DE10025404B4

DE10025404B4 - ATM-Zellenpuffersystem und zugehöriges Stausteuerverfahren

Info

Publication number: DE10025404B4
Application number: DE2000125404
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Iwamoto
Original assignee: Juniper Networks Inc
Current assignee: Juniper Networks Inc
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2000332793A; DE10025404A1; JP3226096B2; US6804198B1

Abstract

ATM(=Asynchronous Transfer Mode)-Zellenpuffersystem zum Puffern von ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Netzwerk bildenden Netzwerkknoten, mit einer Stausteuereinrichtung (30) zum Steuern eines ATM-Zellen-Staus, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stausteuereinrichtung (30) eine Steuerzählereinrichtung (33) zum Zählen der Anzahl von ATM-Zellen, welche von einem ATM-Zellenpuffer (40) ausgegeben werden, in jedem vorgegebenen Zeitabschnitt, für jede VC(=Virtual Channel)-Warteschlange, aufweist, und
dass die Stausteuereinrichtung (30) für jede Verbindung den Zählwert der Steuerzählereinrichtung (33) als minimale Ausgangsbandbreite des ATM-Zellenpuffersystems festlegt und damit die im nächsten vorgegebenen Zeitabschnitt im ATM-Zellenpuffer (40) zu speichernde Anzahl von ATM-Zellen festlegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein ATM-Zellenpuffersystem eines ATM (Asynchronous Transfer Mode)-Netzwerks und ein zugehöriges Stausteuerverfahren, und bezieht sich insbesondere auf ein ATM-Zellenpuffersystem mit zugehörigem Stausteuerverfahren, die in der Lage sind, die Verlustrate von ATM-Zellen zu beschränken.

Die japanische Patentschrift JP 09261238 A offenbart ein ATM-Schaltungspuffersystem zum Puffern von ATM-Zellen in einem ATM-Netzwerk, in welchem Füllstände des ATM-Zellenpuffers durch verschieden hohe Schwellwerte charakterisiert werden. Durch Auswerten, welche Schwellwerte zu welchem Zeitpunkt überschritten werden, kann das ATM-Schaltungspuffersystem, das die einzelnen virtuellen Kanäle hinsichtlich der Überschreitung individueller Schwellwerte überwacht, angemessen auf Stausituationen reagieren. Eine Mindestbandbreite, die dynamisch auf das aktuelle Datenvolumen einzelner virtueller Kanäle eingestellt wird, ist nicht gewährleistet.

In dem IEEE-Beitrag „Modeling and Performance Comparison of Policing Mechanisms for ATM Networks" von E.P. Rathgeb (IEEE Journal on Selected Areas in Communication, Bd. 9, Nr.3, 3. April 1991, Seiten 325–334) wird ein Policing-Verfahren beschrieben, welches auf einem „jumping window"-Verfahren beruht, gemäß dem zyklisch das Datenaufkommen eines jeden bestehenden virtuellen Kanals überwacht wird. In diesem Verfahren wird die Anzahl möglicher ATM-Zellen pro Zeiteinheit nicht festgelegt, sondern in einem aktuellen Zeitintervall durch die Anzahl der in dem vorhergehenden Zeitintervall korrekt übertragenen Zellen bestimmt.

Als konventionelles Stausteuerverfahren in einem ATM-Netzwerk ist ein Verfahren zum Verhindern des Fortschreitens eines Staus durch Verwerfen einer während des Staus eintretenden neuen ATM-Zelle in Abhängigkeit von dem Pufferbelegungsgrad und dem in jeder Verbindung zugewiesenen Verlustniveau bekannt.

Ferner ist ein anderes Stausteuerverfahren zum Verhindern des durch den Stau in einer anderen Verbindung verursachten Einflusses auf die ATM-Zelle durch einfaches Definieren der maximalen Anzahl gespeicherter Zellen in jeder Verbindung bekannt.

Als das andere konventionelle Stausteuerverfahren offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. Heisei 10-023020 ein Verfahren zur guten Nutzung von Systemressourcen dadurch, dass dann, wenn auch nur eine Zelle einer Vielzahl von jedes Paket bildenden Zellen verworfen wird, danach die verbleibenden Zellen verworfen werden. Die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. Heisei 10-303940 offenbart ein Verfahren zum Durchlassen nur der Zelle, die zu einem Burstdatum oder einer Vielzahl von Burstdaten gehört, das bzw. die zur Ankunftszeit jeder Kopfzelle jedes Burstdatums spezifiziert waren, und Verwerfen von Zellen, die zu den anderen Burstdaten gehören, wenn eine Vielzahl von Burstdaten in Richtung derselben Ausgangsleitung gleichzeitig in ein Vermittlungssystem fließen.

Das vorstehend erwähnte konventionelle Stausteuerverfahren hat die folgenden Probleme.

Erstens hat das Verfahren des Verwerfens einer neuen, während des Staus eintretenden ATM-Zelle in Abhängigkeit von dem Pufferbelegungsgrad und dem in jeder Verbindung zugewiesenen Verlustniveau ein Problem dahingehend, daß eine ATM-Zelle auch in einer anderen Verbindung als der den Stau verursachenden Verbindung aufgrund des Staus in dieser Verbindung verworfen werden kann.

Zweitens hat das Verfahren des Verhinderns des durch den Stau einer anderen Verbindung verursachten Einflusses auf die ATM-Zelle durch Definieren der maximalen Anzahl gespeicherter Zellen in jeder Verbindung ein Problem dahingehend, daß kein effizienter Gebrauch von dem ATM-Puffer gemacht wird, weil es auch dann unmöglich ist, Zellen der maximalen Anzahl gespeicherter Zellen und Zellen darüber hinaus für jede Verbindung zu speichern, wenn genügend Raum für Ressourcen des ATM-Zellenpuffers in einer nicht gestauten Situation vorhanden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ATM-Zellenpuffersystem zum Verwirklichen einer geringen Verlustrate von ATM-Zellen durch Beschränken des Einflusses auf eine andere Verbindung in einem gestauten Zustand, sowie ein Stausteuerverfahren hierfür bereitzustellen.

Darüber hinaus soll die Erfindung ein ATM-Zellenpuffersystem, das in der Lage ist, guten Gebrauch von einem ATM-Zellenpuffer in einem nicht gestauten Zustand zu machen, sowie ein Stausteuerverfahren hierfür bereitstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein ATM-Zellenpuffersystem zum Puffern von ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Netzwerk bildenden Netzwerkknoten gemäß Patentanspruch 1.

In einer bevorzugten Weiterbildung des ATM-Zellenpuffersystems umfaßt die Steuerzählereinrichtung:
eine erste Zähleinrichtung zum Zählen der Anzahl von von dem ATM-Zellenpuffer in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer zugeführten ATM-Zellen als einen ersten Zählwert, und
eine zweite Zähleinrichtung zum Zählen der durch Subtrahieren der in dem ATM-Zellenpuffer in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer gespeicherten Anzahl von ATM-Zellen von dem ersten Zählwert in der vorangehenden vorbestimmten Zeitdauer erhaltenen Anzahl als einen zweiten Zählwert,
wobei der erste Zählwert als die kleinste Ausgabebandbreite festgelegt wird, und
in Übereinstimmung mit dem zweiten Zählwert bestimmt wird, ob die ATM-Zelle in dem ATM-Zellenpuffer gespeichert oder verworfen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des ATM-Zellenpuffersystems ist derart angeordnet, daß die Stausteuereinrichtung
die Überfüllung des ATM-Zellenpuffers anhand eines nicht überfüllten Zustands, eines gering überfüllten Zustands, und eines stark überfüllten Zustands für jede VC-Warteschlange beurteilt;
in dem Fall des nicht überfüllten Zustands die Stausteuereinrichtung eine ATM-Zelle unabhängig von dem zweiten Zählwert der Steuerzählereinrichtung speichert,
in dem Fall des gering überfüllten Zustands die Stausteuereinrichtung eine ATM-Zelle nur dann verwirft, wenn eine gespeicherte Zelle innerhalb einer VC-Warteschlange vorhanden ist und eine ATM-Zelle außerhalb der kleinsten Bandbreite zugeführt wird, und
in dem Fall des stark überfüllten Zustands die Stausteuereinrichtung eine ATM-Zelle immer verwirft.

Eine weitere Weiterbildung des ATM-Zellenpuffersystem ist derart angeordnet, daß die Stausteuereinrichtung
eine Staubeurteilungseinrichtung zum Beurteilen der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers anhand des nicht überfüllten Zustands, des gering überfüllten Zustands, und des stark überfüllten Zustands für jede VC-Warteschlange, und
eine Zählereinrichtung für gespeicherte Zellen zum Zählen der Anzahl gespeicherter Zellen für jede VC-Warteschlange und Melden des Vorhandenseins der gespeicherten Zelle kurz vor dem Speichern einer zugeführten ATM-Zelle umfaßt,
wobei die Beurteilung, ob eine ATM-Zelle gespeichert oder verworfen wird, auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses von der Staubeurteilungseinrichtung und der Meldung von der Zählereinrichtung für gespeicherte Zellen erfolgt.

Eine weiter bevorzugte Ausführungsform des ATM-Zellenpuffersystems ist derart angeordnet, daß
die Steuerzählereinrichtung zwei Bereiche, einen ersten Bereich zum Speichern des ersten Zählwerts und einen zweiten Bereich zum Speichern des zweiten Zählwerts als einen Speicherbar-Zählwert, aufweist, und
die Stausteuereinrichtung eine Umschaltsteuereinrichtung zum Umschalten des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs in jeder vorbestimmten Zeitdauer umfaßt, wobei
die Bereichumschaltung durch die Umschaltsteuereinrichtung ermöglicht, daß der erste Zählwert an die zweite Zähleinrichtung übergeben wird.

Einer darüber hinaus vorteilhafte Weiterbildung des ATM-Zellenpuffersystems ist derart angeordnet, daß die Umschaltsteuereinrichtung
ein Register zum vorangehenden Einstellen einer vorbestimmten Zeit zum Umschalten der beiden Bereiche,
einen internen Zähler zum Zählen der in dem Register eingestellten vorbestimmten Zeit, und
eine Logikschaltung zum Erzeugen eines Bereichumschaltsignals dann, wenn der Wert des internen Zählers die vorbestimmte Zeit erreicht, umfaßt.

Eine ferner bevorzugte Ausführungsform des ATM-Zellenpuffersystems umfaßt
eine Ausgabesteuereinrichtung zum Steuern der Priorität von VC-Warteschlangen ausgegebener ATM-Zellen auf der Grundlage eines Ausgabeanforderungssignals von den einzelnen VC-Warteschlangen in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz, während zwischen einer Ausgaberatensteuerung durch Formen für jeden VC und der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC-Warteschlangen vermittelt wird, und Auswählen einer VC-Warteschlange, wobei
die Ausgabesteuereinrichtung ein Formen zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange für eine Verbindung zwischen QOS-Klassen mit der Garantie der Bandbreite, und Beschränken des Empfangs von Ausgabeanforderungen durchführt, und kein Formen zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen den QOS-Klassen ohne Garantie der Bandbreite, durchführt.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem gemäß Patentanspruch 8.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Stausteuerverfahrens umfaßt der Zählschritt:
einen ersten Zählschritt zum Zählen der Anzahl von von dem ATM-Zellenpuffer in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer zugeführten ATM-Zellen als einen ersten Zählwert, und
einen zweiten Zählschritt zum Zählen der durch Subtrahieren der in dem ATM-Zellenpuffer in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer gespeicherten Anzahl von ATM-Zellen von dem ersten Zählwert in der vorangehenden vorbestimmten Zeitdauer erhaltenen Anzahl als einen zweiten Zählwert,
wobei der erste Zählwert als die kleinste Ausgabebandbreite festgelegt wird, und
in Übereinstimmung mit dem zweiten Zählwert bestimmt wird, ob die ATM-Zelle in dem ATM-Zellenpuffer gespeichert oder verworfen wird.

Ferner bevorzugt umfaßt das Stausteuerverfahren
einen Schritt des Beurteilens der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers anhand eines nicht überfüllten Zustands, eines gering überfüllten Zustands, und eines stark überfüllten Zustands für jede VC-Warteschlange;
einen Schritt des Speicherns einer ATM-Zelle unabhängig von dem zweiten Zählwert in dem Fall des nicht überfüllten Zustands;
einen Schritt des Verwerfens einer ATM-Zelle nur dann, wenn eine gespeicherte Zelle innerhalb einer VC-Warteschlange vorhanden ist und eine ATM-Zelle außerhalb der kleinsten Bandbreite zugeführt wird, in dem Fall des gering überfüllten Zustands; und
einen Schritt des immer erfolgenden Verwerfens einer ATM-Zelle in dem Fall des stark überfüllten Zustands.

Weiter vorteilhaft beinhaltet das Stausteuerverfahren
einen Schritt des Beurteilens der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers anhand des nicht überfüllten Zustands, des gering überfüllten Zustands, und des stark überfüllten Zustands für jede VC-Warteschlange;
einen Schritt des Zählens der Anzahl gespeicherter Zellen für jede VC-Warteschlange und Melden des Vorhandenseins der gespei cherten Zelle kurz vor dem Speichern einer zugeführten ATM-Zelle; und
einen Schritt des Beurteilens, ob eine ATM-Zelle gespeichert oder verworfen wird, auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Überfüllung und der Meldung des Vorhandenseins der gespeicherten Zelle.

Darüber hinaus enthält in einer weiteren Ausführungsform das Stausteuerverfahren
einen Schritt des Steuerns der Priorität von VC-Warteschlangen ausgegebener ATM-Zellen auf der Grundlage eines Ausgabeanforderungssignals von den einzelnen VC-Warteschlangen in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz, während zwischen einer Ausgaberatensteuerung durch Formen für jede VC-Warteschlange und der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC-Warteschlangen vermittelt wird, und Auswählen einer VC-Warteschlange;
einen Schritt des Durchführens eines Formens zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen QOS-Klassen mit der Garantie der Bandbreite, und Beschränkens des Empfangs von Ausgabeanforderungen; und
einen Schritt des Durchführens keines Formens zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen den QOS-Klassen ohne Garantie der Bandbreite.

Die vorstehend angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß weiter gelöst durch ein ATM-Zellenpuffersystem, welches ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Netzwerk bildenden Netzwerkknoten puffert, umfassend
eine Stausteuereinheit, die einen Stau der ATM-Zellen steuert; und
einen Steuerzähler, der die Anzahl von von einem ATM-Zellenpuffer zugeführten ATM-Zellen, in jeder von vorbestimmten Zeitdauern, für jede von VC-Warteschlangen, innerhalb der Stausteuereinheit zählt, wobei
die Stausteuereinheit für jede Verbindung den Zählwert des Steuerzählers als kleinste Ausgabebandbreite zum Festlegen der in der nächsten vorbestimmten Zeitdauer zu speichernden Anzahl von ATM-Zellen bestimmt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten, jedoch nicht beschränkend auszulegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines ATM-Zellenpuffersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
2 ein Blockschaltbild, das den detaillierten Aufbau einer Stausteuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
3 eine Ansicht, die den Aufbau eines Speichersteuerzählers gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
4 eine Ansicht, die den detaillierten Aufbau einer Umschaltsteuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
5 eine Ansicht zur Beschreibung eines gestauten Zustands gemäß dem Ausführungsbeispiel;
6 eine Ansicht zur Beschreibung des Aufbaus einer ATM-Zelle gemäß dem Ausführungsbeispiel;
7 ein Ablaufdiagramm zur der Beschreibung des Betriebsablaufs der Stausteuereinheit zur Zeit eines Zelleingangs gemäß dem Ausführungsbeispiel;
8 ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebsablaufs der Stausteuereinheit zur Zeit einer Zellausgabe gemäß dem Ausführungsbeispiel;
9 ein Ablaufdiagramm zur der Beschreibung der Steuerung eines CLR-Bits eines Speichers des Speichersteuerzählers gemäß dem Ausführungsbeispiel;
10 eine Ansicht zur Beschreibung des Änderungsvorgangs eines Warteschlangenzustands, die die Beziehung zwischen dem Eingang/Ausgang einer ATM-Zelle gemäß dem Ausführungsbeispiel anzeigt; und
11 eine Ansicht zur der Beschreibung des Änderungsvorgangs des Warteschlangenzustands gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des ATM-Zellenpuffersystems und des zugehörigen Verfahrens wird nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten bekannt gegeben, um ein eingehendes Verständnis des ATM-Zellenpuffersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel zu ermöglichen. Für den Fachmann ist jedoch unmittelbar ersichtlich, daß das ATM-Zellenpuffersystem ohne diese spezifischen Einzelheiten darstellbar ist. Andernorts sind gut bekannte Strukturen nicht im Einzelnen gezeigt, um unnötige Unklarheiten zu vermeiden.
Nachstehend wird die Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels des ATM-Zellenpuffersystems im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau des ATM-Zellenpuffersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
In 1 umfaßt das ATM-Zellenpuffersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Zelleneingabeeinheit 10, eine Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20, eine Stausteuereinheit 30, einen ATM-Zellenpuffer 40, und eine Zellenausgabeeinheit 50.
Die Zelleneingabeeinheit 10 übernimmt die Zufuhr der ATM-Zelle von Außen und überträgt erforderliche Daten an den ATM-Zellenpuffer 40 und die Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20.
Die Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 erkennt Einstellinformationen aus der empfangenen ATM-Zelle, wie beispielsweise das Verzögerungsniveau und das Verlustniveau, die für jede zur Puffersteuerung notwendige Verbindung beschrieben sind, und sendet die Einstellinformationen an die Stausteuereinheit 30.
Die Stausteuereinheit 30 überwacht den Stau im bzw. die Überfüllung des ATM-Zellenpuffers 40 und beurteilt, ob die empfangene ATM-Zelle in dem ATM-Zellenpuffer 40 gespeichert ist oder nicht.
Der ATM-Zellenpuffer 40 puffert eine ATM-Zelle. Als ATM-Zellenpuffer 40 wird ein RIRO (Random In Random Out)-Puffer verwendet, um dadurch in der Lage zu sein, die Ausgabesequenz unabhängig von der Eingabesequenz und von Ausgabezellen aus der einen des höchsten Verzögerungsvorrangs unter den Dienstgütemerkmalen (QOS, Quality of Service) zu bestimmen. Die Zellenausgabeeinheit 50 gibt die aus dem ATM-Zellenpuffer 40 ausgelesene ATM-Zelle aus.
Der detaillierte Betriebsablauf des eine ATM-Zelle puffernden ATM-Zellenpuffers 40 ist wie folgt.
Wenn der ATM-Zellenpuffer 40 eine Anweisung zum Speichern einer ATM-Zelle von der Stausteuereinheit 30 empfängt, holt eine Speichersteuereinheit 41 die Adressdaten, die angeben, in welchem Adressbereich in dem Pufferspeicher 42 die Daten zu speichern sind, aus dem Nachrichtenvorsatz- bzw. Kopfteil einer Leerlaufwarteschlange 44, um so die von der Zelleingabeeinheit 10 zugeführte ATM-Zelle in diesem Adressbereich zu speichern, sowie die Speicherzieladresse in einer der zugeführten ATM-Zelle entsprechenden VC (Virtual Channel)-Warteschlange 43 zu speichern, wobei die VC-Warteschlangen 43 durch jede Verbindung klassifiziert werden.
Der detaillierte Betriebsablauf jeder VC-Warteschlange 43 ist wie folgt. Die einzelnen VC-Warteschlangen 43 liefern ein Ausgabeanforderungssignal an die Ausgabesteuereinheit 45, wenn eine gespeicherte ATM-Zelle vorhanden ist.
Bei Empfang der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC-Warteschlangen 43 steuert die Ausgabesteuereinheit 45 die Priorität der VC-Warteschlangen 43 der ausgegebenen ATM-Zelle in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz und wählt eine VC-Warteschlange 43, während zwischen der Ausgaberatensteuerung durch Formen für jeden virtuellen Kanal VC und der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC-Warteschlangen 43 vermittelt wird.
Die Ausgabesteuereinheit 45 holt die Speicheradresse in dem Pufferspeicher 42 aus dem Kopfteil der gewählten VC-Warteschlange 43, liest die gespeicherte ATM-Zelle an der entsprechenden Adresse aus dem Pufferspeicher 42 aus, und gibt sie aus der Zellenausgabeeinheit 50 aus.
2 zeigt den detaillierten Aufbau der Stausteuereinheit 30 in dem ATM-Zellenpuffersystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In 2 umfaßt die Stausteuereinheit 30 eine Staubeurteilungseinheit 31, einen Zähler für gespeicherte Zellen 32, einen Speichersteuerzähler 33, und eine Umschaltsteuereinheit 34.
Die Staubeurteilungseinheit 31 erfaßt den Stau in Übereinstimmung mit dem Belegungsgrad des Pufferspeichers 42. Der Zähler für gespeicherte Zellen 32 zählt die Anzahl der gespeicherten Zellen für jede VC-Warteschlange 43 und informiert dann, wenn die Anzahl der gespeicherten Zellen kurz vor dem Speichern einer zugeführten ATM-Zelle "0" ist, diese hierüber.
Der Speichersteuerzähler 33 ist mit einem Speicher versehen, der den Zählwert zum Zählen der Anzahl von ausgegebenen ATM-Zellen in jeder VC-Warteschlange 43 und den durch Subtrahieren der Anzahl von in dem Pufferspeicher 42 gespeicherten ATM-Zellen von der Anzahl der bei der letzten wiederkehrenden Zeit bzw. Stunde in jeder VC-Warteschlange 43 ausgegebenen Zellen erhaltenen Zählwert speichert, und steuert den Speicher.
Die Umschaltsteuereinheit 34 schaltet den Bereich zum Speichern des Zählwerts der Anzahl der ausgegebenen ATM-Zellen und den Be reich zum Speichern des Zählwerts der Anzahl der speicherbaren ATM-Zellen innerhalb des Speichersteuerzählers 33 um.
3 zeigt den Aufbau des Speichers innerhalb des Speichersteuerzählers 33 in dem ATM-Zellenpuffersystem 1 und dessen Steuerverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In 3 wird in dem Aufbau des Speichers innerhalb des Speichersteuerzählers 33 ein Speicherblock durch den Bereich zum Zählen der Anzahl der ausgegebenen ATM-Zellen und den Bereich zum Zeigen der Anzahl der durch Subtrahieren der Anzahl der ausgegebenen ATM-Zellen von der Gesamtanzahl der periodisch ausgegebenen ATM-Zellen erhaltenen speicherbaren Zellen gebildet.
Die Speichersteuerung wird durch wechselweises Umschalten der beiden Bereiche realisiert. Die Umschaltung erfolgt durch eine Anweisung von der Umschaltsteuereinheit 34.
4 zeigt den detaillierten Aufbau der Umschaltsteuereinheit 34 des ATM-Zellenpuffersystems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. In 4 umfaßt die Umschaltsteuereinheit 34 einen internen Zähler 34-1, ein Umschaltzeit-Einstellregister 34-2, und eine Logikschaltung 34-3.
Der interne Zähler 34-1 zählt eine vorbestimmte Zeit zum Umschalten der beiden Bereichinformationen des Speichers innerhalb des Speichersteuerzählers 33 mit der Einheit der bzw. zur vorbestimmten Zeit.
Das Umschaltzeit-Einstellregister 34-2 hat eine Funktion zum einstellbaren Festlegen der vorbestimmten Zeit in Abhängigkeit von der Charakteristik des möglichen Verkehrsaufkommens in der Anfangseinstellung bei der Aktivierung und schreibt, wenn der Zählwert der ausgegebenen ATM-Zellen den aktiven Bereich in der nächsten Zeitdauer angibt, das CLR-Bit-Datum als "1" in den aktiven Bereich des Speichersteuerzählers 33.
Die Logikschaltung 34-3 erzeugt ein Umschaltsignal mit einer exklusiven Logik für den aktiven Bereich.
5 zeigt die Beurteilung des gestauten Zustands durch die Staubeurteilungseinheit 31 in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel. In 5 hat die Staubeurteilungseinheit 31 in jedem Verlustniveau zwei Schwellen: eine Schwelle geringen Staugrads bzw. Stauniveaus 190 entsprechend der Verwendungsnummer bzw. -anzahl der Leerlaufwarteschlangen 44, und eine Schwelle hohen Stauniveaus 200.
Die Verlustniveauinformationen der zugeführten ATM-Zellen werden von der Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 empfangen, und die Schwelle des Verlustniveaus wird mit der Verwendungsnummer der Leerlaufwarteschlangen 44 zu dieser Zeit verglichen, um dadurch die Informationen des Stauniveaus zu erhalten und dieses Stauniveau an eine Speicherbeurteilungseinheit 38 zu melden.
Die Speicherbeurteilungseinheit 38 beurteilt schließlich, ob die zugeführte ATM-Zelle in dem Puffer gespeichert oder verworfen wird, auf der Grundlage dreier Datensignale: den Stauniveaudaten von der Staubeurteilungseinheit 31, eines die Speichernummer "0" angebenden Signals von dem Zähler für gespeicherte Zellen 32, und eines Signals, das angibt, daß der Speichersteuerzähler "=0" ist.
Nachstehend wird der Betriebsablauf des wie vorstehend beschrieben aufgebauten ATM-Zellenpuffersystems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Im Anfangszustand befindet sich in dem ATM-Zellenpuffer 40 keine gespeicherte Zelle, und tritt kein Stau bzw. keine Überfüllung auf.
Im allgemeinen werden in einem ATM-Netzwerk, da die Verbindungseinstellung vor der Datenübertragung durchgeführt wird, die Verbindungsinformationen einer ATM-Zelle in der Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 zur Zeit der Verbindungseinstellung festgelegt, und wird die Einstellung der Verzögerungspriorität für jede Verbindung und eines Formers für eine Verbindung mit der Bandbreitenzuweisung in der Ausgabesteuereinheit 45 durchgeführt.
Wenn eine ATM-Zelle an der Zelleneingabeeinheit 10 eintrifft, wird der Verbindungsunterscheidungsdatenbereich derselben Zelle (Nachrichtenvorsatz- bzw. Kopfbereich 250 der ATM-Zelle) an die Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 in der Zelleneingangseinheit 10 übertragen, und werden die gesamten Daten des ATM-Zellenbereichs 240 an den Pufferspeicher 42 übertragen.
Die Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 empfängt den Verbindungsunterscheidungsdatenbereich von der Zelleneingabeeinheit 10, erkennt die durch dieselben Verbindungsunterscheidungsdaten festgelegte Warteschlangennummer (VC_NO) und das Verlustniveau derselben Verbindung, und meldet diese an die Stausteuereinheit 30.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das den ATM-Zellenspeicher-Betriebsablauf der Stausteuereinheit 30 zeigt.
Die Stausteuereinheit 30 empfängt das Verlustniveau und die Warteschlangennummer (VC_NO) von der Zellentyp-Unterscheidungseinheit 20 (Schritt 700) und beurteilt den Stau in Übereinstimmung mit der Verwendungsnummer der Leerlaufwarteschlangen 44 (Schritt 710).
Der Stau besteht aus einem nicht gestauten Zustand 210, einem gering gestauten Zustand 220, und einem stark gestauten Zustand 230, und die Beurteilung wird auf der Grundlage der Verwendungsnummer der Leerlaufwarteschlangen 44 durch Vergleichen der Schwelle des Niveaus geringen Staus 190 mit der Schwelle des stark gestauten Zustands 200 in jedem für jede Verbindung vorhandenen Verlustniveau durchgeführt (5).
Als Ergebnis dieser Beurteilung wird dann, wenn der Stau in dem nicht gestauten Zustand 210 vorliegt, eine zugeführte ATM-Zelle unabhängig von den anderen Bedingungen in dem Pufferspeicher 42 gespeichert (Schritt 710).
Wenn der Stau in dem gering gestauten Zustand 220 vorliegt, wird, falls das Signal, welches angibt, dass der Zähler für gespeicherte Zellen "≠0" ist, nicht aktiv ist, und das Signal, welches angibt, dass der Speichersteuerzähler "=0" ist, nicht aktiv ist, eine zugeführte ATM-Zelle in dem Pufferspeicher 42 gespeichert (Schritte 720 und 770), und wird, falls das Signal, welches angibt, dass der Zähler für gespeicherte Zellen "≠0" ist, und das Signal, welches angibt, dass der Speichersteuerzähler "=0" ist, beide aktiv sind, beurteilt, dass es unmöglich ist, die zugeführte ATM-Zelle in dem Pufferspeicher 42 zu speichern (Schritt 770) und ein Nicht-Speicherbar-Signal ausgegeben (Schritt 780).
Wenn der Stau in dem stark gestauten Zustand 230 vorliegt, wird unabhängig von den anderen Bedingungen beurteilt, daß es unmöglich ist, eine zugeführte ATM-Zelle in dem Pufferspeicher 42 zu speichern (Schritt 710), und wird das Nicht-Speicherbar-Signal ausgegeben (Schritt 780). Wie vorstehend erwähnt, wird dann, wenn durch die Speicherbeurteilungseinheit 38 beurteilt wird, daß es möglich ist, eine zugeführte ATM-Zelle zu speichern, der Speichersteuerzählwert für die entsprechende Verbindung durch den Speichersteuerzähler 33 auf "–1" gesetzt (Schritt 730), der Zähler für gespeicherte Zellen 32 der entsprechenden Warteschlange auf "+1" gesetzt (Schritt 740), die Verwendungsnummer der Leerlaufwarteschlangen 44 durch die Staubeurteilungseinheit 31 auf "+1" gesetzt (Schritt 750), und wird das Speicherbar-Signal einer Einganszelle aktiv (Schritt 760). Wenn der Zählwert für ausgegebene ATM-Zellen "0" ist, bleibt dieser auf "0".
Wenn gespeicherte Daten in der VC-Warteschlange 43 vorhanden sind, wird die Ausgabeanforderung an die Ausgabesteuereinheit 45 ausgegeben.
Die Ausgabesteuereinheit 45 steuert den Empfang der Ausgabeanforderungen, während sie die Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen 43 formt, um Bandbreite zu gewährleisten, wie beispielsweise für eine Verbindung zwischen den QOS-Klassen mit Bandbreitengarantie, vermittelt mittels dem ROUND ROBIN-Ver fahren ein Senderecht zwischen den Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen 43, wie für eine Verbindung zwischen denselben QOS-Klassen, ohne Unterscheidung zwischen denselben, und führt die Prioritätssteuerung für die Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen durch, wie für eine Verbindung zwischen den unterschiedlichen QOS-Klassen, in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz.
Es ist nicht notwendig, einen Formvorgang für die Bandbreitengarantie auf den Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen 43, wie für die Verbindung zwischen den nicht garantierten QOS-Klassen, durchzuführen. Was die Verbindung zwischen denselben QOS-Klassen anbelangt, wird ein Senderecht in dem ROUND ROBIN-Verfahren zwischen den Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen 43 ohne Unterscheidung vermittelt, und was die Verbindung zwischen unterschiedlichen QOS-Klassen anbelangt, wird nur die Prioritätssteuerung auf den Ausgabeanforderungen von den VC-Warteschlangen 43 in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz durchgeführt.
Die Ausgabesteuereinheit 45 liest, wenn entschieden wird, daß Daten auszugeben sind, die Adresse des Pufferspeichers 42 aus dem Kopfteil der VC-Warteschlange 43 aus, liest die ATM-Zellendaten aus dem entsprechenden Adressbereich aus, und führt die ATM-Zelle der Zellenausgabeeinheit 50 zu.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der Stausteuereinheit 30 zur Zeit der ATM-Zellenausgabe unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Die Stausteuereinheit 30 empfängt die VC-Warteschlangennummer der von der Ausgabesteuereinheit 45 ausgelesenen ATM-Zelle (Schritt 800), liest den Zählbereich für die Anzahl vorhandener Zellen in dem Speichersteuerzähler 33 der entsprechenden Warteschlange (Schritt 810), schreibt das CLR-Bit als "0" (Schritt 820) neu, schreibt den Zählwert der ausgegebenen ATM-Zellenanzahl für die Verbindung durch den Speichersteuerzähler 33 als "1" (Schritt 830) neu, wenn das CLR-Bit-Datum "=1" ist, und setzt den ursprünglichen Zählwert der ausgegebenen ATM-Zellenanzahl auf "+1", wenn das CLR-Bit-Datum "=0" ist (Schritt 840).
Dann wird "–1" zu dem Zähler für gespeicherte Zellen 32 der entsprechenden Warteschlange addiert (Schritt 850), und wird
"–1" zu dem Leerlaufschlangenverwendungsgrad der Staubeurteilungseinheit 31 addiert (Schritt 860). Wenn der Leerlaufschlangenverwendungsgrad und der Zähler für gespeicherte Zellen 32 der entsprechenden Warteschlange beide "0" sind, bleiben sie "0".
Wenn das CLR-Bit "=1" ist, bedeutet dies, daß die ausgegebene ATM-Zelle die erste in dieser Zeitdauer bzw. Periode ist, und wenn das CLR-Bit "=0" ist, bedeutet dies, daß die ausgegebene ATM-Zelle die nächstspätere als die erste in dieser Zeitdauer ist.
Der Speichersteuerzähler 33 besteht aus zwei Bereichen: einem Bereich zum Angeben der Anzahl speicherbarer Zellen für jeden VC und einem Bereich zum Zählen der Anzahl ausgegebener Zellen, wie in 3 dargestellt.
Der Bereich zum Angeben der in der aktuellen Zeitdauer verwendeten speicherbaren Zellen ersetzt den Bereich zum Zählen der Anzahl ausgegebener Zellen, die in der vorangehenden Zeitdauer verwendet wurden, durch Umschalten derselben. Kurz gesagt wird die Anzahl ausgegebener ATM-Zellen in der vorangehenden Zeitdauer als die Anzahl speicherbarer Zellen in der aktuellen Zeitdauer angegeben.
Um die Addition des verbleibenden Zählwerts zu der Anzahl ausgegebener Zellen in der nächsten Zeitdauer bei deren Zählen, ohne daß er gespeichert wird, zu vermeiden, ist das CLR-Bit in jedem Bereich bereitgestellt, und wird jedes CLR-Bit der entsprechenden Bereiche in allen VC-Warteschlangen während der Zeitdauer, in der der Bereich als derjenige zum Angeben der Anzahl speicherbarer Zellen verwendet wird, als "=1" neu geschrieben (Schritt 950).
Die Inhalte der CRL-Bit-Steuerung des Zählerspeichers für speicherbare Zellen durch die Umschaltsteuereinheit 34 ist in 9 gezeigt. Der Zeitpunkt der Umschaltung der Zeitdauer wird durch die Umschaltsteuereinheit 34 vorgegeben.
Das Umschaltzeit-Einstellregister 34-2 nimmt in der Anfangseinstellung zur Zeit der Systemaktivierung (Schritte 910 und 920) den Betrieb auf, dann beginnt der interne Zähler 34-1 unabhängig von dem Vorhandensein eines Eingangs/Ausgangs einer ATM-Zelle aufwärts zu zählen (Schritt 930), lädt ein zum Zeitpunkt des Überlaufs des Hardware-Zählers zuzuführendes Übertragsignal den internen Zähler 34-1 neu (Schritt 940), wird das CLR-Bit als "=1" neu geschrieben, und wird der Zellenzählwert neu in den vorstehenden Anlaufwertwert geschrieben (Schritt 950).
Zu dieser Zeit wird ermittelt, ob der interne Zählwert gleich der Anzahl möglicher Verbindungen ist (Schritt 960); wenn er verschieden ist, wird der interne Zählwert auf "+1" gesetzt und dieser Schritt zu Schritt 930 zurückgeführt, von dem aus dieselben Schritte wiederholt werden (Schritt 970). Wenn er gleich ist, wird er in die Warteschlange eingereiht, bis der interne Zähler 34-1 den Umschaltzeitpunkt der Zeitdauer anzeigt, wird ein dem Speichersteuerzähler 33 gemeldetes Signal zum Umschalten des Angabebereichs für die speicherbare Zellenanzahl und des Zählbereichs für die Anzahl ausgegebener Zellen invertiert, und wird dieser Schritt zu Schritt 930 zurückgeführt, von dem aus dieselben Schritte wiederholt werden (Schritt 990).
10 und 11 sind Beispiele, die die Beziehung zwischen der ATM-Zellen-Zufuhr und -Ausgabe zeigen, wenn drei Verbindungen VC1, VC2 und VC3 verwendet werden.
Es sei angenommen, daß das System zu Beginn der Zeitdauer A-1 aktiviert wird. Ferner sei angenommen, daß die Anzahl zugeführter Zellen, die Anzahl ausgegebener Zellen, die Anzahl gespeicherter Zellen und der Zählwert für speicherbare Zellen für jede Verbindung bei der Systemaktivierung sämtlich "0" sind.
In dem Beispiel der 10 und 11 gehört die Verbindung VC1 zu der QOS-Klasse mit Bandbreitenzuweisung, und gehören die Verbindungen VC2 und VC3 zu derselben QOS-Klasse ohne Bandbreitenzuweisung.
Es sei angenommen, daß die der Verbindung VC1 entsprechende QOS-Klasse stärker als die den Verbindungen VC2/VC3 entsprechende QOS-Klasse geringe Verzögerung und geringe Verlustrate verlangt.
Da für die Verbindung VC1 während der Zeitdauer A-1 zehn ATM-Zellen eingehen und zehn ATM-Zellen ausgegeben werden, sind für die Verbindung VC1 am Ende der Zeitdauer A-1 die Anzahl gespeicherter Zellen "0" und die Anzahl der Zellen, die ausgegeben werden können, "0".
Auf ähnliche Art und Weise sind, da für die Verbindung VC2 während der Zeitdauer A-1 fünfzig ATM-Zellen eingehen und fünfzig ATM-Zellen ausgegeben werden, für die Verbindung VC2 am Ende der Zeitdauer A-1 die Anzahl gespeicherter Zellen "0" und die Anzahl der Zellen, die ausgegeben werden können, "0".
Auf ähnliche Art und Weise sind, da für die Verbindung VC3 während der Zeitdauer A-1 null ATM-Zellen eingehen und null ATM-Zellen ausgegeben werden, für die Verbindung VC2 kurz vor dem Ende der Zeitdauer A-1 die Anzahl gespeicherter Zellen "0" und die Anzahl der Zellen, die ausgegeben werden können, "0".
Wird zu der nächsten Zeitdauer B-1 übergegangen, wird die Anzahl ausgegebener Zellen bei der Zeitdauer A-1 jeder Verbindung gleich dem Speicherbar-Zählwert bei der Zeitdauer B-2. Wenn jedoch kein Stau auftritt, wie in der Zeitdauer A-1 und der Zeitdauer B-1, wird eine zugeführte Zelle unabhängig von dem Speicherbar-Zählwert in dem Puffer gespeichert.
Auf ähnliche Axt und Weise sind die Anzahl zugeführter ATM-Zellen, die Anzahl ausgegebener ATM-Zellen, die Anzahl gespeicher ter Zellen, und der Speicherbar-Zählwert für jede Verbindung in jeder Zeitdauer gegeben.
In der Zeitdauer B-2 in den Figuren ist kurz vor dem Beginn der aktuellen Zeitdauer für die Verbindung VC1 der Speicherbar-Zählwert 10, für die Verbindung VC2 die Anzahl gespeicherter Zellen 80 und der Speicherbar-Zählwert 30, und für die Verbindung VC3 die Anzahl gespeicherter Zellen 10 und der Speicherbar-Zählwert 20.
Zu dieser Zeit wird die Verwendungsnummer der Leerlaufwarteschlangen 44 aus 80+10 zu 90 erhalten, welches die Schwelle für geringes Stauniveau 190 für den den Verbindungen VC2 und VC3 entsprechenden QOS überschreitet, so daß der gering gestaute Zustand 220 vorliegt. Daher werden die Zelle des Speicherbar-Zählwerts und weitere in der aktuellen Zeitdauer B-2 nicht in dem Pufferspeicher 42 gespeichert, bis der gestaute Zustand freigegeben ist. Die Änderung im Warteschlangenzustand der Verbindung VC2 zu dieser Zeit ist in 11 gezeigt.
Hier wurde in der konventionellen Technik eine Zelle, die zu einer anderen Verbindung VC als der Verbindung VC2 gehört, welche den Stau verursacht hat, verworfen. Erfindungsgemäß wird jedoch nur die Zelle der Verbindung VC2, welche den Stau verursacht hat, verworfen, und werden keine Zellen der anderen Verbindung VC verworfen.
Wie vorstehend ausgeführt wurde, sind das erfindungsgemäße ATM-Zellenpuffersystem und das zugehörige Steuerverfahren dazu ausgelegt, auch dann nicht alle ATM-Zellen zu verwerfen, wenn ein Stau auftritt, sondern die Anzahl der möglichen Ausgabezellen in den ATM-Zellenpuffer zu speichern, und dadurch die geringe ATM-Zellen-Verlustrate zu realisieren.
Ferner sind sie dazu ausgelegt, eine Zelle unabhängig von dem Zählwert speicherbarer Zellen zu speichern, wenn kein Stau vorliegt, und nicht dazu ausgelegt, die Zellen nur für die niedrigste Bandbreite fest zu garantieren, so daß dann, wenn eine ATM- Zelle speicherbar ist, diese in dem ATM-Puffer gespeichert und dadurch die geringe ATM-Zellen-Verlustrate realisiert werden kann.
Wenn ein Stau auftritt, werden, da sie dazu ausgelegt sind, nur die ATM-Zelle zu verwerfen, die den Stau weiter verstärken kann, nicht alle ATM-Zellen verworfen, sondern wird auch in der Verbindung mit der Garantie desselben Verlustniveaus nur diejenige ATM-Zelle verworfen, von der angenommen wird, daß sie den Stau weiter verstärkt. Daher ist es für die Verbindung, die den Stau nicht verursacht, möglich, die im Vergleich zu der den Stau verursachenden Verbindung geringe Verlustrate zu realisieren, oder keine Verluste zu erzeugen.
In dem Fall des stark gestauten Zustands ist es möglich, den Einfluß auf die andere Verbindung mit der Garantie des höheren Verlustniveaus als der Garantie dieses Verlustniveaus zu beseitigen, indem die zugeführte ATM-Zelle der diesem Verlustniveau entsprechenden Verbindung verworfen wird.
Da sie so ausgelegt sind, daß sie jedes Verlustbeurteilungsniveau getrennt haben, kann auch dann, wenn ein Stau in der Verbindung ohne Garantie einer geringen Verlustrate auftritt, zwischen den QOS unterschiedlicher Verlustniveaus der Einfluß auf die Verlustrate der anderen Verbindung mit der Garantie eines geringen Verlustniveaus verhindert werden.
Nur in dem Fall, in dem in dem gering gestauten Zustand eine gespeicherte Zelle innerhalb einer VC-Warteschlange vorhanden ist und eine ATM-Zelle außerhalb der vorstehenden niedrigsten Ausgabebandbreite zugeführt wird, sind sie dazu ausgelegt, die ATM-Zelle zu verwerfen, wodurch die Situation verhindert wird, daß die Datenübertragung der entsprechenden Verbindung vollständig gestackt bzw. angehalten wird. Daher ist es möglich, einen Stau in der oberen Schicht zu erfassen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, umfaßt ein ATM-Zellenpuffersystem zum Puffern von ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Net zwerk bildenden Netzwerkknoten eine Stausteuereinheit 30 zum Steuern eines Staus der ATM-Zellen, und ferner einen Steuerzähler zum Zählen der Anzahl von von dem ATM-Zellenpuffer zugeführten ATM-Zellen in jeder von vorbestimmten Zeitdauern für jede von VC-Warteschlangen innerhalb der Stausteuereinheit 30, wobei die Stausteuereinheit 30 für jede Verbindung den Zählwert des Zählers als die kleinste Ausgabebandbreite zum Festlegen der in der nächsten vorbestimmten Zeitdauer zu speichernden ATM-Zellen bestimmt.

Claims

ATM(=Asynchronous Transfer Mode)-Zellenpuffersystem zum Puffern von ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Netzwerk bildenden Netzwerkknoten, mit einer Stausteuereinrichtung (30) zum Steuern eines ATM-Zellen-Staus, dadurch gekennzeichnet, dass die Stausteuereinrichtung (30) eine Steuerzählereinrichtung (33) zum Zählen der Anzahl von ATM-Zellen, welche von einem ATM-Zellenpuffer (40) ausgegeben werden, in jedem vorgegebenen Zeitabschnitt, für jede VC(=Virtual Channel)-Warteschlange, aufweist, und dass die Stausteuereinrichtung (30) für jede Verbindung den Zählwert der Steuerzählereinrichtung (33) als minimale Ausgangsbandbreite des ATM-Zellenpuffersystems festlegt und damit die im nächsten vorgegebenen Zeitabschnitt im ATM-Zellenpuffer (40) zu speichernde Anzahl von ATM-Zellen festlegt.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzählereinrichtung (33) folgendes aufweist: eine erste Zähleinrichtung zum Zählen der Anzahl der von dem ATM-Zellenpuffer (40) in dem aktuellen vorgegebenen Zeitabschnitt ausgegebenen ATM-Zellen, zur Festlegung eines ersten Zählwertes, und eine zweite Zähleinrichtung zum Ermitteln der durch Subtrahieren der in dem ATM-Zellenpuffer (40) in dem aktuellen Zeitabschnitt gespeicherten Anzahl von ATM-Zellen von dem ersten Zählwert der in dem vorhergehenden Zeitabschnitt ermittelten Anzahl, zur Festlegung eines zweiten Zählwertes, wobei der erste Zählwert die minimale Ausgangsbandbreite bildet, und basierend auf dem zweiten Zählwert bestimmt wird, ob die ATM-Zelle in dem ATM-Zellenpuffer (40) gespeichert oder verworfen wird.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stausteuereinrichtung (30) die Überfüllung des ATM-Zellenpuffers (40) anhand eines nicht gestauten Zustands, eines gering gestauten Zustands, und eines stark gestauten Zustands für jede VC-Warteschlange beurteilt; in dem Fall des nicht gestauten Zustands die Stausteuereinrichtung (30) eine ATM-Zelle unabhängig von dem zweiten Zählwert der Steuerzählereinrichtung (33) speichert, in dem Fall des gering gestauten Zustands die Stausteuereinrichtung (30) eine ATM-Zelle nur dann verwirft, wenn eine gespeicherte Zelle innerhalb einer VC-Warteschlange vorhanden ist und eine ATM-Zelle außerhalb der minimalen Ausgangsbandbreite zugeführt wird, und in dem Fall des stark gestauten Zustands die Stausteuereinrichtung (30) eine ATM-Zelle immer verwirft.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stausteuereinrichtung (30) eine Staubeurteilungseinrichtung (31) zum Beurteilen der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers (40) anhand des nicht gestauten Zustands, des gering gestauten Zustands, und des stark gestauten Zustands für jede VC-Warteschlange, und eine Zählereinrichtung für gespeicherte Zellen (32) zum Zählen der Anzahl gespeicherter Zellen für jede VC-Warteschlange und Melden des Vorhandenseins der gespeicherten Zelle kurz vor dem Speichern einer zugeführten ATM-Zelle umfaßt, wobei die Beurteilung, ob eine ATM-Zelle gespeichert oder verworfen wird, auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses von der Staubeurteilungseinrichtung (31) und der Meldung von der Zählereinrichtung für gespeicherte Zellen (32) erfolgt.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzählereinrichtung (33) zwei Bereiche, einen ersten Bereich zum Speichern des ersten Zählwerts und einen zweiten Bereich zum Speichern des zweiten Zählwerts als einen Speicherbar-Zählwert, aufweist, und die Stausteuereinrichtung (30) eine Umschaltsteuereinrichtung (34) zum Umschalten des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs in jeder vorbestimmten Zeitdauer umfaßt, wobei die Bereichumschaltung durch die Umschaltsteuereinrichtung (34) ermöglicht, daß der erste Zählwert an die zweite Zähleinrichtung übergeben wird.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltsteuereinrichtung (34) ein Register (34-2) zum vorangehenden Einstellen einer vorbestimmten Zeit zum Umschalten der beiden Bereiche, einen internen Zähler (34-1) zum Zählen der in dem Register (34-2) eingestellten vorbestimmten Zeit, und eine Logikschaltung (34-3) zum Erzeugen eines Bereichumschaltsignals dann, wenn der Wert des internen Zählers (34-1) die vorbestimmte Zeit erreicht, umfaßt.
ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgabesteuereinrichtung (45) zum Steuern der Priorität von VC-Warteschlangen ausgegebener ATM-Zellen auf der Grundlage eines Ausgabeanforderungssignals von den einzelnen VC-Warteschlangen in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz, während zwischen einer Ausgaberatensteuerung durch Formen für jeden VC und der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC- Warteschlangen vermittelt wird, und Auswählen einer VC-Warteschlange, wobei die Ausgabesteuereinrichtung (45) ein Formen zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange für eine Verbindung zwischen QOS-Klassen mit der Garantie der Bandbreite, und Beschränken des Empfangs von Ausgabeanforderungen durchführt, und kein Formen zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen den QOS-Klassen ohne Garantie der Bandbreite, durchführt.
Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem, das mit einer Stausteuereinrichtung (30) zum Steuern eines Staus einer ATM-Zelle versehen ist, zum Puffern der ATM-Zellen in verschiedenen, ein ATM-Netzwerk bildenden Netzwerkknoten, gekennzeichnet durch, in der Stausteuereinrichtung (30), einen Schritt des Zählens der Anzahl der von einem ATM-Zellenpuffer (40) ausgegebenen ATM-Zellen, in jedem vorgegebenen Zeitabschnitt, für jede VC-Warteschlange, und einen Schritt des Festlegens der minimalen Ausgangsbandbreite basierend auf dem gezählten Wert, zum weiteren Festlegen der in dem nächsten vorgegebenen Zeitabschnitt zu speichernden Anzahl von ATM-Zellen für jede Verbindung.
Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählschritt: einen ersten Zählschritt zum Zählen der Anzahl von von dem ATM-Zellenpuffer (40) in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer zugeführten ATM-Zellen als einen ersten Zählwert, und einen zweiten Zählschritt zum Zählen der durch Subtrahieren der in dem ATM-Zellenpuffer (40) in der aktuellen vorbestimmten Zeitdauer gespeicherten Anzahl von ATM-Zellen von dem ersten Zählwert in der vorangehenden vorbestimmten Zeitdauer erhaltenen Anzahl als einen zweiten Zählwert umfaßt, wobei der erste Zählwert als die kleinste Ausgabebandbreite festgelegt wird, und in Übereinstimmung mit dem zweiten Zählwert bestimmt wird, ob die ATM-Zelle in dem ATM-Zellenpuffer (40) gespeichert oder verworfen wird.
Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Schritt des Beurteilens der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers (40) anhand eines nicht gestauten Zustands, eines gering gestauten Zustands, und eines stark gestauten Zustands für jede VC-Warteschlange; einen Schritt des Speicherns einer ATM-Zelle unabhängig von dem zweiten Zählwert in dem Fall des nicht gestauten Zustands; einen Schritt des Verwerfens einer ATM-Zelle nur dann, wenn eine gespeicherte Zelle innerhalb einer VC-Warteschlange vorhanden ist und eine ATM-Zelle außerhalb der minimalen Ausgangsbandbreite zugeführt wird, in dem Fall des gering gestauten Zustands; und einen Schritt des immer erfolgenden Verwerfens einer ATM-Zelle in dem Fall des stark gestauten Zustands.
Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Schritt des Beurteilens der Überfüllung des ATM-Zellenpuffers (40) anhand des nicht gestauten Zustands, des gering gestauten Zustands, und des stark gestauten Zustands für jede VC-Warteschlange; einen Schritt des Zählens der Anzahl gespeicherter Zellen für jede VC-Warteschlange und Melden des Vorhandenseins der gespeicherten Zelle kurz vor dem Speichern einer zugeführten ATM-Zelle; und einen Schritt des Beurteilens, ob eine ATM-Zelle gespeichert oder verworfen wird, auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Überfüllung und der Meldung des Vorhandenseins der gespeicherten Zelle.
Stausteuerverfahren in einem ATM-Zellenpuffersystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Schritt des Steuerns der Priorität von VC-Warteschlangen ausgegebener ATM-Zellen auf der Grundlage eines Ausgabeanforderungssignals von den einzelnen VC-Warteschlangen in Übereinstimmung mit der Verzögerungsprioritätsequenz, während zwischen einer Ausgaberatensteuerung durch Formen für jede VC-Warteschlange und der Ausgabeanforderung von den einzelnen VC-Warteschlangen vermittelt wird, und Auswählen einer VC-Warteschlange; einen Schritt des Durchführens eines Formens zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen QOS-Klassen mit der Garantie der Bandbreite, und Beschränkens des Empfangs von Ausgabeanforderungen; und einen Schritt des Durchführens keines Formens zum Garantieren von Bandbreite auf einer Ausgabeanforderung von einer VC-Warteschlange, wie für eine Verbindung zwischen den QOS-Klassen ohne Garantie der Bandbreite.