DE69936958T2 - Verkehrsformer - Google Patents

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Takeshi Sagamihara-shi Aimoto
Takeki Kokubunji-shi Yazaki
Noriyuki Ebina-shi Tanaka
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Verkehrsformungsfunktion und insbesondere auf ein ATM-Terminal und ein ATM-Vermittlungssystem, die jeweils eine Verkehrsformungsfunktion für ein Paket fester Länge aufweisen, und eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Verkehrsformungsfunktion für ein Paket variabler Länge.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein Verfahren mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM) zur effizienten Unterstützung verschiedener Übertragungsverkehre wie etwa Sprache, Bilder und Daten unter Verwendung von Paketen fester Länge, die jeweils als Zelle bezeichnet werden, ist allgemein als ein für die Multimedia-Kommunikation geeignetes Kommunikationsverfahren bekannt.
  • Beim ATM schließt ein Benutzer im Voraus einen Vertrag über eine Übertragungsbandbreite mit einem Netzwerk vor der Übertragung von Zellen in als virtuelle Verbindung (VC) bezeichneten Einheiten. Der Inhalt des Vertrags unterscheidet sich je nach Art der über die jeweilige vorstehend genannte VC zu übertragenden Informationen. Bei einem Echtzeitverkehr für die Übertragung eines Audiosignals und eines Bildsignals, die eine Übertragung mit niedriger Verzögerung verlangt, wird zum Beispiel im Voraus eine konstante Bandbreite in einer Leitung sichergestellt und jede Zelle wird innerhalb der gesicherten Bandbreite gesendet.
  • In „The ATM Forum TM4.0" (Literatur 1) sind eine Dienstkategorie CBR (konstante Bitrate), in der Zellen in einer im Voraus gemäß einem Vertrag gesicherten festen Bandbreite gesendet werden, und eine Dienstkategorie VBR (variable Bitrate), in der die maximale Übertragungsbandbreite und die durchschnittliche Übertragungsbandbreite unter Vertrag genommen sind und Zellen in einer Übertragungsbandbreite gesendet werden, die entsprechend der verstrichenen Zeit variiert, als Dienstklasse zur Übertragung von Echtzeit-Verkehrsdaten für die Sprach- und Bildkommunikation gezeigt.
  • Andererseits besteht bei der Datenkommunikation zwischen Computern das Problem, dass, wenn eine für die Datenübertragung nötige Bandbreite in einer Leitung im Voraus gesichert wird, die reservierte Bandbreite während einer übertragungsfreien Zeit unnötig belegt ist, weil der Verkehr stoßweise (unerwartet) auftritt und beendet wird. Die durch die Übertragungsleitung gehaltene Bandbreite kann nicht effektiv genutzt werden. Im Allgemeinen legt der Kurst-Verkehr bei der nicht in Echtzeit erfolgenden Kommunikation nicht viel Wert auf die Übertragungsverzögerung, die für die Kommunikation durch Sprache oder dergleichen wichtig ist. Daher wird bei der Kurst-Verkehrskommunikation die Übertragung jeder Datenzelle gestartet, ohne die erforderliche Bandbreite im Voraus sicherzustellen, und die Zellen werden vorübergehend in einem Knoten gespeichert, auf dem sich große Mengen von Datenzellen konzentrieren. Die Bandbreite für die Übertragungsleitung wird effektiv genutzt. An jedem Knoten wird vorzugsweise statt einer Zelle für den Kurst-Verkehr eine Zelle für den Echtzeitverkehr ausgegeben. Wenn die Menge oder Rate der in dem Knoten gespeicherten Zellen die Pufferkapazität des Knotens überschreitet, werden einige der zu später ankommendem Burst-Verkehr gehörenden Datenzellen verworfen.
  • In Literatur 1 sind eine Dienstkategorie ABR (verfügbare Bitrate) zum Zurückmelden eines Besetztzustands in einem Netzwerk an ein eine Zelle Sendeterminal, um dadurch das Verwerfen der Zelle zu verhindern, und eine Dienstkategorie UBR (nicht spezifizierte Bitrate), die es einem Sendeter minal erlaubt, kontinuierlich Zellen zu übertragen, so lange eine leere oder freie Bandbreite in einer Leitung existiert, um eine Leitungsbandbreite effektiv zu nutzen, als Dienstklassen für die Übertragung von Burst-Verkehrszellen angegeben. Über eine ATM-Übertragungsleitung gemultiplexte VC fallen in eine oder gehören zu einer der Dienstklassen der genannten vier Kategorien.
  • Entsprechend den Merkmalen bezüglich Verzögern/Verwerfen der jeweiligen Dienstklassen wird jede Zelle, die zu VC unter dem CBR-Dienst gehört, vorzugsweise übertragen, wenn Verkehre von mehreren VC miteinander an einem Knoten in dem Netzwerk konkurrieren. Die Prioritätssteuerung für die Zellenübertragung erfolgt in der Reihenfolge der CBR-, VBR-, ABR- und UBR-Dienste.
  • Ein Terminal (Benutzer), das die jeweiligen CBR-, VBR- und ABR-Dienste nutzt, schließt vor seiner Kommunikation auf dem Netzwerk einen Vertrag mit einem Netzwerk, der sich auf eine Übertragungsbandbreite wie zum Beispiel die maximale Übertragungsbandbreite bezieht. Bei der Kommunikation nach der UBR-Dienstklasse gibt es zwei Fälle: einen, bei dem ein Benutzer einen Vertrag bezüglich der Übertragungsbandbreite (zum Beispiel die maximale Übertragungsbandbreite) abschließt, und einen, bei dem kein Vertrag geschlossen wird. In einem öffentlichen ATM-Netzwerk wird eine Durchflussrate der von einem Terminal übertragenen Zellen am Eingang des Netzwerks überwacht, um VC festzustellen, die gegen eine vereinbarte Bandbreite verstoßen. Eine Kennzeichnung, die jede Zelle angibt, die zum Beispiel bei Auftreten einer Überlastung zu verwerfen ist, erfolgt an jeder Zelle, die zu der vertragswidrigen VC gehört. Diese Überwachung jeder unter Verstoß gegen den Vertrag platzierten Zelle wird als UPC (Nutzungsparameterkontrolle) bezeichnet.
  • Wenn eine Zelle im Laufe einer Übertragungsleitung verworfen wird, erkennt normalerweise das Empfangsterminal, dass die Zelle verworfen worden ist. Weil in diesem Fall das Empfangsterminal jedes der Sendeterminals auffordert, die verworfenen Informationen erneut zu senden, und somit das Sendeterminal die Informationen erneut sendet, können die schließlich fehlerfreien Informationen an das entsprechende Empfangsterminal gesendet werden. Das Verwerfen von Zellen im ATM-Netzwerk könnte jedoch zu einer großen Verzögerung bei der Übertragung von Informationen und dem Auftreten einer zusätzlichen sekundären Überlastung durch die erneut gesendeten Zellen führen. Daher ist es wichtig, dass jedes Sendeterminal die Übertragung der Zellen mit einer entsprechend der vereinbarten Bandbreite festgelegten Zellendurchflussrate steuert, damit die Zellen von der UPC-Funktion im Netzwerk nicht als vertragswidrige Zellen bestimmt werden. Eine solche Steuerungsfunktion für die Zellendurchflussrate wird als Verkehrsformung bezeichnet. Im Übrigen ist die Verkehrsformung auch für die jeweiligen Vermittlungsknoten oder Vermittlungssysteme nötig, die an wichtigen Punkten im ATM-Netzwerk angeordnet sind, um Schwankungen eines Zellenintervalls für jede VC, die im Netzwerk auftreten, zu berücksichtigen oder auszugleichen.
  • Als eine Kommunikationsvorrichtung oder Vorrichtung mit der vorstehend genannten Verkehrsformungsfunktion ist zum Beispiel der in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 6-315034 (Literatur 2) beschriebene „Zellenfluss-Controller und ATM-Kommunikationsnetzwerk" bekannt. Wenn ein Relaisknoten in einem ATM-Netzwerk jede empfangene Zelle, die mit einer einen vereinbarten Wert überschreitenden Bandbreite ankommt, bei Empfang an eine Ausgangsleitung mit derselben Bandbreite sendet, werden die Zellen übermäßig an die Ausgangsleitung ausgesendet, wodurch die Wahrscheinlichkeit entsteht, dass die Zellen aufgrund der UPC-Funktion an anderen Knoten auf einer Übertragungsroute oder -leitung verworfen werden. Daher ist in Literatur 2 vorgeschlagen worden, dass ein Speicher zum vorübergehenden Speichern von Zellen in dem Zellenfluss-Controller vorgesehen wird und dass die über die vereinbarte Bandbreite hinaus empfangenen Zelle vorübergehend in dem Speicher gespei chert und entsprechend der vereinbarten Bandbreite ausgelesen werden. Während in Literatur 2 jedoch eine Steuerungsfunktion für ein Zellensendeintervall mit einem Pufferspeicher beschrieben ist, die als Minimum zur Durchführung der Verkehrsformung erforderlich ist, enthält sie keine Informationen bezüglich einer spezifischen Konfiguration der Vorrichtung, der erforderlichen Speicherkapazität und der Verarbeitungszeit, die zur Realisierung der Erfindung nötig sind.
  • Als ein weiteres Verfahren bezüglich der Verkehrsformung ist die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 9-307566 (Literatur 3) beschriebene „Verkehrsformungsvorrichtung" bekannt. In Literatur 3 wird die voraussichtliche Sendezeit für die nächste Zelle mit einer Binärbaumstruktur für jede VC verwaltet, und die VC, für die Zellen mit höchster Priorität gesendet werden, werden in einer kurzen Verarbeitungszeit in der Größenordnung von logt [Anzahl von VC] durch ein spezielles Sortieren unter Verwendung des Ergebnisses des vorherigen Sortierens ausgewählt. Nach der Literatur 3 kann die zum Auswählen einer als nächstes zu sendenden Zelle erforderliche Zeit mit einem Speicher mit geringerer Kapazität erheblich verkürzt werden.
  • Ein weiteres bekanntes Verfahren ist in Dokument EP-A-0 817 428 beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Als Bandbreitenverträge zur Nutzung eines öffentlichen ATM-Netzwerks sind ein in VC-Einheiten abgeschlossener Vertrag und ein in Einheiten von virtuellen Pfaden (VP), bestehend aus Bündeln von mehreren VC, abgeschlossener Vertrag bekannt. Der Bandbreitenvertrag in VP-Einheiten wird normalerweise für jede Position der Partner abgeschlossen, um mit ihnen zu kommunizieren. Wenn ein Terminal 300 mit den Terminals 1901, 1902 und 1903 über ein öffentliches ATM-Netzwerk 340 kommuniziert, wie zum Beispiel in 19 gezeigt, werden Bandbreitenverträge für jeden VP abge schlossen, um das Terminal 300 mit den Partnerterminals zu verbinden. Im Einzelnen werden zum Beispiel ein Vertrag über eine Bandbreite von 90 Mbit/s, ein Vertrag über eine Bandbreite von 30 Mbit/s und ein Vertrag über eine Bandbreite von 30 Mbit/s für den VP(0) 210 zwischen dem Terminal 300 und dem Terminal 1901, den VP(1) 220 zwischen dem Terminal 300 und dem Terminal 1902 bzw. den VP(2) 230 zwischen dem Terminal 300 und dem Terminal 1903 abgeschlossen. Diese VP(0) bis VP(2) sind in einem Bündel auf einer Leitung von 150 Mbit/s zusammengefasst, die das Terminal 300 und einen ATM-Schalter 341 verbindet.
  • 2 zeigt ein Konzeptdiagramm mit der Beziehung zwischen einer Leitung 200, die zwischen dem in 19 gezeigten Terminal 300 und dem ATM-Schalter 341 liegt, und den über die Leitung gemultiplexten VP und VC.
  • In 2 sind drei VC 211, 212 und 213 in einem Bündel in dem VP(0) 210 von 90 Mbit/s, zwei VC 221 und 222 in einem Bündel in dem VP(1) 220 von 30 Mbit/s bzw. zwei VC 231 und 232 in einem Bündel in dem VP(2) 230 von 30 Mbit/s zusammengefasst.
  • Bezüglich der in den VP-Einheiten ausgeführten Verträge überwacht die Netzwerk-Managementseite nur, ob jeder Verkehr die vereinbarte Bandbreite für jeden VP einhält. Im Einzelnen überwacht in 19 die UPC-Funktion des ATM-Schalters 341 am Eingang des öffentlichen ATM-Netzwerks 340 eine Vertragsverletzung in jeder VP-Einheit auf der Leitung 200 und ergreift Maßnahmen wie etwa Markieren, Verwerfen der Zelle usw. gegen jede vertragswidrige Zelle, überwacht jedoch nicht die einzelnen Bandbreiten in den in jedem der VP gebündelten VC-Einheiten.
  • Wenn die vertragswidrige Zelle aufgrund der Aktion der UPC-Funktion verworfen wird, kommt es zu einer großen Verzögerung bei der Übertragung der Informationen und zu einer zusätzlichen Überlastung aufgrund des erneuten Sendens jeder Zelle, wie vorstehend beschrieben. Es ist daher wünschenswert, dass jedes Sendeterminal mit einer Verkehrsfor mungsfunktion (nachstehend als „VP-Formung" bezeichnet) zum Senden von Zellen unter Einhaltung der vereinbarten VP-Bandbreite ausgerüstet ist.
  • Wenn zum Beispiel eine Verkehrsformungsvorrichtung oder ein Verkehrsformer des Terminals 300 oder des ATM-Schalters 341 jede empfangene Zelle an seine entsprechende Ausgangsleitung sendet, während die Empfangssequenz unverändert eingehalten wird, obwohl die Bandbreite für jede VC in dem VP auf der Netzwerkseite nicht überwacht wird, kann die Sicherstellung der Bandbreite für den Echtzeitverkehr für die Sprach- und Bildkommunikation und für die Übertragung mit geringer Verzögerung nicht im gesamten Netzwerk implementiert werden. Eine Verkehrsformungsfunktion (nachstehend als „VC-Formung" bezeichnet) zum Bewirken einer Bandbreitensteuerung in VC-Einheiten und einer Prioritätssteuerung entsprechend den Dienstklassen auf jeder einzelnen VC, die in einem VP gebündelt ist, ist erforderlich, um jede einzelne Zelle beim Echtzeitverkehr mit geringer Verzögerung, wie im Fall der CBR- und VBR-Dienste, zu übertragen.
  • In Literatur 2 und Literatur 3 ist zwar die Formungsfunktion für entweder VP oder VC beschrieben, aber genau wie Literatur 3 beschreiben sie nicht das Verkehrsformungsverfahren, das die gleichzeitige Verkehrsformung für VP und VC durchführt.
  • Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kommunikationsvorrichtung, eines ATM-Terminals oder eines ATM-Vermittlungssystems mit einer Verkehrsformungsfunktion, die in der Lage ist, vereinbarte Bandbreiten für VP und festgelegte Bandbreiten für alle in dem VP gemultiplexten VC zu steuern und eine Bandbreite für eine Übertragungsleitung und jede Bandbreite für jeden VP auf der Übertragungsleitung effektiv zu nutzen.
  • Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Verkehrsformungsvorrichtung oder eines Verkehrsformers, eines ATM-Terminals oder eines ATM-Ver mittlungssystems, die in der Lage sind, Verkehre auf mehreren Ausgangsleitungen mit einer Vorrichtung zu formen.
  • Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kommunikationsvorrichtung, eines ATM-Terminals oder eines ATM-Vermittlungssystems mit einer Verkehrsformungsfunktion für ein Paketsendeterminal oder eine Paketvermittlung, die in der Lage ist, die Bandbreite für jedes Paket innerhalb einer vereinbarten Bandbreite mit einem Netzwerk für jedes Paket variabler Länge unter Einhaltung der vereinbarten Bandbreite zu steuern, um die vereinbarte Bandbreite und eine Bandbreite für eine Leitung zu nutzen.
  • Mit Blick auf die gleichzeitige Durchführung der Verkehrsformung sowohl für VP als auch für VC müssen Verkehrsformungsschaltungen für VP und VC vorgesehen werden, und es muss überwacht werden, ob beide Verkehrsformungsschaltungen in einem Zellenübertragung-erlaubt-Zustand sind, das heißt, ob beide Schaltungen in einer voraussichtlichen Sendezeit liegen. Die Verwendung des Systems zur Verwaltung jeder voraussichtlichen Sendezeit mit der in Literatur 3 beschriebenen Binärbaumstruktur ermöglicht die Implementierung des Auswählens des VP zum Senden vorzugsweise unter allen VP oder des Auswählens der VC zum Senden mit der höchsten Priorität unter mehreren VC in demselben VP. Dabei kann jedoch die Situation auftreten, dass, wenn die voraussichtlichen Sendezeiten unabhängig berechnet werden, die VC im Übertragung-erlaubt-Zustand in der VC nicht existiert, auch wenn der VP in einem Übertragung-erlaubt-Zustand ist (in eine voraussichtliche Sendezeit fällt). In diesem Fall kann jede Zelle übertragen werden, indem die Bandbreite für denselben VP oder die Bandbreite für den anderen VP verringert wird. In beiden Fällen können jedoch die Bandbreite für einen Kommunikationspfad oder eine Leitung und die Bandbreite für vereinbarte VP nicht effektiv genutzt werden. Daher ist es nötig, die voraussichtliche Sendezeit für VP und die voraussichtliche Sendezeit für VC im Zusammenwirken miteinander zu berücksichtigen.
  • Die Bereitstellung von Verkehrsformungsvorrichtungen in allen Leitungsschnittstellen führt zu einer Erhöhung der Gerätekosten, wenn die Verkehrsformung auf einer großen Anzahl langsamer Leitungen durchgeführt wird. Daher kann, wenn die Verkehrsformung auf mehreren Ausgangsleitungen mit einer Verkehrsformungsvorrichtung bewirkt werden kann, die Verkehrsformung für eine große Anzahl von Leitungen zu niedrigen Kosten ausgeführt werden.
  • Das Problem ist nicht auf die Verkehrsformung für ATM-Zellen mit fester Länge beschränkt. So ist der Fall zu berücksichtigen, wo mehrere Netzwerke mit einer Gemeinschaftsleitung oder Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, wie im Falle des Internet oder dergleichen, und die Gemeinschaftsleitung für alle diese Netzwerke vereinbart ist. Netzwerke mit einer solchen Konfiguration sind in 18 gezeigt.
  • In 18 sind ein Netzwerk A 1810 und ein Netzwerk a 1820 im Besitz eines Providers A, und die Terminals 1811 und 1821 sind als Benutzer für den Provider A definiert. In gleicher Weise sind ein Netzwerk B 1830 und ein Netzwerk b 1840 im Besitz eines Providers B, und die Terminals 1831 und 1841 sind als Benutzer für den Provider B definiert. Außerdem sind die Netzwerke A, a, B und b jeweils durch Router mit einem Netzwerk C 1800 verbunden. Die Provider A und B schließen jeweils Verträge über die Übertragungsbandbreiten mit dem Netzwerk C und teilen sich die Nutzung der Gemeinschaftsleitung oder Verbindungsleitung 1801 im Netzwerk C.
  • Wenn die Terminals 1811 und 1821 und die Terminals 1831 und 1841 in einer solchen Netzwerkumgebung miteinander kommunizieren, ist es wünschenswert, dass unter Einhaltung der vereinbarten Bandbreite in der Gemeinschaftsleitung, die dem für das ATM-Verfahren beschriebenen VP entspricht, Prioritäten für alle Pakete vorgesehen werden, die in der ver einbarten Bandbreite übertragen werden (ein Paket für TELNET hat zum Beispiel Vorrang gegenüber einem Paket für eine E-Mail), so dass die Bandbreite, die der für das ATM-Verfahren beschriebenen VC entspricht, verwaltet werden kann. Als Netzwerkformen kommen verschiedene Betriebsformen in Frage, so etwa die gemeinsame Nutzung einer Fernverkehrsleitung durch mehrere Unternehmen oder Firmen oder der Fall, bei dem es erwünscht ist, den Verkehr in allen Abteilungen und Bereichen auch innerhalb desselben Unternehmens usw. zu verwalten, sowie die gemeinsame Nutzung der Leitung durch Provider. Daher ist es nötig, die Netzwerkformen in einer dementsprechenden Form zu implementieren.
  • Um die vorstehenden Ziele entsprechend den Überlegungen zu erreichen, umfasst eine Kommunikationsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit zum Berechnen einer ersten voraussichtlichen Zellensendezeit zum Senden einer Zelle mit einer vereinbarten Bandbreite für jede Verbindung, eine Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit zum Berechnen einer zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit zum Senden einer Zelle mit einer vereinbarten Bandbreite für jedes Verbindungsbündel, das durch Zusammenfassen mehrerer Verbindungen erhalten wird, und eine Einrichtung zum Auswählen entweder der Verwendung der zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit oder der Verwendung der ersten voraussichtlichen Zellensendezeit bei der Übertragung jeder Zelle. Weil die erste voraussichtliche Zellensendezeit und die zweite voraussichtliche Zellensendezeit nach Bedarf verwendet werden können, kann die vereinbarte Bandbreite eingehalten werden.
  • Um die ersten bis dritten Ziele entsprechend den vorstehenden Überlegungen zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Verkehrsformungsvorrichtung oder einen Verkehrsformer bereit, welche die Verkehrsformung in mehrstufiger Form durchführen.
  • Um das erste Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung im Einzelnen einen Verkehrsformer bereit, der in einem Terminal oder einer mit einem ATM-Netzwerk verbundenen Vermittlungsstelle installiert ist. Der Verkehrsformer umfasst einen Zellenpuffer zum vorübergehenden Speichern jeder empfangenen Zelle, eine Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit zum Berechnen einer ersten voraussichtlichen Zellensendezeit, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer vereinbarten Bandbreite für jede VC festgelegt ist, eine erste Sortiereinheit zum Auswählen einer VC, für die die von der Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit berechnete erste voraussichtliche Zellensendezeit am frühesten ist, eine Sendesteuerung, um zu bestimmen, ob die Übertragung einer Zelle, die zu der von der ersten Sortiereinheit ausgewählten VC gehört, erlaubt ist, wenn die Übertragung der Zelle erlaubt ist, die entsprechende Zelle aus dem Zellenpuffer auszulesen und sie davon ausgehend zu senden, eine Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit zum Berechnen einer zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer für den jeweiligen VP vereinbarte Bandbreite festgelegt ist, und eine zweite Sortiereinheit zum Auswählen des VP, für den die von der Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit berechnete zweite voraussichtliche Zellensendezeit am frühesten ist. Die Sendesteuerung weist eine Funktion auf, um zu bestimmen, ob die jeweilige Zelle, die zu dem von der zweiten Sortiereinheit ausgewählten VP gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung der Zelle erlaubt ist, zu bestimmen, ob die Zelle, die zu der von der ersten Sortiereinheit ausgewählten VC gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung der Zelle erlaubt ist, die entsprechende Zelle aus dem Zellenpuffer auszulesen und sie ausgehend davon zu senden.
  • Um die Prioritätssteuerung zwischen mehreren Dienstklassen in einem VP durchzuführen, weist in dem Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung die erste Sortiereinheit eine Funktion zum Auswählen der VC aus der jeweiligen Gruppe von VC auf, die jeweils dieselbe Priorität auf weisen und in den jeweiligen VP liegen, für die die erste voraussichtliche Zellensendezeit am frühesten ist, und die Sendesteuerung weist eine Funktion auf, um zu bestimmen, ob die jeweilige Zelle, die zu dem von der zweiten Sortiereinheit ausgewählten VP gehört, gesendet werden kann, und wenn die Übertragung der Zelle erlaubt ist, eine Zelle zu senden, die in einem Übertragung-erlaubt-Zustand ist und zu der VC mit der höchsten Priorität unter den von der ersten Sortiereinheit ausgewählten VC mit allen Prioritäten gehört.
  • Weiter ist nach der vorliegenden Erfindung ein Entscheidungsbit, das angibt, ob eine Zelle im Übertragungswartezustand im Zellenpuffer vorliegt, für jede VC vorgesehen. Auch für jeden VP ist ein Entscheidungsbit vorgesehen, das angibt, ob eine Zelle im Übertragungswartezustand im Zellenpuffer vorliegt.
  • Weiter weist die erste Sortiereinheit oder -schaltung eine Einrichtung zum Verwalten der jeweiligen ersten voraussichtlichen Zellensendezeit und der Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle mit einer Binärbaumstruktur auf und wählt die VC für die Übertragung mit der höchsten Priorität unter Verwendung des vorherigen Ergebnisses des Sortiervorgangs aus. Andererseits weist die zweite Sortiereinheit oder -schaltung eine Einrichtung zum Verwalten der jeweiligen zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit und der Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle mit einer Binärbaumstruktur auf und wählt den VP für die Übertragung mit der höchsten Priorität unter Verwendung des vorherigen Ergebnisses des Sortiervorgangs aus.
  • Die Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit kann eine Zeitüberprüferschaltung zur Verwendung einer ersten voraussichtlichen Zellensendezeit als eine zweite voraussichtliche Zellensendezeit aufweisen, wenn die für die jeweilige VC von der ersten Sortiereinheit ausgewählte erste voraussichtliche Zellensendezeit in der Zukunft vor der von der Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit berechne ten zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit liegt und das Entscheidungsbit für das Vorliegen einer Zelle für die von der ersten Sortiereinheit ausgewählte VC gesetzt ist, wodurch die voraussichtliche Sendezeit für den VP und die voraussichtliche Sendezeit für die VC miteinander abgestimmt werden können.
  • Außerdem kann, wenn die Prioritätssteuerung zwischen den Dienstklassen im VP durchgeführt wird, die Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit einen Zeitüberprüfer aufweisen. Der Zeitüberprüfer ändert die zweite voraussichtliche Zellensendezeit nicht, wenn die Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle nicht auf alle von der ersten Sortiereinheit ausgewählten VC mit allen Prioritäten gesetzt sind, indem eine erste voraussichtliche Zellensendezeit als eine zweite voraussichtliche Zellensendezeit verwendet wird, wenn die erste voraussichtliche Zellensendezeit für die VC, für die die erste voraussichtliche Zellensendezeit unter den von der ersten Sortiereinheit ausgewählten VC mit allen Prioritäten am frühesten liegt und für die Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle gesetzt sind, in der Zukunft vor der von der Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit berechneten zweiten voraussichtlichen Zellensendezeit liegt. In diesem Fall weist die Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit eine Funktion zum Zurücksetzen eines Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle auf den entsprechenden VP auf, wenn die Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle nicht auf alle von der ersten Sortiereinheit in dem gegebenen VP ausgewählten VC mit allen Prioritäten gesetzt sind, und zum Setzen eines Entscheidungsbits für das Vorliegen einer Zelle auf den entsprechenden VP, wenn das Entscheidungsbit für das Vorliegen einer Zelle auf eine beliebige von der ersten Sortiereinheit in dem gegebenen VP ausgewählte VC mit allen Prioritäten gesetzt ist. Daher ist es möglich, die Situation zu schaffen, dass eine Zelle im Übertragungswartezu stand gesichert in einer VC vorliegt, die in dem von der zweiten Sortierschaltung ausgewählten VP liegt.
  • Darüber hinaus können der von der ersten Sortierschaltung durchgeführte Vorgang und der von der zweiten Sortierschaltung durchgeführte Vorgang auch parallel ausgeführt werden, um die erforderliche Zeit für die Ausführung des Sortiervorgangs zu verkürzen.
  • Das zweite Ziel kann durch Bereitstellen des Verkehrsformers nach der vorliegenden Erfindung als eine an die Vermittlungsstelle angeschlossene Verbindungsleitung und Ersetzen des VP durch eine Leitung (langsame Leitung) erreicht werden.
  • Um das dritte Ziel zu erreichen, wird nach der vorliegenden Erfindung ein Paketsendeterminal oder Paketvermittlungssystem mit einem Verkehrsformer bereitgestellt, der einen Paketpuffer zum vorübergehenden Speichern jedes empfangenen Pakets in Paketform, eine Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit zum Berechnen einer ersten voraussichtlichen Paketsendezeit, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer für die jeweilige Paketpriorität bestimmten Bandbreite festgelegt ist, eine erste Sortiereinheit zum Auswählen einer Paketpriorität, für die die von der Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit berechnete erste voraussichtliche Paketsendezeit am frühesten ist, eine Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit zum Berechnen einer zweiten voraussichtlichen Paketsendezeit, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer für das jeweilige Paketübertragungsziel vereinbarten Bandbreite festgelegt ist, eine zweite Sortiereinheit zum Auswählen eines Paketziels, für das die von der Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit berechnete zweite voraussichtliche Paketsendezeit am frühesten ist, und eine Sendesteuerung aufweist, um zu bestimmen, ob ein Paket, das zu dem jeweils von der zweiten Sortiereinheit ausgewählten Paketziel gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung des Pakets erlaubt ist, zu bestimmen, ob das Paket, das zu der von der ersten Sortiereinheit ausgewählten Paketpriorität gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung des Pakets erlaubt ist, das entsprechende Paket aus dem Paketpuffer auszulesen und es ausgehend davon zu senden.
  • Der Verkehrsformer kann eine Funktion zum Gewinnen einer Paketlängeninformation aufweisen, die im Kopf eines Pakets angegeben ist, wenn das Paket aus dem Paketpuffer ausgelesen wird, so dass die Berechnungseinheit für eine erste Sendezeit eine erste voraussichtliche Paketsendezeit berechnet, indem ein Sendeintervall verwendet wird, das proportional zu der Paketlängeninformation ist, und die Berechnungseinheit für eine zweite Sendezeit eine zweite voraussichtliche Paketsendezeit berechnet, indem ein Sendeintervall verwendet wird, das proportional zu der Paketlängeninformation ist.
  • Darüber hinaus kann der zur Verwendung in dem Paketsendeterminal oder der Paketvermittlung vorgesehene Verkehrsformer denselben Aufbau aufweisen wie der Verkehrsformer, der zur Verwendung in dem vorstehend genannten ATM-Sendeterminal oder der ATM-Vermittlungsstelle vorgesehen ist.
  • Typische der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind kurz beschrieben worden. Die verschiedenen Erfindungen nach der vorliegenden Anmeldung und die spezifischen Konfigurationen dieser Erfindungen werden aus der nachstehenden Beschreibung besser verständlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Während die Spezifikation mit den Ansprüchen endet, die im Einzelnen den Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, erläutern und gezielt die Ansprüche festlegen, wird angenommen, dass die Erfindung, die Ziele und Merkmale der Erfindung sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile derselben aus der nachstehenden Beschreibung in Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen besser verständlich werden.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm mit dem Aufbau einer Ausführungsform eines Verkehrsformers nach der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Begriffe Leitung, virtueller Pfad (VP) und virtuelle Verbindung (VC).
  • 3 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau eines ATM-Quellsystems, bei dem der Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung als eine VP-Formungsvorrichtung angewendet wird.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung der Zellenempfangs- und Sendeoperationen des Verkehrsformers nach der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt ein Zeitdiagramm für den Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen einem Speicherformat eines VP-Sortierspeichers 147 und einem Binärbaum für VP.
  • 7 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen einem Speicherformat eines VC-Sortierspeichers 137 und einem Binärbaum für VC.
  • 8 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm mit dem Aufbau eines VP-Zeitüberprüfers 142 für die voraussichtliche Sendezeit.
  • 9 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen den in den jeweiligen Elementen eines Binärbaums für VC gespeicherten Informationen.
  • 10 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen den in den jeweiligen Elementen eines Binärbaums für VC gespeicherten Informationen.
  • 11 zeigt ein Zeitdiagramm für den Verkehrsformer, wenn eine Kombination aus einer VP-Berechnungseinheit für die voraussichtliche Sendezeit und einer Sortierschaltung auf Timesharing-Basis benutzt wird.
  • 12 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau eines ATM-Vermittlungssystems, bei dem der Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung als eine VP-Formungsvorrichtung angewendet wird.
  • 13 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau eines ATM-Vermittlungssystems, bei dem der Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung als eine Verbindungsleitungs-Formungsvorrichtung angewendet wird.
  • 14 zeigt ein Blockdiagramm mit dem Aufbau einer Ausführungsform eines Verkehrsformers für ein IP-Paket nach der vorliegenden Erfindung.
  • 15 zeigt ein Blockdiagramm mit einem Beispiel für den Aufbau eines Routers.
  • 16 zeigt ein Diagramm mit dem Aufbau einer Bandsteuerung des Verkehrsformers für das IP-Paket.
  • 17 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen der Paketlänge und dem Sendeintervall.
  • 18 zeigt ein Diagramm mit einer Netzwerkkonfiguration in einer vierten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.
  • 19 zeigt ein Diagramm mit einer Netzwerkkonfiguration beim Abschluss von Verträgen in VP-Einheiten.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlich als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die nachstehend gezeigte Ausführungsform ist ein Beispiel für einen Verkehrsformer oder eine Verkehrsformungsvorrichtung eines Typs, bei dem die VP-Formung und VC-Formung gleichzeitig durch ein ATM-Quellsystem durchgeführt werden, vier Dienstklassen (CBR, VBR, ABR und UBR) in einem VP vorgesehen sind und eine Prioritätssteuerung zwischen den Dienstklassen durchgeführt wird.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm eines ATM-Quellsystems 300, das elektrisch mit einem öffentlichen ATM-Netzwerk 340 verbunden ist. Das ATM-Quellsystem 300 umfasst eine Verarbeitungseinheit 360 auf einer höheren Schicht, bestehend aus einer CPU und einem Speicher, und eine Leitungsschnittstelle 324 für das ATM-Netzwerk 340. In der Verarbeitungseinheit 360 auf einer höheren Schicht wird ein übergeordnetes Protokoll (zum Beispiel IP [Internet-Protokoll]) für die Übertragung von Informationen durch Verwendung des ATM-Netzwerks so betrieben, dass ein durch das übergeordnete Protokoll erkennbares Paket höherer Ordnung oder auf einer höheren Schicht erzeugt und terminiert wird.
  • Die Leitungsschnittstelle 324 weist außerdem die folgenden Komponenten auf. Eine SAR-Einheit (Segmentation and Reassembly) 350 führt eine Formatwandlung (Segmentierung und Vereinigung) eines von der Verarbeitungseinheit 360 auf einer höheren Schicht erzeugten Pakets auf einer höheren Schicht in eine ATM-Zelle (feste Länge von 53 Byte) durch. Daher erfolgt die vorliegende Verarbeitung in Form des Pakets auf einer höheren Schicht auf der Seite der Verarbeitungseinheit auf einer höheren Schicht aus der Sicht der SAR-Einheit, während sie in Form der ATM-Zelle auf der Seite des ATM-Netzwerks aus der Sicht der SAR-Einheit erfolgt. Die Segmentierung und Vereinigung umfasst zwei Fälle: einen Fall, bei dem die Umwandlung mittels Hardware ausgeführt wird, und einen Fall, bei dem sie mittels Software ausgeführt wird. Der Verkehrsformer 100 sendet die ATM-Zellen in mit dem ATM-Netzwerk 340 vereinbarten bandkontrollierten Sendeintervallen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf den Verkehrsformer 100. Ein Lichtmodul 374 wandelt die ATM-Zelle in ein Signal entsprechend einer physikalischen Leitung wie etwa einer Glasfaser um und sendet und empfängt dieses. Im Übrigen ist die SAR-Funktion nicht nötig, wenn ein Paket variabler Länge verwendet wird.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm mit dem Aufbau des Verkehrsformers 100. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs des Verkehrsformers 100. 5 zeigt ein Zeitdiagramm hierfür. Der Verkehrsformer 100 nach der vorliegenden Erfindung weist die nachstehend angegebenen Komponenten auf.
  • Der Verkehrsformer 100 umfasst eine Zellenpuffereinheit 110 zum Einreihen der Zellen in eine Warteschlange für jede VC, eine VC-Berechnungseinheit 130 für die voraussichtliche Sendezeit zum Berechnen einer voraussichtlichen Sendezeit unter oder gemäß einem vereinbarten Band von VC, eine VC-Sortiereinheit 135 zum Auswählen der bevorzugten VC zum Senden aus VC, die in denselben VP und dieselbe Dienstklasse fallen, eine VP-Berechnungseinheit 140 für die voraussichtliche Sendezeit zum Berechnen einer voraussichtlichen Sendezeit, die einem vereinbarten Band von VP entspricht und auch zu der voraussichtlichen VC-Sendezeit passt, eine VP-Sortiereinheit 145 zum Auswählen des bevorzugten VP zum Senden aus allen VP, und eine Zellensendeeinheit 120 zum Bestimmen des letztlichen Sendens der Zelle unter Verwendung der Ergebnisse des Sortierens durch die VP-Sortiereinheit 145 und die VC-Sortiereinheit 135 und Übertragen der Zelle an die Zellenpuffereinheit 110.
  • Die Zellenpuffereinheit 110 umfasst einen Zellenpuffer 111, der als Puffer zum vorübergehenden Speichern jeder Zelle dient, einen Steuerspeicher 112 für den Zellenpuffer, der als Puffer zum Speichern von Zellenpufferadressen dient, um das Einreihen der ATM-Zellen für die jeweilige VC in dem Zellenpuffer 111 zu implementieren und Informationen über die Warteschlangenlängen für die jeweilige VC und den jeweiligen VP zu speichern, eine Zellenpuffer-Schreibsteuerung 113, die als Steuerschaltung dient, um die von der SAR-Einheit 350 empfangene Zelle in den Zellenpuffer zu schreiben, und eine Zellenpuffer-Lesesteuerung 114 zum Auslesen einer Zelle, die vom Zellenpuffer an das Lichtmodul gesendet werden soll.
  • Die VC-Berechnungseinheit 130 für die voraussichtliche Sendezeit umfasst einen VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit zum Berechnen einer voraussichtlichen Sendezeit für die VC, die die Zelle empfangen oder gesendet hat (ihre spezielle Berechnungsmethode wird später beschrieben).
  • Die VC-Sortiereinheit 135 weist eine Binärbaum-VC-Sortierschaltung 136 zum Auswählen der bevorzugten VC zum Senden aus dem VP, zu dem die VC gehört, die die Zelle empfangen oder gesendet hat, und mit den Dienstklassen auf. Außerdem weist die VC-Sortiereinheit 135 einen VC-Sortierspeicher 137 auf, der für das Sortieren durch die Binärbaum-VC-Sortierschaltung nötige Informationen enthält, zum Beispiel die VC-Kennnummer, die voraussichtliche VC-Sendezeit und die VLD der VC. Die VLD bezeichnet eine Marke, die angibt, ob eine Zelle im Übertragungswartezustand in der entsprechenden VC vorliegt. Diese drei Elemente werden im Folgenden zusammen als „VC-Sortierinformationen" bezeichnet. Die VC-Sortierinformationen werden anhand eines Binärbaums verwaltet, und ein Speicherdiagramm ist in 7 gezeigt (die Einzelheiten werden später beschrieben).
  • Die VP-Berechnungseinheit 140 für die voraussichtliche Sendezeit umfasst einen VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit zum Berechnen einer voraussichtlichen Sendezeit basierend auf einem vereinbarten Band von VP, die die Zelle empfangen oder gesendet haben, und einen VP-Zeitüberprüfer 142 für die voraussichtliche Sendezeit zum Ändern der von dem VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit berechneten voraussichtlichen VP-Sendezeit auf einen Wert entsprechend der voraussichtlichen Sendezeit für die VC (ihre spezielle Berechnungsmethode wird später beschrieben).
  • Die VP-Sortiereinheit 145 weist eine Binärbaum-VP-Sortierschaltung 146 zum Auswählen des bevorzugten VP zum Senden aus allen VP auf. Außerdem weist die VP-Sortiereinheit 145 einen VP-Sortierspeicher 147 auf, der für das Sortieren durch die Binärbaum-VP-Sortierschaltung 146 nötige Informationen enthält, zum Beispiel die VP-Kennnummer, die voraussichtliche VP-Sendezeit und die VLD des VP, die eine Marke ist, die angibt, ob eine Zelle im Übertragungswartezustand in dem entsprechenden VP vorliegt. Diese drei Elemente werden im Folgenden zusammen als „VP-Sortierinformationen" be zeichnet. Die VP-Sortierinformationen werden ebenfalls anhand eines Binärbaums verwaltet, und ein Speicherdiagramm ist in 6 gezeigt (die Einzelheiten werden später beschrieben).
  • Der Verkehrsformer 100 nach der vorliegenden Erfindung wiederholt die folgenden sechs Prozesse innerhalb der Zellenprozesszeit, um eine Zelle zu empfangen und eine Zelle zu senden. Hierbei gibt die Zellenprozesszeit die Zeit an, die die Verkehrsformungsvorrichtung zum Senden und Empfangen einer Zelle (53 Byte) benötigt. Im Falle einer Verkehrsformungsvorrichtung mit einer Formungsfähigkeit von 155,88 Mbit/s (Bit pro Sekunde) beträgt die Zellenprozesszeit zum Beispiel 2,72 μs.
    • Prozess 1: Prozess zum Bestimmen des Empfangs einer Zelle
    • Prozess 2: Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit bei Empfang einer Zelle
    • Prozess 3: Sortierprozess bei Empfang einer Zelle
    • Prozess 4: Prozess zum Auswählen der VC zum Senden
    • Prozess 5: Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit beim Senden einer Zelle
    • Prozess 6: Sortierprozess beim Senden einer Zelle
  • Von den sechs Prozessen entsprechen die Prozesse 1 bis 3 den Prozessen bei Empfang einer Zelle, und die Prozesse 4 bis 6 entsprechen den Prozessen beim Senden einer Zelle.
  • Die jeweiligen Prozesse werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf 1, 4 und 5 beschrieben.
  • In der nachfolgenden Beschreibung ist ein bestimmter von mehreren virtuellen Pfaden (VP) mit den VP-Kennnummern p als VP(p) angegeben. In gleicher Weise sind die VC-Kennnummern c virtuellen Verbindungen (VC) zugewiesen, um eine bestimmte von mehreren VC zu identifizieren, die zum VP(p) gehört und als VC(p,c) angegeben ist.
  • Prozess 1 (Prozess zum Bestimmen des Empfangs einer Zelle): Dieser Prozess wird in der Zeit ausgeführt, die mit dem Bezugszeichen 500 in 5 bezeichnet ist, die ein Zeitdiagramm für den Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Jede der Zellen, die den Verkehrsformer 100 erreicht, wird vorübergehend in einer Warteschlange für die jeweilige VC gespeichert. Im Einzelnen bestimmt die Zellenpuffer-Schreibsteuerung 113 auf der Grundlage einer VPI (virtuelle Pfadkennung) zur Identifizierung des VP, der im Kopf der empfangenen Zelle angegeben ist, und einer VCI (virtuelle Verbindungskennung) zur Identifizierung der VC den VP oder die VC, zu dem bzw. der die empfangene Zelle gehört. Als Nächstes liest der Verkehrsformer eine Adresse eines nicht verwendeten Zellenpufferbereichs aus dem Steuerspeicher 112 für den Zellenpuffer aus, um ein Einreihen der empfangenen Zellen in eine VC-Warteschlange zu bewirken, und schreibt jede empfangene Zelle in einen Bereich, der durch die in dem Zellenpuffer 111 liegende Zellenpufferadresse angegeben ist (siehe 400 und 401 in 4). Die Zellenpufferadresse ist im Steuerspeicher 112 für den Zellenpuffer als eine Zellenpufferadresse enthalten, an der der die empfangene Zelle gespeichert ist.
  • In der nachfolgenden Beschreibung ist der VP, zu dem die empfangene Zelle gehört, als VP(r) angegeben, und die VC, zu der die empfangene Zelle gehört, ist als VC(r,s) angegeben.
  • Wenn die Zellenpuffer-Schreibsteuerung 113 eine Zelle empfängt, gibt sie jeweils ein Zellenempfangssignal 99, das den Empfang der Zelle angibt, an den VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit der VC-Berechnungseinheit für die voraussichtliche Sendezeit und an den VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit der VP-Berechnungseinheit für die voraussichtliche Sendezeit. Gleichzeitig mit der Übermittlung des Zellenempfangssignals 99 teilt die Zellenpuffer-Schreibsteuerung 113 dem VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit die VC-Kennnummern r und s mit bzw. teilt dem VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit die VP-Kennnummer r mit.
  • Prozess 2 (Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit bei Empfang einer Zelle):
  • Dieser Prozess wird in den Zeiten ausgeführt, die mit den Bezugszeichen 502-1 und 502-2 in 5 bezeichnet sind. Nach Empfang des Zellenempfangssignals 99 berechnet der VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit eine voraussichtliche VC-Sendezeit für VC(r,s) in einer Einheit der Prozesszeit für eine Zelle. Das Ergebnis der Berechnung wird im VC-Sortierspeicher 137 gespeichert. Nach Empfang des Zellenempfangssignals 99 prüft der VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit, ob die aus dem VC-Sortierspeicher 137 der VC-Sortiereinheit 135 ausgelesene VLD der VC(r,s) entweder '0' oder '1' ist, um zu bestimmen, ob eine Zelle im Übertragungswartezustand in der entsprechenden VC vorliegt (siehe 402 in 4).
  • Wenn festgestellt wird, dass die VLD '1' ist, gibt dies an, dass die Zelle im Übertragungswartezustand bereits in der entsprechenden VC vorliegt. Weil das vereinbarte Band nicht eingehalten werden kann, wenn die voraussichtliche Sendezeit aktualisiert wird, sollte die voraussichtliche Sendezeit daher in diesem Fall nicht geändert werden.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass die VLD '0' ist, wird das vereinbarte Band bei der Aktualisierung der voraussichtlichen Sendezeit nicht eingehalten, wobei die bereits berechnete voraussichtliche VC-Sendezeit in der Zukunft liegt, wenn die gegenwärtige Zeit als Standard oder Kriterium festgelegt ist. Daher sollte die voraussichtliche Sendezeit nicht aktualisiert werden. Wenn jedoch die bereits berechnete voraussichtliche VC-Sendezeit dieselbe Zeit wie die vergangene oder gegenwärtige Zeit mit der gegenwärtigen Zeit als Standard ist, wird die entsprechende Zelle in einen Zustand gebracht, in dem sie zu jeder Zeit gesendet werden kann. Daher kann die voraussichtliche Sendezeit auf eine geeignete Zeit aktualisiert werden. Daher wird, wenn die VLD '0' ist, die bereits berechnete voraussichtliche VC-Sendezeit aus dem VC-Sortierspeicher 137 ausgelesen. Außerdem wird geprüft, ob die entsprechende Zeit in der Zukunft liegt oder dieselbe wie die vergangene oder gegenwärtige Zeit ist, wenn die gegenwärtige Zeit als Standard festgelegt ist (siehe 404 in 4).
  • Wenn erstere (Zukunft) gegeben ist, bleibt die voraussichtliche VC-Sendezeit unverändert. Wenn letztere (vergangene oder gegenwärtige Zeit) verwendet wird, wird die voraussichtliche VC-Sendezeit wie folgt aktualisiert (siehe 405 in 4), um die Zelle der entsprechenden VC möglichst früh zu senden (das genaue Senden der Zelle ist nicht bekannt).
  • Voraussichtliche VC-Sendezeit = Gegenwärtige Zeit + 1 In jedem Fall wird, wie vorstehend beschrieben, die VLD der entsprechenden VC auf '1' (= '1') gesetzt, wenn das Zellenempfangssignal 99 empfangen wird (siehe 403 in 4).
  • In gleicher Weise berechnet die VP-Berechnungseinheit 140 für die voraussichtliche Sendezeit nach Empfang des Zellenempfangssignals 99 eine voraussichtliche VP-Sendezeit. Die voraussichtliche VP-Sendezeit wird entsprechend genau demselben Verfahren wie für die Berechnung der voraussichtlichen VC-Sendezeit berechnet. Im Einzelnen wird die VLD des VP(r) geprüft. Außerdem wird die voraussichtliche VP-Sendezeit nur dann wie folgt aktualisiert, wenn die VLD '0' ist und die bereits berechnete voraussichtliche VP-Sendezeit dieselbe Zeit wie die vergangene oder gegenwärtige Zeit ist. Voraussichtliche VP-Sendezeit = Gegenwärtige Zeit + 1
  • Zu allen anderen Zeiten wird die bereits berechnete voraussichtliche VP-Sendezeit nicht aktualisiert.
  • Weil die voraussichtliche VP-Sendezeit mit genau demselben Verfahren wie die voraussichtliche VC-Sendezeit berechnet werden kann, kann sie auch in zeitlicher Folge mit derselben Schaltung berechnet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch der VC-Rechner für die voraussichtliche Sendezeit und der VP-Rechner für die voraussichtliche Sendezeit, die voneinander unabhängigen Schaltungen entsprechen, verwendet, so dass die voraussichtliche VC-Sendezeit und die voraussichtliche VP-Sendezeit zeitlich parallel berechnet werden können. Daher können die Zeitintervalle für ihre Berechnung verkürzt werden.
  • Ein Berechnungsschritt des VP-Rechners für die voraussichtliche Sendezeit ist in 4 nicht gezeigt. Der VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit berechnet die voraussichtliche VP-Sendezeit parallel mit den Schritten 402 bis 405 in 4.
  • Prozess 3 (Sortierprozess bei Empfang einer Zelle):
  • Dieser Prozess kann in die folgenden drei Prozesse unterteilt werden:
    • Prozess 3-1: VC-Sortierprozess bei Empfang einer Zelle
    • Prozess 3-2: Ändern der voraussichtlichen VP-Sendezeit bei Empfang einer Zelle
    • Prozess 3-3: VP-Sortierprozess bei Empfang einer Zelle
  • Die Prozesse werden nachstehend in dieser Reihenfolge beschrieben.
  • Prozess 3-1 (VC-Sortierprozess bei Empfang einer Zelle):
  • Dieser Prozess wird in einer Zeit 506 nach der Berechnungszeit 502 in 5 ausgeführt. Wenn eine voraussichtliche VC-Sendezeit der VC(r,s) aktualisiert wird, besteht die Möglichkeit, dass die VC (nachstehend als Interims-Sende-VC bezeichnet) zum frühesten Senden einer Zelle in dem VP(r) und einer Dienstklasse, zu der VC(r,s) gehört, geändert wird. Daher führt die Binärbaum-VC-Sortierschaltung 136 ein Sortieren durch, um die Interims-Sende-VC zu bestimmen (siehe 406 in 4).
  • Ein Verfahren zum Auswählen der entsprechenden Interims-Sende-VC in demselben VP und derselben Dienstklasse wird nachstehend beschrieben. Der Einfachheit halber wird ein Beispiel zum Auswählen einer entsprechenden von acht VC (VC(p,0) bis VC(p,7)) anhand von 9 und 10 beschrieben.
  • Zuerst wird die Beziehung zwischen den in den jeweiligen Elementen eines Binärbaums enthaltenen Informationen erläutert. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Spitze 900 des Binärbaums und die unteren Elemente 930 bis 937 in 9 als Wurzel bzw. Blätter/Laub bezeichnet. Außerdem wird jedes Element auf der Wurzelseite aus der Sicht eines beliebigen Elements als Master bezeichnet, und die beiden Elemente auf der Laubseite werden als Slaves bezeichnet.
  • Die voraussichtlichen Sendezeiten für die jeweilige VC und die VLD sind in den entsprechenden Blättern 930 bis 937 des Binärbaums gespeichert, die in der Reihenfolge der VC-Kennnummern angeordnet sind. In 9 und 10 gibt der numerische Wert (0 oder 1) in Klammern die VLD an. Die VC-Kennnummern, die voraussichtlichen Sendezeiten und die VLD sind jeweils in anderen Elementen als den Blättern gespeichert. Außerdem sind Informationen über die VC, die die folgenden Bedingungen erfüllt, in der Wurzel gespeichert.
    • Bedingung 1: Die VLD ist '1', wobei bevorzugt eine VC mit einer Zelle im Übertragungswartezustand statt einer VC ohne eine Zelle im Übertragungswartezustand gewählt wird.
    • Bedingung 2: Die voraussichtliche Sendezeit ist früh, wobei die VC zum Senden mit der höchsten Priorität zu allen Zeiten ausgewählt wird.
  • Um die VC, die die Bedingung 1 und die Bedingung 2 erfüllt, als die in der Wurzel zu speichernde VC auszuwählen, werden Informationen zu jedem von zwei Slaves in anderen Elementen außer den Blättern entsprechend den nachstehenden Regeln 1 bis 3 gespeichert.
    • Regel 1: Wenn die VLD für beide Slaves '1' ist, wird der entsprechende Slave, für den die voraussichtliche Sendezeit weiter in der Vergangenheit liegt, ausgewählt, um die Bedingung 2 zu erfüllen. Die Information für das Element 931 ist zum Beispiel in einem Element 920 des Binärbaums gespeichert, und die VC-Kennnummer ergibt die VC(p,1). Eines davon kann verwendet werden, wenn die Zeit gleich ist.
    • Regel 2: Wenn die VLD des einen Slave '1' ist und die VLD des anderen Slave '0' ist, wird der Slave, in dem die VLD '1' ist, ausgewählt, ohne dass die Bedingung 1 erfüllt ist. Das Element 935 wird zum Beispiel ausgewählt, obwohl das Element 934 für die voraussichtliche Sendezeit in der Vergangenheit liegt, und die Information hierüber ist in einem Element 922 des Binärbaums gespeichert.
    • Regel 3: Wenn die VLD für beide Slaves '0' ist, wird der Slave, in dem die voraussichtliche Sendezeit weiter in der Vergangenheit liegt, ausgewählt, um die Bedingung 2 zu erfüllen. Die Information für das Element 932 ist zum Beispiel in einem Element 921 des Binärbaums gespeichert, und die VC-Kennnummer ergibt die VC(p,2). Eines davon kann verwendet werden, wenn die Zeit gleich ist.
  • Der Binärbaum mit einem solchen Aufbau ist viermal für jeden VP vorgesehen, die jeweils für CBR, VBR, ABR bzw. UBR zugewiesen sind. Eine Kennnummer der VC (Interims-Sende-VC) zum bevorzugten Senden in CBR, eine voraussichtliche Sendezeit und eine VLD sind in der Wurzel des Binärbaums für CBR gespeichert.
  • Der Binärbaum ist entsprechend den Regeln aufgebaut. Weil die voraussichtliche Sendezeit und die VLD sich ändern, wenn die Zelle empfangen wird, ist dabei jedoch zu beachten, dass sich die Informationen im Binärbaum ändern und dass sich auch die Interims-Sende-VC ändert. Hierbei werden jedoch nicht alle Informationen im Binärbaum aktualisiert.
  • Als Beispiel sei 9 betrachtet, wo eine Zelle von VC (p < 4) (entsprechend dem Blatt 934) empfangen wird und die voraussichtliche Sendezeit und die VLD der entsprechenden VC aktualisiert werden. Die zu aktualisierenden Elemen te des Binärbaums sind nur die, die in einer Route vom Element 934 mit den darin gespeicherten Informationen für die entsprechende VC zu der Wurzel 900 liegen. In dem vorliegenden Beispiel werden nur die Informationen der Elemente mit den Bezugszeichen 922, 911 und 900 entsprechend den Regeln 1 bis 3 in dieser Reihenfolge aktualisiert, so dass die VC zum Senden mit höchster Priorität in der Wurzel 900 des Binärbaums gespeichert wird und die Struktur des Binärbaums erhalten bleibt (siehe 10). Entsprechend diesem Verfahren ist es möglich, die Interims-Sende-VC in demselben VP und derselben Dienstklasse auszuwählen. Im Übrigen werden die tatsächliche Adresszuordnung des VC-Sortierspeichers 137 und dergleichen später beschrieben.
  • Prozess 3-2 (Ändern der voraussichtlichen VP-Sendezeit bei Empfang einer Zelle):
  • Als Nächstes wird die vom VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit berechnete voraussichtliche VP-Sendezeit basierend auf dem vereinbarten VP-Band vom VP-Zeitüberprüfer 142 für die voraussichtliche Sendezeit auf einen Wert geändert, der zu der voraussichtlichen VC-Sendezeit passt (siehe 407 in 4). Dieser Prozess wird in einer Zeit ausgeführt, die mit dem Bezugszeichen 507 in 5 bezeichnet ist.
  • 8 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des VP-Zeitüberprüfers 142 für die voraussichtliche Sendezeit. Wenn das VP-Sortieren unter Verwendung der vom VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit berechneten unveränderten voraussichtlichen VP-Sendezeit erfolgt, kann ein Fall eintreten, bei dem sich, auch wenn der VP in einem sendefähigen Zustand ist, die VC zum Senden mit höchster Priorität in einem Zustand befindet, dass sie nicht senden kann. Weil in diesem Fall sowohl die Bandbreite für denselben VP als auch die Bandbreite für den anderen VP nicht maximal genutzt werden können, ist ein Prozess zum Ändern der voraussichtlichen VP-Sendezeit erforderlich. Die nachste hend im Einzelnen beschriebene Verarbeitung wird ausgeführt. Im Übrigen ist die von der Binärbaum-VC-Sortierschaltung 136 ausgewählte Interims-Sende-VC für CBR im VP(r) als VC(r,c) definiert, die Interims-Sende-VC für VBR ist als VC(r,v) definiert, die Interims-Sende-VC für ABR ist als VC(r,a) definiert bzw. die Interims-Sende-VC für UBR ist als VC(r,u) definiert.
  • Als Erstes berechnet ein in 8 gezeigter Selektor 810 die Zeit, die auf der zeitlichen Grundlage der aus dem VC-Sortierspeicher 137 ausgelesenen voraussichtlichen Sendezeiten für VC(r,c), VC(r,v), VC(r a) und VC(r,u) am längsten vergangen ist, als eine voraussichtliche Interims-VC-Sendezeit. Jede VC jedoch, für die VLD '0' ist, wird bei der Zeitberechnung nicht berücksichtigt.
  • Wenn die VLD von VC(r,c), VC(r,v), VC (r,a) und VC(r,u) alle '0' sind, ist die voraussichtliche Interims-VC-Sendezeit als die gegenwärtige Zeit definiert. Die voraussichtliche Interims-VC-Sendezeit gibt die Zeit an, zu der eine VC von mehreren VC, die zum VP(r) gehören, frühestens gesendet werden können. Mit anderen Worten, wenn die gegenwärtige Zeit die voraussichtliche Interims-VC-Sendezeit erreicht, kann mindestens eine VC vom VP(r) die entsprechende Zelle senden. Ob das vereinbarte Band für VP(r) eingehalten worden ist oder nicht, ist ein anderes Problem.
  • Als Nächstes vergleicht ein in 8 gezeigter Selektor 811 die vom VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit berechnete Zeit und die mit dem Selektor 810 erhaltene voraussichtliche Interims-VC-Sendezeit und wählt die weitere künftige Zeit aus dem Ergebnis des Vergleichs als eine voraussichtliche Sendezeit für VP(r) aus. Daher gibt die ausgewählte voraussichtliche Sendezeit für VP(r) die früheste Zeit an, zu der eine oder mehr sendefähige VC das als VP(r) vereinbarte Band beachten und einhalten und in VP(r) vorliegen. Mit anderen Worten, wenn die gegenwärtige Zeit die voraussichtliche Sendezeit für VP(r) erreicht, kann mindestens eine VC in VP(r) die entsprechende Zelle unter Einhaltung des vereinbarten Bands für VP(r) senden.
  • Andererseits setzt eine in 8 gezeigte ODER-Logik die VLD des entsprechenden VP auf '1', wenn eine der aus dem VC-Sortierspeicher 137 erhaltenen VLD für VC(r,c), VC(r,v), VC(r,a) und VC(r,u) '1' ist.
  • Prozess 3-3 (VP-Sortierprozess bei Empfang einer Zelle):
  • Dieser Prozess wird in der Zeit ausgeführt, die mit dem Bezugszeichen 508 in 5 bezeichnet ist. Wie vorstehend erwähnt, werden die VP-Sortierinformationen für jeden VP mit einem Binärbaum verwaltet. Wenn die voraussichtliche VP-Sendezeit für VP(r) in ähnlicher Weise wie die VC aktualisiert wird, besteht die Möglichkeit, dass der VP (nachstehend als Interims-Sende-VP bezeichnet) zum frühesten Senden geändert wird. Daher führt die Binärbaum-VP-Sortierschaltung 146 das Sortieren durch (siehe 408 in 4).
  • Die Binärbaum-Sortierschaltung 146 ist im Betrieb identisch mit der Binärbaum-Sortierschaltung 136, und eine VP-Kennnummer, eine voraussichtliche Sendezeit und eine VLD für einen VP zum Senden mit höchster Priorität von allen VP sind in der Wurzel eines Binärbaums für VP gespeichert. Im Übrigen werden die tatsächliche Adresszuordnung des VP-Sortierspeichers 147 und dergleichen später beschrieben.
  • Prozess 4 (Prozess zum Auswählen der VC zum Senden):
  • Dieser Prozess wird in der Zeit ausgeführt, die mit dem Bezugszeichen 509 in 5 bezeichnet ist. Wenn die voraussichtliche VC-Sendezeit (oder die voraussichtliche VP-Sendezeit) aus dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der gegenwärtigen Zeit und der jeweiligen voraussichtlichen VC-Sendezeit (oder der voraussichtlichen VP-Sendezeit) dieselbe Zeit wie die vergangene oder gegenwärtige Zeit mit der gegenwärtigen Zeit als Standard ist, wird die entsprechende VC (oder der entsprechende VP) als in einem sendefähigen Zustand bezeichnet. Der von der Binärbaum-VP-Sortierschal tung 146 ausgewählte Interims-Sende-VP wird als VP(i) definiert, und die Interims-Sende-VC in den jeweiligen Dienstklassen für VP(i) werden als VC(i,c), VC(i,v), VC(i,a) bzw. VC(i,u) definiert.
  • Die Zellensendeeinheit (Sendesteuerung) 120 liest immer die VLD und eine voraussichtliche Sendezeit aus einer der Wurzel des VP-Sortierspeichers 147 entsprechenden Adresse aus, prüft auf VLD = '1' und vergleicht die voraussichtliche Sendezeit mit der gegenwärtigen Zeit. Daher überwacht die Zellensendeeinheit 120, ob VP(i) in den sendefähigen Zustand gebracht ist, und sendet ein Sendeerlaubnissignal 95 an die Zellenpuffer-Lesesteuerung 114, um eine in den sendefähigen Zustand gebrachte Zelle zu senden. Wenn festgestellt wird, dass VP(i) nicht im sendefähigen Zustand ist, wird keine Zelle gesendet. Wenn VP(i) im sendefähigen Zustand ist, führt die Zellensendeeinheit 120 die Klassenprioritätssteuerung bezüglich der Reihenfolge oder Abfolge des Sendens zwischen den Interims-Sende-VC in den jeweiligen Dienstklassen, das heißt VC(i,c), VC(i,v), VC(i,a) und VC(i,u), durch (siehe 409 und 410 in 4).
  • Die Klassenprioritätssteuerung umfasst zum Beispiel die „Head of Line"-Steuerung, die „Weighted Round Robin"-Steuerung usw. Die „Head of Line"-Steuerung ist ein Prioritätssteuerungsverfahren, bei dem Klassen hoher Ordnung die volle Priorität eingeräumt wird. Wenn eine Zelle im Übertragungswartezustand in der jeweiligen oberen Klasse oder Klasse hoher Ordnung vorliegt (CBR > VBR > ABR > UBR), werden die Zellen in den Klassen niedriger Ordnung nicht gesendet. Während eine Zelle der VC, die zur Klasse höchster Ordnung gehört, in diesem Fall mit der minimalen Verzögerung übertragen wird, werden die Zellen in der Klasse niedriger Ordnung erst gesendet, wenn in den Klassen hoher Ordnung keine Zellen mehr vorliegen. Die „Weighted Round Robin"-Steuerung wird verwendet, um ein vorbestimmtes Band auch den Klassen niedriger Ordnung zuzuweisen.
  • Die Rate zwischen den Übertragungsbandbreiten, zum Beispiel die Rate bei der Zellenübertragung von der Klasse hoher Ordnung zur Klasse niedriger Ordnung kann so gesteuert werden, dass sie 2:1 oder 4:1 oder dergleichen beträgt. Auch in dem Fall der beiden Prioritätssteuerungen weisen VC, bei denen die VLD für VC(i,c), VC(i,v), VC(i,a) und VC(i,u) '0' sind, und in den nicht sendefähigen Zustand gebrachte VC, bei denen die voraussichtliche Sendezeit in der Zukunft liegt, mit der gegenwärtigen Zeit als Standard oder Kriterium, keine Zellen zum Senden auf, auch wenn sie schließlich ausgewählt werden. Daher werden sie so behandelt, als hätten sie die niedrigste Priorität.
  • Die als Ergebnis der Ausführung der Klassenprioritätssteuerung aus VC(i,c), VC(i,v), VG(i,a) und VC(i,u) gewählte VC wird als VC(i,j) definiert, und die entsprechende Zelle von VC(i,j) wird gesendet. Im Einzelnen wird das Sendeerlaubnissignal 95 an die Zellenpuffer-Lesesteuerung 114 gesendet. Nach Empfang des Sendeerlaubnissignals 95 liest die Zellenpuffer-Lesesteuerung 114 die entsprechende Zelle aus der Zellenpuffereinheit 110 aus, indem sie eine aus dem Steuerspeicher 112 für den Zellenpuffer ausgelesene Zellenpufferadresse verwendet. Die Zellenpuffer-Lesesteuerung 114 sendet die Zelle an die Leitungsschnittstelle 324 (siehe 411 in 4).
  • Um die voraussichtliche Sendezeiten für die nächste Zelle für VP(i) und VC(i,j) zu ändern, nachdem diese die Zelle jeweils gesendet haben, gibt die Zellensendeeinheit 120 ein Zellensendesignal 98 an die VC-Berechnungseinheit 130 für die voraussichtliche Sendezeit und an die VP-Berechnungseinheit 140 für die voraussichtliche Sendezeit. Gleichzeitig mit der Übermittlung des Zellensendesignals 98 teilt die Zellensendeeinheit 120 dem VC-Rechner 131 für die voraussichtliche Sendezeit die VC-Kennnummern i und j mit bzw. teilt dem VP-Rechner 141 für die voraussichtliche Sendezeit die VP-Kennnummer i mit.
  • Prozess 5 (Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit beim Senden einer Zelle):
  • Dieser Prozess wird in den Zeiten ausgeführt, die mit den Bezugszeichen 512-1 und 512-2 in 5 bezeichnet sind.
  • Nachdem sie jeweils das Zellensendesignal 98 empfangen haben, berechnen die VC-Berechnungseinheit 130 für die voraussichtliche Sendezeit und die VP-Berechnungseinheit 140 für die voraussichtliche Sendezeit die voraussichtlichen Sendezeiten für die nächste Zelle, die dem vereinbarten Band entsprechen (siehe 412 in 4). Die Berechnung der voraussichtlichen Sendezeiten für die nächste Zelle erfolgt zum Beispiel mit einem „Leaky Bucket"-Verfahren. Das „Leaky Bucket"-Verfahren ist zum Beispiel in „The ATM Forum TM4.0, Normative Annex C: Traffic Contract Related Algorithms and Procedures" (S. 71) (Literatur 3) beschrieben.
  • Alternativ kann das folgende Verfahren zur Berechnung der voraussichtlichen Sendezeiten für weitere Zellen erwogen werden. Im Einzelnen wird ein Sendeintervallwert, der einem vereinbarten Band entspricht, gespeichert, und die folgende Berechnung kann unter dieser Bedingung durchgeführt werden. Voraussichtliche Sendezeit für die nächste Zelle = dieses Mal erhaltene voraussichtliche Sendezeit für die Zelle + Sendeintervallwert
  • Wenn auch nach dem Senden von Zellen für VC(i,j) noch Zellen (Zellen im Übertragungswartezustand) in den VC-Warteschlangen verbleiben, ist es natürlich, dass die nächste voraussichtliche Sendezeit berechnet werden sollte. Die nächste voraussichtliche Sendezeit wird jedoch auch berechnet, wenn die VC-Warteschlangen leer sind (es liegen keine Zellen im Übertragungswartezustand vor). Dies ist erforderlich, um das vereinbarte Band einzuhalten und die entsprechende Zelle zu senden, auch wenn die Zellen für VC(i,j) zum Beispiel mit dem Empfangstakt für die nächste Zelle empfangen werden.
  • Im Übrigen kann die voraussichtliche Sendezeit für die nächste Zelle wie folgt festgelegt werden, um das Senden jeder Zelle zu allen Zeiten zu ermöglichen, wenn kein Vertrag im Hinblick auf eine Übertragungsbandbreite in der VC mit der Dienstklasse UBR abgeschlossen worden ist: Voraussichtliche Sendezeit für die nächste Zelle = dieses Mal erhaltene voraussichtliche Sendezeit für die Zelle + 1
  • Wenn noch Zellen in den VC-Warteschlangen verbleiben, wird die VLD auf '1' gesetzt. Wenn die VC-Warteschlangen leer sind, wird die VLD auf '0' gesetzt. Die Berechnung der jeweiligen vorstehend genannten voraussichtlichen Sendezeit ist identisch mit der für VP.
  • Prozess 6 (Sortierprozess beim Senden einer Zelle):
  • Dieser Prozess kann in folgende drei Schritte unterteilt werden.
    • Prozess 6-1: VC-Sortierprozess beim Senden einer Zelle
    • Prozess 6-2: Ändern der voraussichtlichen VP-Sendezeit beim Senden einer Zelle
    • Prozess 6-3: VP-Sortierprozess beim Senden einer Zelle
  • Diese Prozesse werden in den Zeiten ausgeführt, die mit den Bezugszeichen 513 bis 515 in 5 bezeichnet sind. Die Einzelheiten des Sortierens sind dieselben wie beim Empfang einer Zelle.
  • Weil die Möglichkeit besteht, dass sich die Interims-Sende-VC und der Interims-Sende-VP ändern, wenn die voraussichtliche Sendezeit für die Zelle geändert wird, führen die Binärbaum-VC-Sortierschaltung 136 bzw. die Binärbaum-VP-Sortierschaltung 146 ein Sortieren durch (siehe 413 bis 415 in 4).
  • Die den Prozessen 1 bis 6 entsprechenden Prozesse werden innerhalb einer Prozesszeit für eine Zelle durchgeführt und ab Prozess 1 wiederholt.
  • Ein Verfahren zur Verwaltung der im VP-Sortierspeicher 147 enthaltenen VP-Sortierinformationen und der im VC-Sor tierspeicher 137 enthaltenen Informationen wird nachstehend anhand von 6 und 7 beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Anzahl der unterstützten VP definiert als M (= m-te Potenz von 2), und die Anzahl der in einem Bündel in dem jeweiligen VP zusammengefassten VC ist definiert als N (= n-te Potenz von 2).
  • 6 zeigt die Beziehung zwischen einem Speicherformat des VP-Sortierspeichers 147 und einem Binärbaum für VP. Die Beziehung zwischen den jeweiligen Elementen des Binärbaums für VP und den Adressen des VP-Sortierspeichers 147 ist nachstehend beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind die Adressen in Form von Binärzahlen (m + 1 Bit) angegeben.
    • R1: Eine Adresse entsprechend der Wurzel des Binärbaums ist als eine Adresse „000...001" angegeben.
    • R2: Adressen: Eine Adresse für einen Master, der einem als eine Adresse „xyy...yyz" angegebenen Element entspricht, ist als eine Adresse „0xy...yyy" angegeben, und Adressen für zwei Slaves sind jeweils als eine Adresse „yyy...yzo" bzw. eine Adresse „yyy...yz1" angegeben.
  • Wenn Informationen sukzessiv entsprechend den Regeln R1 und R2 gespeichert werden, werden Adressen, die den Blättern des Binärbaums entsprechen, an Adressen gespeichert, die von einer Adresse „100...000" bis zu einer Adresse „111...111" reichen (entsprechend der m-ten Potenz von 2 = M insgesamt).
  • Ein Adressgenerator für einen Speicherzugriff beim Sortieren kann einfach konfiguriert werden, indem die Adressen im Speicher entsprechend den Regeln verwaltet werden. Im Einzelnen handelt es sich bei dem mit Adresse „xyy....yyz" zu vergleichenden Partner am anderen Ende um Informationen, die an einer Adresse „xyy...yy(z)" gespeichert sind, wobei (z) das Reziprok des Werts z angibt und das Ergebnis des Vergleichs in eine Adresse „0xy...yyy" geschrieben wird.
  • Daher kann das Sortieren der M Elemente durch m Verschiebeoperationen und m Invertierungsoperationen ausge führt werden. Ein Speicherdiagramm des VP-Sortierspeichers 147 mit acht VP (m = 3) ist als Beispiel in 6 gezeigt. Wie vorstehend erwähnt, sind eine VP-Kennnummer 600, eine voraussichtliche VP-Sendezeit 601 und die VLD 602 für die VP im VP-Sortierspeicher 147 enthalten.
  • Während das Verfahren zur Verwaltung der VP-Sortierinformationen anhand von 6 beschrieben worden ist, kann die Verwaltung der VC-Sortierinformationen in genau der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden.
  • 7 zeigt ein Speicherdiagramm des VC-Sortierspeichers 137, wenn vier Dienstklassen in zwei VP (m = 1) unterstützt werden. Der VC-Sortierspeicher 137 enthält die VC-Sortierinformationen in der gleichen Weise wie der VP-Sortierspeicher 147, unterscheidet sich jedoch nur darin, dass das Sortieren beendet wird, wenn eine VC für jeden VP und jede Dienstklasse ausgewählt ist. Im vorliegenden Beispiel wird das Sortieren abgeschlossen, wenn acht VC ausgewählt worden sind.
  • Während bei der Ausführungsform die Informationen über die voraussichtliche VC-Sendezeit auf die voraussichtliche VP-Sendezeit reflektiert werden, um die Nutzung der vereinbarten Bandbreite für denselben VP und die Bandbreite für die Leitung entsprechend der Funktion des VP-Zeitüberprüfers 143 für die voraussichtliche Sendezeit zu maximieren, können die voraussichtliche VP-Sendezeit und die voraussichtliche VC-Sendezeit auch vollkommen unabhängig voneinander berechnet werden. In diesem Fall wird angenommen, dass, während die gegenwärtige Zeit die voraussichtliche VP-Sendezeit erreicht hat, wie vorstehend beschrieben, die Sendezeit für denselben VP übersprungen wird, wenn die gegenwärtige Zeit die voraussichtliche VC-Sendezeit nicht erreicht, weil das Warten auf das Erreichen der gegenwärtigen Zeit für die voraussichtliche VC-Sendezeit die Verfügbarkeit der Leitungsbandbreite deutlich verringert. In diesem Fall ist die Übertragungsbandbreite für denselben VP etwas verringert. Weil jedoch das VC-Sortieren und das VP-Sortieren parallel ausgeführt werden können, wie in dem Zeitdiagramm in 11 gezeigt, kann die zur Ausführung des Sortierens erforderliche Prozesszeit deutlich verringert werden. Wenn die Anzahl (= M) der unterstützten VP und die Anzahl (= N) der in dem Bündel in dem jeweiligen VP zusammengefassten VC ungefähr gleich sind, kann die zur Ausführung des Sortierens erforderliche Zeit maximal auf die Hälfte reduziert werden.
  • Während die Ausführungsform den Fall zeigt, bei dem der Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung auf das ATM-Quellsystem angewendet wird, kann der Verkehrsformer an wichtigen Punkten innerhalb des Netzwerks angeordnet werden, zum Beispiel an jedem Relaispunkt vom privaten Netzwerk zum öffentlichen Netzwerk, zusätzlich zu dem ATM-Quellsystem.
  • 12 zeigt den Aufbau einer ATM-Vermittlung oder eines Vermittlungssystems 301, die bzw. das an ein öffentliches ATM-Netzwerk 340 angeschlossen ist, in dem der Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • Das ATM-Vermittlungssystem 301 umfasst die Leitungsschnittstellen 320 bzw. 321, die den ATM-Terminals 330 und 331 entsprechen, einen Schalter 310, eine Leitungsschnittstelle 325 für das öffentliche ATM-Netzwerk 340, einen Verkehrsformer 100 entsprechend dem öffentlichen ATM-Netzwerk und ein Lichtmodul 375.
  • Ein Verkehrsformer eines Bündelnetzsystems, in dem die Verkehrsformung für mehrere Leitungen von einem Verkehrsformer durchgeführt wird, wird als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 13 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines ATM-Vermittlungssystems, in dem ein Verkehrsformer als die Verkehrsformungsvorrichtung oder der Verkehrsformer für das Bündelnetzsystem angewendet wird. An den Terminals 332 und 333 erzeugte Zellenströme werden über die Leitungsschnitt stellen 322 und 323 des ATM-Vermittlungssystems 302 in einen Schalter 311 eingegeben. Auch wenn eine der Leitungen für Ausgabeziele durch den Schalter 311 bestimmt wird, wird jede Zelle vorübergehend an einen Verkehrsformer 101 übertragen. Der Verkehrsformer 101 übernimmt das in der ersten Ausführungsform ausgeführte VP-Sortieren zum Leitungssortieren und führt genau dieselbe Operation durch.
  • Jede von dem Verkehrsformer 101 ausgegebene Zelle wird von den Leitungsschnittstellen 326 und 327 für die jeweiligen Ausgangsleitungen erneut durch den Schalter 311 an das öffentliche ATM-Vermittlungssystem 340 übertragen. Wenn die von dem Verkehrsformer 101 ausgegebene Zelle in einem Zellenpuffer des Schalters gespeichert wird, verliert die ausgeführte Verkehrsformung ihre Bedeutung. Daher muss die von dem Verkehrsformer 101 gesendete Zelle mit höchster Priorität an das Netzwerk übertragen werden.
  • Außerdem kann eine VP-Formungsvorrichtung oder ein Verkehrsformer unter Verwendung eines Bündelnetzsystems als eine dritte Ausführungsform konfiguriert werden, die durch Anwendung der Verkehrsformer nach der ersten und zweiten Ausführungsform in Kombination aufgebaut ist.
  • Der vorliegende Verkehrsformer ist in der Struktur exakt identisch mit dem in 13 gezeigten Verkehrsformer. Der Verkehrsformer 101 führt die Verkehrsformung jedoch in drei Stufen der Formung in VC-Einheiten, der Formung in VP-Einheiten und der Formung in Leitungseinheiten durch. Eine Kombination aus einem Rechner für die voraussichtliche Sendezeit und einer Sortierschaltung ist für jede VC-, VP- und Leitungseinheit vorgesehen. Wenn alle in einen sendefähigen Zustand gebracht sind, sendet der Verkehrsformer die entsprechende Zelle ausgehend davon. In einer Weise ähnlich der zweiten Ausführungsform muss jede von dem Verkehrsformer 101 zu sendende Zelle mit höchster Priorität an das öffentliche ATM-Vermittlungssystem 340 übertragen werden.
  • Während vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf das ATM-Netzwerk beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das ATM-Verfahren beschränkt. Die Verkehrsformung kann in derselben Weise wie vorstehend beschrieben auch an einem Paket variabler Länge ausgeführt werden.
  • Als Nächstes wird ein Verkehrsformer für ein IP-Paket als eine vierte Ausführungsform beschrieben. Die Länge des IP-Pakets beträgt maximal 64 Kilobyte.
  • 15 zeigt ein Diagramm mit einem Beispiel für den Aufbau eines Routers.
  • Der Router 1500 umfasst die Netzwerkschnittstellen 1520 und 1530, die jeweils einem Paketübertragungsnetzwerk 1 (1550) und einem Paketübertragungsnetzwerk 2 (1551) entsprechen, und eine Routing-Einheit 1510 zum Bestimmen jedes Ziels durch Bezugnahme auf den Kopf eines IP-Pakets und Senden des IP-Pakets an die dem Ziel entsprechende Netzwerkschnittstelle. Außerdem umfasst jede der Netzwerkschnittstellen 1520 und 1530 einen Verkehrsformer 1400 und ein Lichtmodul 1522, um ein Paket in ein Signal entsprechend einer physikalischen Leitung wie zum Beispiel einer Glasfaser umzuwandeln und ausgehend davon zu senden. Eine inverse Transformation davon wird auch von dem Lichtmodul durchgeführt.
  • 14 zeigt ein Blockdiagramm mit dem Aufbau des in 15 gezeigten Verkehrsformers 1400 für IP-Pakete.
  • Der IP-Paket-kompatible Verkehrsformer 1400 nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Verkehrsformer nur darin, dass der Prozess für die ATM-Zelle durch den Verkehrsformer 100 in einen Prozess für das IP-Paket geändert ist und eine Paketlängen-Identifizierungsschaltung 1499 zum Identifizieren von in jedem IP-Paketkopf angegebenen IP-Paketlängeninformationen, wenn die Paketpuffer-Lesesteuerung 1414 ein IP-Paket aus dem Paketpuffer ausliest, hinzugefügt ist.
  • Die identifizierte Paketlänge wird verwendet, um die voraussichtlichen Sendezeiten durch eine Berechnung 1431 für die voraussichtliche Sendezeit mit Priorität einer Be rechnungseinheit 1430 für eine erste voraussichtliche Sendezeit und einen Rechner 1441 für die voraussichtliche vereinbarte Sendezeit einer Berechnungseinheit 1440 für die voraussichtliche vereinbarte Sendezeit zu berechnen.
  • 16 zeigt den Aufbau einer Bandsteuerung für jedes IP-Paket durch den Verkehrsformer 1400.
  • Die empfangenen IP-Pakete werden an Warteschlangen weitergegeben, die für alle Ziele und alle Paketprioritäten in einer Prioritätssteuerung 15210 festgelegt sind, und in Warteschlangen in einem Paketpuffer 15211 eingereiht. Bei der Paketübertragung wählt eine erste Leseschaltung 15213 ein Ziel aus, das in einem Übertragung-erlaubt-Zustand ist (das heißt wählt eines von mehreren möglichen Zielen in 16 aus). Eine zweite Leseschaltung 15212 entsprechend dem ausgewählten Ziel führt eine Prioritätssteuerung in der Sendereihenfolge der Pakete durch, um dadurch IP-Pakete aus dem Paketpuffer in absteigender Prioritätsreihenfolge auszulesen, und überträgt das IP-Paket an das Lichtmodul 1522. Auf diese Weise werden die Pakete in absteigender Prioritätsreihenfolge an Ziele übertragen, die in einem sendefähigen Zustand sind.
  • Wenn die jeweiligen in 16 gezeigten Schaltungen mit den in 14 gezeigten Schaltungen korreliert werden, kann eine in 16 gezeigte Prioritätssteuerung 15210 als eine in 14 gezeigte Paketpuffer-Schreibsteuerung 1413 realisiert werden, die in 16 gezeigte zweite Leseschaltung 15212 kann als eine in 14 gezeigte erste Sortiereinheit 1435 realisiert werden, und die in 16 gezeigte erste Leseschaltung 15213 kann als eine in 14 gezeigte Vertragssortiereinheit 1445 realisiert werden.
  • Die nachfolgenden Prozesse entsprechend den Prozessen 1 bis 6 werden in ähnlicher Weise wie für die ATM-Zellen durchgeführt, um das jeweilige IP-Paket zu senden und zu empfangen.
    • Prozess 1: Prozess zum Bestimmen des Empfangs eines Pakets
    • Prozess 2: Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit bei Empfang eines Pakets
    • Prozess 3: Sortierprozess bei Empfang eines Pakets
    • Prozess 4: Prozess zum Auswählen des Pakets zum Senden
    • Prozess 5: Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit beim Senden eines Pakets
    • Prozess 6: Sortierprozess beim Senden eines Pakets
  • Die Prozesse 2 bis 4 und der Prozess 6 sind dieselben wie für die ATM-Zelle mit einer festen Länge.
  • Der Prozess zum Bestimmen des empfangenen Pakets (Prozess 1) und das Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit (Prozess 5) werden nachstehend erläutert.
  • Prozess 1 (Prozess zum Bestimmen des Empfangs eines Pakets):
  • Im Falle der ATM-Zelle sind die VPI (virtuelle Pfadkennung) und die VCI (virtuelle Verbindungskennung) im Kopf jeder Zelle angegeben. Daher war es möglich, auf der Grundlage dieser Informationen den VP oder die VC zu bestimmen, zu der die entsprechende Zelle gehörte. Im Falle des IP-Pakets können jedoch andererseits Vertragseinheiten, die den VP beim ATM-Verfahren entsprechen, unter denen ein Benutzer einen Vertrag mit einem Netzwerk abschließt, mit der Kombination von Übertragungsquelladressen und Zieladressen assoziiert werden, die im Kopf der jeweiligen IP-Pakete angegeben sind. Die Priorität jedes Pakets, die den VC beim ATM-Verfahren entspricht, ist in den Bits 0 bis 2 eines Felds TOS (Diensttyp) des IP-Paketkopfes angegeben.
  • In dem Verkehrsformer nach der vorliegenden Erfindung sieht die Paketpuffer-Schreibsteuerung 1413 in den Köpfen der empfangenen IP-Pakete nach, um das Ziel und die Priorität für jedes empfangene Paket zu bestimmen, und reiht die Pakete in Warteschlangen für alle Ziele und alle Prioritäten im Paketpuffer 1411 ein.
  • Prozess 5 (Berechnen der voraussichtlichen Sendezeit beim Senden eines Pakets):
  • Nach Empfang eines Paketsendesignals 93 berechnen die Berechnung 1431 für die voraussichtliche Sendezeit mit Priorität und der Rechner 1441 für die voraussichtliche vereinbarte Sendezeit die voraussichtlichen Sendezeiten für das nächste Paket entsprechend einer vereinbarten Bandbreite in einer Weise ähnlich wie für ATM-Zellen. Dabei können Übertragungs- oder Sendeintervalle mit einem festen Wert nicht verwendet werden, weil die Paketlänge im Unterschied zu ATM-Zellen variabel ist.
  • In 17 zeigt (1) eine Folge von Paketen 1700, 1701 und 1702, die jeweils eine kurze Paketlänge aufweisen und mit einem festen Sendeintervall gesendet werden, während (2) eine Folge von Paketen 1710, 1711 und 1712 zeigt, die jeweils eine relativ lange Paketlänge aufweisen und mit demselben festen Sendeintervall gesendet werden. Bei Vergleich der Fälle (1) und (2) ist zu erkennen, dass im Fall (2) die Anzahl der gesendeten Bytes erhöht werden kann. Wenn eine Verkehrsformung an Paketen variabler Länge vorgenommen wird, ist es daher nötig, einen Prozess zum Variieren des jeweiligen Sendeintervalls entsprechend der Paketlänge vorzusehen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Paketlängen-Identifizierungsschaltung 1499 zum Identifizieren der Paketlänge vorgesehen. Die Paketlängen-Identifizierungsschaltung 1499 nimmt Bezug auf die Paketlängeninformation, die in jedem IP-Paketkopf angegeben ist, wenn die Paketpuffer-Lesesteuerung 1414 das IP-Paket aus dem Paketpuffer 1411 ausliest. Die von der Paketlängen-Identifizierungsschaltung 1499 ermittelte Paketlängeninformation 91 wird an den Rechner 1431 für die voraussichtliche Sendezeit mit Priorität und den Rechner 1441 für die voraussichtliche vereinbarte Sendezeit gesendet.
  • Nach Empfang der Paketlängeninformation 91 führen der Rechner 1431 für die voraussichtliche Sendezeit mit Priori tät und der Rechner 1441 für die voraussichtliche vereinbarte Sendezeit zum Beispiel die folgende Berechnung durch und bestimmen ein Sendeintervall, das für die Berechnung der jeweiligen voraussichtlichen Sendezeit verwendet wird. Sendeintervall = (Referenz-Sendeintervall) × (Länge des gesendeten IP-Pakets)wobei das Referenz-Sendeintervall die erforderliche Zeit zum Senden eines Bytes in einer Formungs-Bandbreite angibt. Außerdem ist die Einheit zur Angabe der Länge des gesendeten IP-Pakets die Anzahl von Bytes. Eine solche Berechnung ermöglicht die Berücksichtigung oder den Ausgleich von Schwankungen aufgrund des Unterschieds zwischen der Anzahl von Bytes in den gesendeten Paketen.
  • Bei Verwendung des Verkehrsformers für das ATM-Verfahren kann das Sendeintervall für jede ATM-Zelle anhand der nachstehenden Gleichung als Referenz berechnet werden. Sendeintervall = (Sendeintervall der ATM-Zelle basierend auf der vereinbarten Bandbreite) × (Länge des gesendeten IP-Pakets)/53wobei die IP-Paketlänge durch eine Byte-Einheit angegeben ist.
  • Aufgrund der Normalisierung, die beim Senden eines IP-Pakets mit kurzer Paketlänge auf diese Weise an 53 Bytes ausgeführt wird, kann die Zeit zwischen dem Senden des IP-Pakets und dem Senden des nächsten Pakets verkürzt werden, während beim Senden eines IP-Pakets mit langer Paketlänge die Zeit zwischen dem Senden des IP-Pakets und dem Senden des nächsten Pakets verlängert werden kann. Somit kann das entsprechend dem vereinbarten Band festgelegte Paketsendeintervall unabhängig von der Paketlänge verkürzt werden, und in dem vereinbarten Band kann eine effiziente Übertragung durchgeführt werden.
  • Während die Prioritätssteuerung in dem vereinbarten Band durchgeführt wird, basierend auf den Prioritäten der IP-Pakete in dem vorstehenden Beispiel, können Informationen wie zum Beispiel die Forderung nach einer geringen Ver zögerung (drittes Bit), die Forderung nach einem hohen Durchsatz (viertes Bit), Informationen mit hoher Zuverlässigkeit (fünftes Bit) des Felds TOS usw. verwendet werden.
  • Während das Beispiel die Ausführungsform zur Durchführung der Verkehrsformung in zwei Stufen zeigt, kann die Anzahl der Stufen für die Verkehrsformung auch drei oder mehr betragen. Im Falle des ATM-Verfahrens kann zum Beispiel die dreistufige Formung für eine VP-Bandbreite (dritte Stufe) und eine VC-Bandbreite (zweite Stufe) zu der Zeit verwendet werden, wenn mehrere Prioritätsklassen innerhalb der VC vorgesehen werden sollen, und für eine Bandbreite (erste Stufe) in einer In-VC-Prioritätsklasse. Aufgrund dieser Ausführung der Bandsteuerung kann die innerhalb der VC liegende Bandbreite fein gesteuert werden, wenn ein Benutzer mehrere Anwendungen hoher Ordnung in derselben VC verwaltet.
  • Ein weiteres Beispiel der dreistufigen Formung kann für eine Benutzerbandbreite (dritte Stufe), eine VP-Bandbreite (zweite Stufe) und eine VC-Bandbreite (erste Stufe) zu der Zeit verwendet werden, wenn mehrere Benutzer mehrere VP benutzen wollen. Außerdem wird eine vierstufige Formung zum Beispiel für eine Benutzerbandbreite (vierte Stufe), eine VP-Bandbreite (dritte Stufe), eine VC-Bandbreite (zweite Stufe) und eine Bandbreite (erste Stufe) in einer In-VC-Prioritätsklasse usw. verwendet.
  • Bei der Verkehrsformung mit n Stufen (wobei n eine natürliche Zahl ist) im Allgemeinen sind Berechnungseinheiten für eine voraussichtliche Sendezeit und Sortiereinheiten in n Paaren vorgesehen, und ein Prozess, der mit dem für die zweistufige Formung beschriebenen Prozess identisch ist, kann durchgeführt werden. Im Einzelnen berechnen die jeweiligen Berechnungseinheiten für die voraussichtliche Sendezeit und die Sortiereinheiten jeweils unabhängig voraussichtliche Sendezeiten und ändern die voraussichtlichen Sendezeiten nach Bedarf entsprechend einer voraussichtlichen Sendezeit nach einem untergeordneten Konzept (VP: übergeordnetes Konzept und VC: untergeordnetes Konzept im Falle von VP und VC), gefolgt vom Sortieren der voraussichtlichen Sendezeiten. Eine Sendesteuerung nimmt Bezug auf die Sortierergebnisse der Sortiereinheiten im Hinblick auf das am höchsten übergeordnete Konzept und sendet eine Zelle aus der entsprechenden VC nur, wenn alle Sortiereinheiten in einem sendefähigen Zustand sind.
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann, wie vorstehend beschrieben, ein Verkehrsformer bereitgestellt werden, bei dem, wenn ein Vertrag mit dem öffentlichen ATM-Netzwerk in VP-Einheiten abgeschlossen ist, das vereinbarte Band für VP effektiv genutzt werden kann, während das vereinbarte Band für den VP eingehalten wird, und die Prioritätssteuerung kann zwischen mehreren VC innerhalb desselben VP durchgeführt werden. Es ist auch möglich, einen Verkehrsformer bereitzustellen, der eine Verkehrsformung für mehrere Ausgangsleitungen mit einem Verkehrsformer durchführen kann. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf das ATM-Verfahren beschränkt und kann eine Verkehrsformung auch für Pakete mit variabler Länge durchführen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist diese Beschreibung nicht als einschränkend zu verstehen. Für den Fachmann sind aus dieser Beschreibung verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen sowie weitere Ausführungsformen ersichtlich. Daher ist vorgesehen, dass die anliegenden Ansprüche alle derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen, soweit sie unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims (5)

  1. Paketkommunikationsvorrichtung zur Verbindung mit einem Paketübertragungsnetzwerk, aufweisend: einen Paketpuffer (1411) zum vorübergehenden Speichern jedes empfangenen Pakets, eine Berechnungseinheit (1430) für eine erste voraussichtliche Sendezeit, um für jede Paketpriorität eine erste voraussichtliche Paketsendezeit zu berechnen, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer für die jeweilige Paketpriorität bestimmten Bandbreite festgelegt ist, und eine erste Sortiereinheit (1435) zum Auswählen einer Paketpriorität, für die die von der Berechnungseinheit für die erste voraussichtliche Sendezeit berechnete erste voraussichtliche Paketsendezeit am frühesten ist, gekennzeichnet durch eine Berechnungseinheit (1440) für eine zweite voraussichtliche Sendezeit, um für jedes Paketübertragungsziel eine zweite voraussichtliche Paketsendezeit zu berechnen, zu der ein Sendeintervall eingehalten wird, das entsprechend einer für das jeweilige Paketübertragungsziel vereinbarten Bandbreite festgelegt ist, eine zweite Sortiereinheit (1445) zum Auswählen eines Paketübertragungsziels, für das die von der Berechnungseinheit für die zweite voraussichtliche Sendezeit berechnete zweite voraussichtliche Paketsendezeit am frühesten ist, und eine Sendesteuerung (1420), um zu bestimmen, ob ein Paket, das zum von der zweiten Sortiereinheit ausgewählten Paketziel gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung eines Pakets für das ausgewählte Ziel erlaubt ist, zu bestimmen ob ein Paket, das zu der von der ersten Sortiereinheit ausgewählten Paketpriorität gehört, gesendet werden kann; wenn die Übertragung eines Pakets der ausgewählten Priorität erlaubt ist, ein entsprechendes Paket mit der ausgewählten Priorität und dem ausgewählten Ziel aus dem Paketpuffer aus zulesen und das entsprechende Paket ausgehend davon zu senden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Einrichtung zum Gewinnen einer Paketlängeninformation, die im Kopf eines Pakets angegeben ist, wenn das Paket aus dem Paketpuffer (1411) ausgelesen wird, wobei die Berechnungseinheit (1430) für die erste voraussichtliche Sendezeit eine erste voraussichtliche Paketsendezeit berechnet, indem ein Sendeintervall verwendet wird, das proportional zu der Paketlängeninformation ist, und die Berechnungseinheit (1440) für die zweite voraussichtliche Sendezeit eine zweite voraussichtliche Paketsendezeit berechnet, indem ein Sendeintervall verwendet wird, das proportional zur Paketlängeninformation ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Einrichtung, um darin ein Entscheidungsbit zu speichern, das für jede Paketpriorität angibt, ob im Paketpuffer ein Paket im Übertragungswartezustand vorliegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Einrichtung, um darin ein Entscheidungsbit zu speichern, das für jedes Paketübertragungsziel angibt, ob im Paketpuffer ein Paket im Übertragungswartezustand vorliegt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend: einen Zeitüberprüfer, um die erste voraussichtliche Paketsendezeit als zweite voraussichtliche Paketsendezeit zu verwenden, wenn sich die erste voraussichtliche Paketsendezeit, die einer von der ersten Sortiereinheit ausgewählten Paketpriorität entspricht, in der Zukunft vor der zweiten voraussichtlichen Paketsendezeit befindet, die von der Berechnungseinheit für die zweite voraussichtliche Sendezeit berechnet wurde, und wenn ein Entscheidungsbit für das Vorliegen eines Pakets entsprechend der von der ersten Sortiereinheit ausgewählten Paketpriorität gesetzt ist.
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