CN1210640A - 信元定位器 - Google Patents

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Abstract

异步转移模式(ATM)复用数据流终止在功能单元,虚拟信道数据在相同数据流的信元中传递,拆包器有多个信元缓冲器,每个缓冲器存储包含在单个信元中的有效负荷数据,缓冲器根据由每个信元传递的消息序号顺序地加载并且根据拆包器算法排空以便形成非连续的数据流;在有效信元没有到达时插入信元格式发生器以非连续数据流中的插入信元代替丢失信元,和在每个信元已拆包之后或者有时在已产生插入代替信元之后启动超时功能发生器。

Description

信元定位器
当终接同步的多路复用诸如成帧的2048kb/s链路时，在定时功能单元上已使用定位器，其中该功能单元的时钟和同步多路复用不能认为是相同频率和相位。
使用定位器是指容忍(虽然勉强地)一些滑动的同步业务。定位器的设计特性是：如果达到其缓冲的极限，则执行受控滑动。定位器不仅必须能够接受接入流的任何相位，而且还必须包括足够的滞后以适应由网络引入的延迟偏差。
定位器的使用也可扩展到由基于信元的异步转移模式(ATM)虚信道传递的数据，因此正常标称比特率的业务可从ATM多路复用转移到期望相同的正常标称比特率业务的功能单元。这样的定时功能单元可以是同步交换器或数模解码器。
异步业务特征在于以分组、帧或信元传递，信元是通常用于ATM业务的术语。ATM信元是固定长度并且能传递固定数量的恒定比特率业务数据。
当定位器滑动时，如果业务到达太快，则它一定丢失固定数量的数据。如果业务到达太慢，则或者重复固定数量的数据或者插入固定替代的数据集。
所述的虚拟信道ATM信元定位器适合于信元流，该信元延迟偏差不大于该信元流的平均信元到达速率。因此信元定位器对于低比特率电路如64kb/s是合适的。
根据本发明，在功能单元终接异步转移模式(ATM)复用数据流中，不包括帧定位信号的虚拟信道数据在信元中传递，每个信元具有一个消息序号，信元定位器包括多个信元缓冲器，每个信元缓冲器存储包含在单元信元中的有效负荷数据，信元缓冲器根据消息序号的较低有效位有条件地加载，假定该消息序号不对应于被拆包的信元缓冲器的消息序号，而且在信号缓冲器被拆包或者以插入信元代替空信元缓冲器之前不大于消息序号的预定数M；和根据组合的拆包器和滑动算法的条件排空该信元缓冲器以形成与该功能单元的时钟和帧开始信号对准的连续数据流；在有效信元没有到达时插入信元格式发生器，使得以该连续数据流中的插入信元代替丢失的信元；和超时功能，该超时功能在收到每个有效信元之后被清除和重新开始，以便如果超时应到期使组合拆包器和滑动算法重新开始。
拆包器包含足够信元缓冲器以处理期望的延时偏差，2个信元缓冲器的延迟偏差为小于2毫秒，而4个信元缓冲器的延迟偏差为多达6毫秒。
当信元加载在拆包器内的信元缓冲器中时，满/空二进制标记设置为满并且清除和重新开始超时。当信元缓冲器刚完成排空时，其满/空二进制标记设置为空。
还提供定位一个ATM虚似信道信元流的方法，ATM复用的信元流包括一个拆包器，其中组合的拆包器及滑动算法定义如下：如果在信元(n)拆包期间两个连续时刻，或者产生插入信元代替信元(n)，在信元(n)的B字节已拆包之前信元(n+M)到来，则废弃被拆包的或以插入信元代替的下个信元的前S字节，以便引入S字节的前向滑动；否则，如果在完成信元(n)拆包或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，已接收到信元(n+1)，则信元(n+1)被完全拆包并且变为新的信元(n)；或者如果在完成信元(n)的拆包或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，还没有收到信元(n+1)，则信元(n+1)以插入信元代替并且变为新的信元(n)；除非在代替信元(n)的插入信元开始的S字节期间内收到丢失信元(n)，则通过在S字节后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字节的后向滑动。
当M=3时，B=47字节和S=47字节；
当M=2时，B=47字节和S=23字节；
当M=1时，B=15字节和S=16字节。
现在参照附图通过例子叙述本发明，其中：
图1表示拆包器的典型配置和信元定位器功能；相对于打包器的模数变换器和数模变换器的典型配置；
图2表示一个47(或23)字节调节信元定位器；
图3表示一个16字节调节信元定位器；
图4表示用于47字节调节信元定位器的组合拆包器和滑动算法；
图5表示用于23字节调节信元定位器的组合拆包器和滑动算法；
图6表示用于16字节调节信元定位器的组合拆包器和滑动算法；
图7提供图4至6的键；
图8表示图4至6的算法的比较定时图。
本发明的目的是使通过图1所示的异步转移模式(ATM)网络时由64kb/s电路引起的额外延迟影响和延迟偏差最小。
引入到64kb/s电路的延迟偏差将被清除但以附加一些另外延迟为代价。
有许多情况是：对于多于一条的64kb/s电路(如144kb/s ISDN链路和2Mb/s链路)外部接口具有一个公共时钟，因此必须使用定位技术。
根据必须提供的信元延迟偏差，使用信元定位器装置对图4、5和6所示的一个组合的拆包器和滑动算法工作来执行来自信元的47字节数据的拆包。
为了性能监视在该网络中的电路，附加的操作与维护(OAM)信元也可通过该网络偶尔地发送。这意味着必须确定ATM网络的大小来传递业务的128kb/s脉冲串而不导致信元丢失或者超过总网络延迟偏差值。打包功能必须规则地每5.875ms产生一个普通信无(非OAM信元)。
因此即使在存在OAM信元时，总的单向端对端网络延迟偏差需要小于5.8ms、2.8ms或1.8ms(这取决于所用的组合拆包器和滑动算法)，如果避免了滑动的话。
滑动比恶化的数据多得多地影响业务：特别对调制解调器业务、加密数据和视频编码。因此这些组合的拆包器和滑动算法目的在于减少出现滑动的危险。
滑动可包括清除数据的47(23或16)字节或者加上数据的47(23或16)字节的插入序列。
如果出现信元滑动，则不应出现另外的信元滑动，直至已出现至少+或-5.8ms(2.8ms或1.8ms)的另外相移为上。
如果本机基准时钟与原始64kb/s数据源没有相位关系，则可出现规则的滑动。但是，如果分别在对应于US 4368531和US 4617659的专利号GB2063624和GB2151437中公开的，它们出现比帧定位器少47(23或16)次。信元定位器保证不出现不必要的信元滑动，不论此信元滑动是由于安装、延迟的信元、丢失/恶化的信元或附加信元引起的。由ATM自适应功能即打包、拆包和信元定位功能增加的总环路延迟实际上应保持在约24ms(18ms或16ms)的一个常数上。
额外的自适应延迟值24ms(18ms或16ms)应该用于从初始化同步的网络，直至出现至少15ms断开为止，假定不超过5.8ms(2.8ms或1.8ms)的延迟偏差值。
24ms(18ms或16ms)的自适应延迟是在该初始路径环路延迟之外；该初始路径环路延迟是由传输传播延迟、传输复用延迟、ATM交换延迟、ATM缓冲延迟、模数及数模延迟(如果适用的话)和专用网延迟(如果适用的话)产生的。ATM交换与缓冲延迟是在中断元后延迟每个方向中的第一信元的那些ATM交换与缓冲延迟。
自适应环路延迟主要由每方向5.875ms的打包器与拆包器延迟构成和每个定位器具有在初始化时保持5.875ms(2.875ms或2.000ms)数据价值。如果由于自由运行本机基准出现信元滑动，则环路延迟可递增或递减5.875ms(2.875ms或2.000ms)。如果延迟偏差超出5.8ms(2.8ms或1.8ms)，则二个定位器可递增或递减5.875ms(2.875ms或2.000ms)。
该信元定位器的三个兼容的组合拆包器和滑动算法可用于满足未来网络要求。
正常附加恒定环路延迟近似于：
对如图2所示的使用47字节调节的两端为24ms；
对如图3所示的使用23字节调节的两端为18ms；
对如图4所示的使用16字节调节的两端为16ms；
如果两端使用不同算法则得到一个平均值。
取决于使用哪种算法，出现的任何滑动引入5.875ms或2.875ms或2.000ms的相移。
在初始化之后，如果ATM网络信元延迟偏差小于5.8ms、2.8ms或1.8ms，则应无滑动。
一个ATM信元定位器包含4个信元缓冲器，47字节的每个字节可用于47、23和16字节调节算法，如图2和3所示的。
这些算法已用于减小信元滑动的机会。这些算法初始化至该缓冲器工作范围的中心位置。它们不进行单个字节滑动，但是在实际需要时滑动47(23或16)字节。
因为信元定位器初始化至其中心位置，这产生24ms(18ms或16ms)的附加环路延迟。在端对端网络连接时，这个附加延迟通常应保持在那个值上，除非有明显的信元延迟偏差。
尝试初始化的条件是：
所有信元缓冲器都是空的；
和由于收到有效信元，2.5标称信元期间已过去(15ms)。(有效信元必须具有适当的序号)。
一旦“尝试初始化”状态已出现，如果从任何序号收到信元，则接受它并且在等待5.875ms(2.875ms或2.000ms)之后，然后拆包开始。
如图2所示，具有4个信元缓冲器的信元定位器可被控制以便执行三个算法之一，这些算法由图4、5和6中的三个表及下面说明性的注释定义。
如图3所示，只有2个信元缓冲器的信元定位器只能操作由图6所示的表定义的16字节调节算法。
当信元接收入四个信元缓冲器之一时，它被写入对应于该信元序号的最低有效2位的缓冲器中。因此使用四个信元缓冲器，尽管在23字节调节表中只表示三个信元缓冲器。
对于由如图3所示的信元定位器使用的16字节调节算法，需要信元序号的最低有效位来定义该信元缓冲器。
如果信元被拆包，则它被定义为信元n。正常地，信元n+1变为下一个信元n。在内部信元周期期间拆包信元。
如果其信元序号满足在该表中规定的条件，目前信元的序号是已知的，则只接收这些信元。
在每个内部信元周期的开始完全空的状态可能是所示的A至F，(A至E)或(A至D)状态之一。
对于47和23字节调节算法，在内部信元周期期间，对一些满/空状态可接受多达两个信元。如果接受两个信元，则它们必须以正确顺序到达。
“转到”指示确认下一个内部信元周期开始的满/空状态。
对于16字节调节算法，一个早先信元定义为在比前个信元少15字节或者插入信元已拆包时到达的信元。如果它早5.875ms(47字节)或更多到达，则由于在序列之外而被拒绝。

Claims (5)

1．在功能单元中终接异步转移模式(ATM)复用数据流时，在信元中传递不包括帧定位信号的虚拟信道数据，每个信元具有消息序号，信元定位器包括多个信元缓冲器，每个信元缓冲器存储包含在单个信元中的有效负荷数据，信元缓冲器根据该消息序号的较低有效位有条件地加载，假定该消息序号不对应于被拆包的信元缓冲器的消息序号，而且在拆包信元缓冲器之前或者空信元缓冲器以插入信元代替不大于消息序号的预定数M；以及根据组合的拆包器和滑动算法的条件排空信元缓冲器以形成与时钟和该功能单元的帧开始信号同步的连续数据流；在有效信元没有到达时插入信元格式发生器由连续数据流中的插入信元代替丢失信元；以及超时功能，在收到每个有效信元之后超时功能被清除并重新开始，以便如果它完成时重新开始组合的拆包器和滑动算法。
2．根据权利1的信元定位器，其中组合的拆包器和滑动算法定义为：如果在信元(n)拆包期间或产生插入信元代替信元(n)的两个相连时刻，在信元(n)的B字节被拆包之前到达信元(n+M)，则被拆包或者以插入信元代替的下个信元的前S字节被废弃，以便引入S字节的前向滑动；否则如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失的信元之后，已收到信元(n+1)，则信元(n+1)被完全拆包并且变为新的信元(n)；或者如果在信元(n)的拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，还没有收到信元(n+1)，则以插入信元代替信元(n+1)，并且信元(n+1)变为新信元(n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元开始的S字节期间内收到丢失信元(n)，则通过在S字节之后停止该插入信元和拆包接收的信元(n)取得S字节的后向滑动。
3．根据权利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少2个信元缓冲器；和滑动是16字节的，使得组合的拆包器和滑动算法被定义为：如果在信元(n)拆包期间或产生插入信元代替信元(n)的两个相连时刻，在15字节信元(n)已拆包之前到达信元(n+1)，则废弃被拆包或以插入信元代替的下个信元的前16字节，以便引入16字节的前向滑动；否则如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，已收到信元(n+1)，则信元(n+1)被完全拆包并且变为新的信元(n)；或者如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，没有收到信元(n+1)，则以插入信元代替信元(n+1)，并且信元(n+1)变为新的信元(n)，除非如果在代替信元(n)的插入信元开始的16字节期间内收到丢失信元(n)，则通过在16字节之后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得16字节的后向滑动。
4．根据权利要求2的信元定位器，其中拆包器包含至少4个信元缓冲器和滑动是23字节的，使得组合的拆包器和滑动算法被定义为：如果在信元(n)拆包期间或产生插入信元代替信元(n)的两个相连时刻，在信元(n)的所有字节已拆包之前到达信元(n+2)，则被拆包或以插入信元代替的下个信元的前23字节被废弃以便引入23字节的前向滑动；否则如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，已收到信元(n+1)，则信元(n+1)被完全拆包并且变为新的信元(n)；或者如果信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，没有收到信元(n+1)，则信元(n+1)以插入信元代替并且变为新的信元(n)；除非如果在代替信元(n)的插入信元开始的23字节期间内收到丢失信元(n)，则通过在23字节之后停止插入信元和拆包接收的信元(n)取得23字节的后向滑动。
5．根据权利要求2的信元定位器，其中：拆包器包含至少4个信元缓冲器，和滑动是47字节的，使得组合的拆包器和滑动算法定义为：如果在信元(n)拆包期间或者产生插入信元代替信元(n)的两个相连时刻，在已拆包信元的所有字节之前到达信元(n+3)，则被拆包或以插入信元代替的下个信元被废弃，以便引入47字节的前向滑动；否则如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，收到信元(n+1)，则信元(n+1)被完全拆包并且变为新的信元(n)；或者如果在信元(n)拆包完成或产生插入信元代替丢失信元(n)之后，信元(n+1)未收到，则以插入信元代替信元(n+1)并且信元(n+1)变为新信元(n)；除非如果在插入信元代替信元(n)期间收到丢失信元(n)，则通过完成插入信元，然后拆包接收的信元(n)取得47字节的后向滑动。
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