2交换机126。CIDI和CIDO分别表示输入和输出分组数，它们从AAL2控制器410传送到CID变换器124，以便识别AAL2信道。PTI和PTO分别表示ATM交换机200中的ATM信元的输入和输出端口，它们在ATM控制器400的控制下传送到IATM格式化器130。
现在，假定一个ATM信元已经输入到接收机100，则ATM接口100对输入的ATM信元进行ATM层处理，并输出处理后的结果ATM信元。如图6所示，这个ATM信元包括复用了多个AAL2分组的AAL2 CPS-PDU。在图6中，”H”表示图3中所示的ATM信元头，斜线块表示CPS-PDU头，网格线块表示AAL2分组头，而带圆圈的数字1至8表示AAL2分组的CID值。为了便于解释，图6中表示的AAL2分组的CID已经赋值。但需要注意，CID值只有当发生创建AAL2分组请求时，才在分组单元的基础上进行赋值，然后一直使用到分组被释放。
AAL2接口120中的AAL2同步器122从ATM接口110接收具有图6格式的AAL2信元(AAL2 CPS-PDU)。此刻，包含在不同ATM VC的AAL2信元中的AAL2分组还没有彼此同步。因此，AAL2同步器122识别出AAL2分组，并将不同ATM VC的AAL2信元彼此同步。然后，CID变换器124接收这些与不同ATM VC同步的信元，如果需要，在分组单元的基础上改变CID值。此刻，CID变换器124改变原来的CID从而获得新的CID值，原来的CID值是在具有CID赋值功能的AAL2控制器410创建分组时获得的。新的CID值存储在查表存储器123中，并一直保持到信道释放时为止。
参见图7，在当前时刻t1，VCI＝41的AAL2分组的CID值与VCI＝43的AAL2分组的CID值均是’2’，在下一个时刻t2，VCI＝42的AAL2分组的CID值与VCI＝44的AAL2分组的CID值均是’9’。这种情况本身并不成问题。然而，如图5A所示，’2’号的VCI＝41的AAL2分组和’2’号的VCI＝43的AAL2分组将被映射到相同的输出VC，即VCIO83。同样地，如图5B所示，’9’号的VCI＝42的AAL2分组和’9’号的VCI＝44的AAL2分组将被映射到相同的输出VC，即VCIO84。因此，当来自不同ATM VC的AAL2分组具有相同的CID而要复用到相同的VCI时，为了避免CID冲突，CID变换器124需要改变CID的值。例如，CID变换器124在当前时刻t1改变VCI＝41的AAL2分组的CID值，在下一个时刻t2改变VCI＝42的AAL2分组的CID值。通过这样的CID变换操作，VCI＝41的AAL2分组的CID值在当前时刻t1从’2’变为’3’，而VCI＝42的AAL2分组的CID值在下一个时刻t2从’9’变为’1’。因此，尽管通过下面的AAL2交换操作，VCI＝41的AAL2分组与VCI＝43的AAL2分组在当前时刻t1要复用到相同的VC，或者，VCI＝42的AAL2分组与VCI＝44的AAL2分组在下一个时刻t2要复用到相同的VC，但复用后的AAL2分组的CID值不会重复。这个新近改变的CID值由AAL2控制器410的CID分配单元提供。
如图8A和8B所示，AAL2交换机126完成AAL2分组的交换操作，这些AAL2分组的CID变换功能是在分组单元的基础上完成的。此时，AAL2交换机126利用图5A和5B路由表中的VCII和VCIO值完成交换操作，路由表由ATM控制器400提供。
参见图8A，在当前微信元(AAL2分组)时刻t1，AAL2交换机126完成交换操作，其结果是，VCI1＝41的分组’3’输出到VCIO＝83，VCII＝42的分组’7’输出到VCIO＝84，VCII＝43的分组’2’输出到VCIO＝83，VCII＝44的分组’5’输出到VCIO＝81。
参见图8B，在下一个微信元(AAL2分组)时刻t2，AAL2交换机126完成交换操作，其结果是，VCII＝41的分组’4’输出到VCIO＝81，VCII＝42的分组’1’输出到VCIO＝84，VCII＝43的分组’6’输出到VCIO＝82，VCII＝44的分组’9’输出到VCIO＝84。
由于分组长度不是固定的而是可变的，AAL2交换机126很难象ATM交换机200那样用硬件完成。相反，优选的方法是AAL2交换机126采用软件实现分组交换。
AAL2格式化器128复用AAL2分组，这些分组由AAL2交换机126交换到相同的ATM VC，以便用图3的格式产生一个单一的AAL2信元(AAL2CPS-PDU)。作为例子，所产生的AAL2信元如图9所示。这里，分组’8’是前一个被交换的AAL2分组。
IATM格式化器130将来自AAL2格式化器128的AAL2信元输出，变换为图10格式的IATM信元，这样的IATM信元更适合于ATM交换机200进行交换。此处，在每个信元的头部附加上路由标签和ATM信元头。
ATM交换机200接收IATM格式化器130产生的IATM信元，并完成如图11A和11B所示的交换。此时，ATM交换机200利用图5A和5B路由表中的路由标签信息(PTO值)完成交换操作，路由表由ATM控制器400提供。
参见图11A，在当前IATM信元时刻，ATM交换机200完成交换操作，其结果是，输入端口#0的信元输入输出到输出端口#1，输入端口#1的信元输入输出到输出端口#2，输入端口#2的信元输入输出到输出端口#3，输入端口#3的信元输入输出到输出端口#0。
参见图11B，在下一IATM信元时刻，ATM交换机200完成交换操作，其结果是，输入端口#0的信元输入输出到输出端口#0，输入端口#1的信元输入输出到输出端口#3，输入端口#2的信元输入输出到输出端口#1，输入端口#3的信元输入输出到输出端口#2。
同时，一个IATM信元时间对应多个AAL2分组(微信元，CPS-分组)的时间。由于AAL2分组的大小是可变的，在一个IATM信元时间内的AAL2分组时间的数目也是可变的。就是说，尽管IATM信元时间是固定的，但微信元时间依据AAL2分组大小而可变。
如上所述，这种新颖的ATM网络对每个复用在ATM信元中的AAL2分组进行AAL2处理，ATM信元由ATM接口进行ATM层处理，然后将处理后的AAL2分组传送给ATM交换机。采用这种方式，这种新颖的ATM网络能够防止由于传输具有短长度的实时数据如语音数据时引起的带宽损失或传输延迟。
尽管本发明是参照其特定的优选实施例来描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

Claims (9)

1.一种AAL2(ATM(异步转移模式)适配层2)处理设备，包括：
一个AAL2同步器，用于接收AAL2信元，其中至少一个AAL2分组是复用的，还用于检测每个分组的起始点，以便同步分组；
一个AAL2交换机，用于在呼叫建立过程中根据所提供的路由信息对已经被同步的分组进行交换；以及
一个AAL2格式化器，用于根据ATM连接对已交换的分组进行复用，还用于产生一个与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元，
所述的AAL2处理设备，进一步包括连接于AAL2同步器和AAL2交换机之间的CID(信道标识)变换器，用于利用信元路由信息，判定在被AAL2交换机交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述的分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
2.一种具有AAL2处理功能的ATM系统，包括：
一个ATM接口，用于根据在呼叫建立过程中提供的第一路由信息，对收到的ATM信元进行ATM层处理，其中至少一个AAL2分组是复用的，还用于输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；
一个AAL2接口，用于以分组单元为基础对包含在所述输入AAL2信元中的AAL2分组进行同步，用于根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息，对已同步的AAL2分组进行交换，还用于根据ATM连接对已交换的AAL2分组进行复用，以便产生与所述输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；
一个内部ATM信元格式化器，用于给所述输出ATM信元附加ATM信元头和路由标签，还用于产生一个最后的内部ATM信元；以及
一个ATM交换机，用于根据在呼叫建立过程中提供的第三路由信息，对所述的内部ATM信元进行交换。
3.如权利要求2所述的ATM系统，其中AAL2接口包括：
一个AAL2同步器，用于通过检测包含在输入AAL2信元中的每个AAL2分组的起始点，对每个AAL2分组进行同步；
一个AAL2交换机，用于根据第二路由信息，对已同步的AAL2分组进行交换；
一个AAL2格式化器，用于根据虚信道对已交换的AAL2分组进行复用，还用于产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；以及
一个连接于AAL2同步器和AAL2交换机之间的CID变换器，用于利用第二信元路由信息，判定在被AAL2交换机交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述的分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
4.一种具有AAL2处理功能的ATM系统，包括：
一个接收机，对收到的ATM信元进行ATM层处理和AAL2处理，其中至少一个AAL2分组是复用的；
一个ATM交换机，用于根据第三路由信息对来自接收机的ATM信元和发送ATM信元进行交换；
一个发射机，用于传输已被ATM交换机交换的发送ATM信元；以及
一个控制器，
所述接收机包括：
一个接收ATM接口，用于根据第一路由信息对收到的ATM信元进行ATM处理，以及用于输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；
一个AAL2接口，用于在一个分组单位的基础上对包含在输入AAL2信元中的至少一个AAL2分组进行同步，用于根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息对已同步的至少一个AAL2分组进行交换，以及用于根据ATM连接对已交换的至少一个AAL2分组进行复用，以便产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；以及
一个信元格式化器，用于给输出AAL2信元附加ATM信元头和路由标签，以及产生最后的内部ATM信元，
所述发射机包括：
一个信元解格式化器，用于去除包含在发送内部ATM信元中的路由标签，该信元与内部ATM信元具有相同的格式，以及用于产生最后的内部ATM信元；以及
一个发送ATM接口，用于根据第一路由信息对来自信元解格式化器的ATM信元进行ATM层处理，然后输出发送的ATM信元；
该控制器用于在呼叫建立过程中给ATM接口、AAL2接口和ATM交换机提供从另一方获得的第一、第二和第三路由信息。
5.如权利要求4所述的ATM系统，其中AAL2接口包括：
一个AAL2同步器，用于通过检测包含在输入AAL2信元中的至少一个AAL2分组中的每个分组的起始点，对至少一个AAL2分组中的每个分组进行同步；
一个AAL2交换机，用于根据第二路由信息，对已同步的至少一个AAL2分组进行交换；
一个AAL2格式化器，用于根据ATM连接对已交换的至少一个AAL2分组进行复用，以及用于产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；以及
一个连接于AAL2同步器和AAL2交换机之间的CID变换器，用于利用第二信元路由信息，判定在被AAL2交换机交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述的分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
6.如权利要求4所述的ATM系统，其中控制器包括：
一个ATM控制器，通过第一控制总线连接到ATM接口、信元格式化器、信元解格式化器和ATM交换机，用于给ATM接口、信元格式化器和信元解格式化器提供第一路由信息；以及给ATM交换机提供第三路由信息；以及
一个AAL2控制器，通过第二控制总线连接到AAL2接口，用于利用ATM控制器进行处理器间的通信(IPC)，以及用于从ATM控制器给AAL2接口提供第二路由信息。
7.一种AAL2处理方法，包括以下步骤：
接收AAL2信元，其中至少一个AAL2分组是复用的，以及检测每个分组的起始点，以便对该分组同步；
根据呼叫建立时提供的路由信息对已同步的分组进行交换；以及
根据ATM连接对已交换的分组进行复用，以及产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元，
所述的AAL2处理方法，进一步包括的步骤是：利用信元路由信息，判定在被AAL2交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
8.一种在具有AAL2处理功能的ATM系统中的信元处理方法，包括以下步骤：
(a)根据在呼叫建立过程中提供的第一路由信息，对收到的ATM信元进行ATM层处理，其中至少一个AAL2分组是复用的；以及输出ATM层处理的ATM信元作为输入AAL2信元；
(b)以分组单元为基础对包含在所述输入AAL2信元中的AAL2分组进行同步；根据在呼叫建立过程中提供的第二路由信息，对已同步的AAL2分组进行交换；根据ATM连接对已交换的AAL2分组进行复用，以便产生与所述输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；
(c)给输出AAL2信元附加ATM信元头和路由标签；以及产生最后的内部ATM信元；
(d)根据在呼叫建立过程中提供的第三路由信息，对内部ATM信元进行交换。
9.如权利要求8所述的信元处理方法，其中步骤(b)包括以下步骤：
通过检测包含在输入AAL2信元中的至少一个AAL2分组中的每个分组的起始点，对至少一个AAL2分组中的每个分组进行同步；
根据第二路由信息，对已同步的至少一个AAL2分组进行交换；
根据虚信道对已交换的至少一个AAL2分组进行复用；以及产生与输入AAL2信元具有相同格式的输出AAL2信元；以及
利用第二信元路由信息，判定在被AAL2交换的分组中是否存在需要同时交换到相同ATM连接的分组；如果存在所述的分组，则改变这些分组的CID，以使分组的CID互相之间不重复。
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