NL9400265A

NL9400265A - Inrichting voor het bewaken van een ATM systeem.

Info

Publication number: NL9400265A
Application number: NL9400265A
Authority: NL
Inventors: Andre Henk Roosma; Jacob Cornelis Van Der Wal; Wilhelmina Marchien Ten Wolde
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-10-02
Also published as: EP0674458A1; CA2143046A1; DE69529360T2; AU1235495A; ATE231317T1; AU689836B2; ES2188633T3; EP0674458B1; DE69529360D1; JPH08102748A; CA2143046C; US5581546A

Description

Inrichting voor het bewaken van een ATM systeem ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van een meetwaarde bij het arriveren van een ATM cel die deel uitmaakt van een ATM cellenstroom in een ATM systeem. Een dergelijke inrichting is ondermeer bekend uit de Europese octrooiaanvrage EE-381275 ten name van aanvraagster. Deze wordt gebruikt voor het beschermen van een ATM systeem tegen ontoelaatbare overschrijdingen van de nominale (maximum) cel rates die aan de aangeboden celstromen (virtuele kanalen) zijn toegewezen. De bekende inrichting maakt gebruik van een zogeheten 'leaky bucket'-mechanisme. Een probleem dat bij de transmissie van ATM cellen optreedt is dat, als gevolg van de individuele manipuleerbaarheid ervan, de cellen een vrij grote variatie in aankomsttijd kunnen hebben (Cell Delay Variation). Voor zover deze variatie het gevolg is van manipulaties in het transmissiesysteem zelf —zoals in switches en buffers (zie ondermeer de Europese octrooiaanvrage EP-450708 ten name van aanvraagster)— mag deze er niet toe leiden dat cellen worden afgewezen. Anderzijds moeten celreeksen die die nominale cel rate wel (substantieel) overschrijden door de schuld van de gebruikers, wel worden geweigerd voor verdere transmissie (of bijvoorbeeld gemarkeerd worden, zoals Europese octrooi 0 275 678 ten name van AT&T aangeeft). Het genoemde 'leaky bucket'-mechanisme bezit te weinig vrijheidsgraden om de celstroom zo nauwkeurig te monitoren dat uit de verkregen meetwaarde met een redelijke waarschijnlijkheid kan worden afgeleid of een (tijdelijke) cel rate verhoging het gevolg is van een onvermijdelijke, door het transmissiesysteem geïnduceerde variatie, of het gevolg van een (wel te vermijden) te hoge cel rate van de zijde van de systeemgebruikers.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding beoogt aldus een verbeterde inrichting te bieden voor het bepalen van een meetwaarde bij het arriveren van een ATM cel die deel uitmaakt van een ATM cellenstroom in een ATM systeem, welke inrichting er in zijn algemeenheid door wordt gekenmerkt dat de meetwaarde (CVn) een functie is van een aan die arriverende cel toegewezen referentie-aankomsttijdstip (RATn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van die cel, welk referentie-aankomsttijdstip (RATn) een functie is van het referentie-aankomsttijdstip (RATn_p) van tenminste één voorgaande cel en van het feitelijke aankomsttijdstip (ATn,p) van diezelfde tenminste ene voorgaande cel, een

en ander in formule-vormj

Op deze wijze behoeven steeds slechts het referentie-aankomsttijdstip (RATn.p) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn_p) van één voorgaande cel (of eventueel enkele voorgaande cellen, bijvoorbeeld de cellen n-1 tot n-5) tijdelijk in een buffer te worden opgeslagen, terwijl toch alle feitelijke aankomsttijdstippen van de gehele celstroom invloed uitoefent op het referentie-aankomsttijdstip van de laatst gearriveerde cel en daarmee op de gevraagde meetwaarde, immers elk referentie-aankomsttijdstip wordt berekend uit een voorgaand feitelijk aankomsttijdstip en een voorgaand referentie-aankomsttijdstip; dat voorgaande referentie-aankomsttijdstip werd berekend uit een weer daarvoor liggend feitelijk aankomsttijdstip en referentie-aankomsttijdstip, etc.,etc.,etc. Het referentie-aankomsttijdstip dient als het ware als transportmedium om de invloed van de achterliggende (feitelijke) aankomsttijdstippen naar het heden te propageren. Over het algemeen zullen, zoals hierna wordt aangegeven, de parameters die de invloed van de achterliggende aankomsttijden op de meest recente referentie-aankomsttijd regelen, zo gekozen worden dat de aankomsttijdstippen van oude cellen minder invloed op de meest recente referentie-aankomsttijd hebben dan de jongere cellen.

In feite maakt het niet uit of de genoemde aankomsttijdstippen in absolute waarden worden uitgedrukt, bijvoorbeeld gerelateerd aan eenzelfde beginwaarde (T=0), of dat zij worden uitgedrukt in, aan elkaar gerelateerde, intervaltijden.

Indien de aankomsttijden in absolute waarden worden uitgedrukt, wordt een nadere uitwerking van de uitvinding er bij voorkeur door gekenmerkt dat de meetwaarde (CVn) evenredig is met het verschil tussen het referentie-aankomsttijdstip (RATn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van de arriverende cel, en het referentie-aankomsttijdstip (RATn) evenredig is met het referentie-aankomsttijdstip (RATn_p) van een voorgaande cel en evenredig met het feitelijke aankomsttijdstip (ATn.p) van diezelfde voorgaande cel en vermeerderd wordt met de inverse waarde (T) van een aan de ATM cellenstroom toegewezen nominale cel rate, een en ander in formule-vorm:

C2 en C3 evenredigheidsfactoren voorstellen.

Indien de aankomsttijden in aan elkaar gerelateerde waarden worden uitgedrukt, wordt een nadere uitwerking van de uitvinding er bij voorkeur door gekenmerkt dat de meetwaarde (CVn) evenredig is met het verschil tussen het referentie-aankomsttijdstip (RAIn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van de arriverende cel, en het referentie-aankomsttijdstip (RATn) evenredig is met de meetwaarde (CVnp) van een voorgaande cel en vermeerderd wordt met de inverse waarde (T) van een aan de ATM cellenstroom toegewezen nominale cel rate, een en ander in formulevorm:

, waarin Cj en C2 evenredigheidsfactoren voorstellen.

In beide gevallen wordt de (absolute of relatieve) referentie-aankomsttijd van een cel bepaald uit de referentie-aankomsttijd en de feitelijke aankomsttijd van een voorgaande —bijvoorbeeld de laatste (p=l)— cel. Daar de referentietijd van die voorgaande cel ook weer was bepaald uit een voorgaande (etc.,etc.) is het thans mogelijk om de 'aankomsttijd-historie' van de celstroom een rol te laten spelen in het beoordelen van het gedrag van de celstroom en kunnen daaruit conclusies worden getrokken ten aanzien van de oorzaak van (kortere of langere) overschrijdingen van de nominale cel rate. De mate waarop oudere en jongere voorgaande cellen invloed uitoefenen op het meest recente referentie-aankomsttijdstip, wordt bepaald door de evenredig-heidsfactoren C2 en C3. Ook is het mogelijk om deze factoren C2 en C3 automatisch te laten variëren onder invloed van bijvoorbeeld de gemiddelde aankomsttijd-deviatie of andere van het celstroomgedrag afgeleide variabelen. Bijvoorbeeld kan op deze wijze een op zeker moment gedetecteerde gedragswijziging in de celstroom, nauwkeuriger worden onderzocht door na het constateren van die gedragswijziging de detectieparameters, de evenredigheidsfactoren C2 en C3, te wijzigen; als het ware kan aldus worden 1 ingezoomd1 op die gedragswijziging, waardoor een nauwkeuriger conclusie ten aanzien van zijn oorzaak kan worden getrokken.

UITVOERINGSVOORBEELDEN

Figuur 1 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een meet- en bewakingsinrichting volgens de uitvinding, waarin de methode van de uitvinding wordt uitgevoerd. Er wordt gebruik gemaakt van de absolute aankomsttijden.

De in figuur 1 getoonde meet- en bewakingsinrichting omvat een uitleesorgaan 1, een schakelorgaan 2, een zestal geheugenorganen 3, 5, 7, 9, 11 en 13, een tijdaanduidingsorgaan 4 en een processor bestaande uit een viertal rekenorganen 6, 10, 12, 14 en een vergelijkingsorgaan 8.

Aan een ingang A van de meet- en bewakingsinrichting arriveren achtereenvolgens datacellen die een besturingswoordgroep en een informatiewoordgroep omvatten. Daar bevindt zich het uitleesorgaan 1 dat het kanaalnummer afleidt uit de besturingswoordgroep. De datacel zelf wordt doorgezonden naar het schakelorgaan 2, waar de datacel tijdelijk wordt opgeslagen totdat een beslissing is genomen over het al dan niet doorlaten van die datacel naar uitgang B van het schakelorgaan 2, waarop een (niet getoond) achterliggend transmissienetwerk is aangesloten.

Het door 1 afgeleide kanaalnummer dient als index waarmee de geheugenorganen 3, 5, 7, 9, 11, 13 de parameters en variabelen leveren die specifiek zijn voor het desbetreffende kanaal. Het eerste geheugenor-gaan 3 levert een aanduiding van de resolutie waarmee door het tijdaanduidingsorgaan 4 de tijd moet worden bepaald. Het tweede geheugenorgaan 5 levert een aanduiding van het referentietijdstip van de datacel met het betreffende kanaalnummer zoals berekend na afloop van de voorgaande datacel met datzelfde kanaalnummer. Met het eerste rekenorgaan 6 wordt vervolgens bepaald wat het verschil is tussen het aankomstmoment a(n) van de laatst gearriveerde datacel en het voor die cel geldende referentiemoment c(n). In geval van metingen kan de aldus verkregen meetwaarde naar buiten worden gevoerd voor opslag, bijvoorbeeld samen met de kanaalaanduiding van de cel.

Vervolgens wordt als volgt het referentietijdstip bepaald voor de volgende datacel met het betreffende kanaalnummer. Door het vierde geheugenorgaan 9 wordt een eerste constante waarde C2 geleverd. In het tweede rekenorgaan 10 wordt deze waarde vermenigvuldigd met het eerder uit geheugenorgaan 5 opgehaalde referentietijdstip RATn. Door het vijfde geheugenorgaan 11 wordt een tweede constante waarde C3 geleverd.

In het derde rekenorgaan 12 wordt deze waarde vermenigvuldigd met het eerder uit het tijdaanduidingsorgaan 4 verkregen aankomsttijdstip ATn. Door het zesde geheugenorgaan 13 wordt een derde constante factor T geleverd. Deze waarde wordt in het vierde rekenorgaan 14 gesommeerd met zowel het resultaat uit rekenorgaan 10 als dat uit 12. Het resultaat van 14 is het referentietijdstip RATn+1 voor de volgende datacel met hetzelfde kanaalnummer.

Door het vergelijkingsorgaan 8 wordt de uit rekenorgaan 6 verkregen meetwaarde vergeleken met een door het derde geheugenorgaan 7 geleverde drempelwaarde TH.

Indien het vergelijkingsorgaan concludeert dat het resultaat kleiner is dan (of gelijk is aan) de drempelwaarde, dan worden de volgende acties uitgevoerd: (a) Het schakelorgaan 2 krijgt opdracht de betreffende datacel - via zijn uitgang B - door te laten naar het achterliggende transmissienetwerk.

(b) De uit rekenorgaan 14 verkregen waarde voor het referentietijdstip voor de volgende datacel met hetzelfde kanaalnummer wordt in het tweede geheugenorgaan 5 geschreven, waarbij de oude waarde in dit geheugenorgaan wordt overschreven.

Indien het vergelijkingsorgaan concludeert dat het resultaat groter is dan de drempelwaarde, dan worden de volgende acties uitgevoerd: (a) Het schakelorgaan 2 krijgt opdracht de betreffende datacel niet door te laten naar het achterliggende transmissienetwerk. In veel implementaties van netwerken is in een dergelijk geval vereist dat de opengevallen plaats wordt vervangen door een bepaald bitpatroon dat bijv. een lege datacel aanduidt; het schakelorgaan 2 zendt dan - via zijn uitgang B - dit bitpatroon uit in plaats \an de betreffende datacel.

(b) De uit rekenorgaan 14 verkregen waarde voor het referentietijdstip wordt niet in het tweede geheugenorgaan 5 geschreven, zodat de oude waarde in dit geheugenorgaan blijft behouden.

De geheugenorganen 3, 5, 7, 9, 11, 13 worden bij initialisatie van de inrichting, resp. van een transmissiekanaal, vanuit de (niet getoonde) besturing gevuld met de voor de diverse kanaalnummers specifieke parameters, evenals de initiële waarden (startwaarden) voor de variabele in het tweede geheugenorgaan 5. Daartoe zijn die geheugenorganen voorzien van een instelvoorziening welke de besturing toegang geeft tot de geheugenmiddelen zonder te interfereren met de feitelijke werking van de meet- en bewakingsinrichting.

In het geval de methode uitsluitend wordt gebruikt als meetinstrument en niet als bewakingsinrichting, kan het schakelorgaan 2, het derde geheugenorgaan 7, het vergelijkingsorgaan 8 en de besturing voor het blokkeren van het opslaan van het berekende referentiemoment naar geheugenorgaan 5 achterwege blijven.

Tabellen 1 en 2 geven nog het resultaat van een eenvoudige simulatie van de uitvinding voor een reeks van 50 cellen die achtereenvolgens aan de inrichting binnenkomen. Be voor het genereren van deze resultaten gebruikte programma's wordt in tabel 3 en 4 getoond; het in tabel 3 getoonde programma maakt gebruik van de absolute waarden van de aankomsttijden, aangeduid door AT (Arrival Time) en RAT (Reference Arrival Time); de programmastructuur komt overeen met de structuur van het hardware-uitvoeringsvoorbeeld uit figuur 1. Het in tabel 4 getoonde programma maakt gebruik van de gedetecteerde aankomsttijden ten opzichte van elkaar, aangeduid met AI (Arrival Interval) en RAI (Reference Arrival Interval). Hoewel de tussenresultaten verschillend zijn, zijn de eindresultaten gelijk. Uit de structuur van het in figuur 4 getoonde programma kan zonder veel inspanning een hardware-uitvoeringsvoorbeeld worden samengesteld zoals dat in figuur 1, echter dan gebruikmakend van aankomsttijd-intervallen.

Claims

1. Inrichting voor het bepalen van een meetwaarde bij het arriveren van een ATM cel die deel uitmaakt van een ATM cellenstroom in een ATM systeem, met het kenmerk, dat de meetwaarde (CVQ) een functie is van een aan die arriverende cel toegewezen referentie-aankomsttijdstip (RATn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van die cel, welk referentie-aankomsttijdstip (RATn) een functie is van het referentie-aankomsttijdstip (RATn.p) van tenminste één voorgaande cel en van het feitelijke aankomsttijdstip (ATn_p) van diezelfde tenminste ene voorgaande cel, een en ander in formule-vorm:

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de genoemde tijdstippen uitgedrukt worden in absolute waarden, met het kenmerk, dat de meetwaarde (CVn) evenredig is met het verschil tussen het referentie-aankomsttijdstip (RATn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van de arriverende cel, en het referentie-aankomsttijdstip (RATn) evenredig is met het referentie-aankomsttijdstip (RATn_p) van een voorgaande cel en evenredig met het feitelijke aankomsttijdstip (ATn_p) van diezelfde voorgaande cel en vermeerderd wordt met de inverse waarde (T) van een aan de ATM cellenstroom toegewezen nominale cel rate, een en ander in formule-vorm:

C2 en C3 evenredigheidsfactoren voorstellen.

3. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de genoemde tijdstippen uitgedrukt worden in aan elkaar gerelateerde, intervalswaarden, met het kenmerk, dat de meetwaarde (CVn) evenredig is met het verschil tussen het referentie-aankomsttijdstip (RAIn) en het feitelijke aankomsttijdstip (ATn) van de arriverende cel, en het referentie-aankomsttijdstip (RATn) evenredig is met de meetwaarde (CVn_p) van een voorgaande cel en vermeerderd wordt met de inverse waarde (T) van een aan de ATM cellenstroom toegewezen nominale cel rate, een en ander in formulevorm:

waarin C2 en C2 evenredigheidsfactoren voorstellen.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat één of meer van de genoemde evenredigheidsfactoren (Cj, C2, C3) een functie zijn van de referentie-aankomsttijden of feitelijke aankomsttijden van één of meer cellen.

5. Inrichting voor het besturen van de instroom van ATM cellen naar een ATM systeem, waarbij bij het arriveren van een cel aan het systeem tenminste één meetwaarde (CVn,...) wordt berekend volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, en waarbij de cel verder wordt verwerkt in afhankelijkheid van die tenminste ene meetwaarde.