專利名稱：電路仿真atm交換機(jī)中用于交換stm信元的方法和交換節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交換被分成可變長度微信元的消息的一個方法及關(guān)于相應(yīng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
EP-A1-528 085涉及一個ATM和STM的組合網(wǎng)絡(luò)，它使用標(biāo)準(zhǔn)的ATM信元以及非標(biāo)準(zhǔn)短信元用于信息傳輸。使用短信元是為了降低打包以及拆包的時間。通過降低打包以及拆包的時間，回路時延降低，因而就不需要回波消除器。只要通過一個使用標(biāo)準(zhǔn)ATM傳輸協(xié)議的中間ATM交換機(jī)從一個STM交換機(jī)到一個ATM交換機(jī)建立一條連接，就要使用包括53個八位位組的標(biāo)準(zhǔn)ATM信元。為了在所說的后者即中間ATM交換機(jī)內(nèi)降低信息信元的打包、拆包的時間，只要在一個STM交換機(jī)和另一個STM交換機(jī)間通過一個ATM交換機(jī)建立連接，就要使用短信元，它包括的八位位組數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的一個分?jǐn)?shù)，約1/3。
在這個已知的系統(tǒng)中，傳輸容量，即帶寬效率，也即信元的信頭八位位組的數(shù)量與信元的有效負(fù)荷八位位組的數(shù)量之間的系數(shù)，約25％，假如所有的有效負(fù)荷八位位組用作信息傳遞，這是相當(dāng)好的。如果例如一半的八位位組是空的，打包、拆包的時間將是一樣的，帶寬效率也將是一樣的，但打包度，即信頭八位位組的數(shù)量與有效負(fù)荷中裝載信息的八位位組的商，要降低。如果少量的信息以不規(guī)則間隔發(fā)送，這個已知的設(shè)備將提供低的打包度，這原則上意味著對現(xiàn)存的帶寬使用不好。本發(fā)明的公開本發(fā)明的目標(biāo)是提供一個電信網(wǎng)絡(luò)和具有靈活可變的信元大小的網(wǎng)絡(luò)實體，適應(yīng)要發(fā)送的信息的類型而同時提供小的打包、拆包時延，高帶寬效率和最優(yōu)打包度。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一個電信網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)實體，因而容許信元大小在運行時間中可以改變。
本發(fā)明的再一個目標(biāo)是通過提供一個新的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)，包括一個物理路由層(PR層)、一個虛通道層(VP層)、一個虛信道層(VC層)和一個電路連接層(CC層)。在該協(xié)議模型中使用一個物理路由層將容許在物理路由層使用空分ATM交換。
本發(fā)明的再一個目標(biāo)是通過提供一個新方法把若干VC-PDU信元放到一個較大的PR-PDU信元的VP-PDU部分，降低信元的抖動。所說的VC-PDU信元或具有同樣的虛通道VP，或在交換ATM信元的情況下，具有同樣的虛通道和同樣的虛連接。
本發(fā)明的再一個目標(biāo)是提供電信系統(tǒng)和系統(tǒng)實體，按照本發(fā)明其中使用交換機(jī)和支持協(xié)議的映射單元。
本發(fā)明的這些及其它目標(biāo)將要在下面連同包括的圖詳細(xì)地描述。
對圖的簡短的描述

圖1是ATM和STM混合電信網(wǎng)絡(luò)的概要。
圖2是表示圖1的混合網(wǎng)絡(luò)中一個ATM節(jié)點的方塊圖。
圖3是一個表示電路仿真原則的簡化的時序圖。
圖4表示圖1的一個ATM交換機(jī)節(jié)點的方塊圖。
圖5用作解釋微信元裝配，并表示各種波形和一個時間軸。
圖6表示按照本發(fā)明的一個第一類微信元。
圖7表示按照本發(fā)明的一個第二類微信元。
圖8以面向幀的方式表示微信元的一個時序圖。
圖9按照本發(fā)明表示協(xié)議分層模型的圖。
圖10一張表，表示圖11中所示的信元的標(biāo)志分配。
圖11在圖4所示的各種網(wǎng)絡(luò)實體中按照本發(fā)明表示微信元的一個時序圖。
圖12在圖4所示的一個交換機(jī)實體中用于解釋微信元抖動的時序圖。
圖13按照本發(fā)明表示圖12所示的抖動如何降低的時序圖。
圖14A說明了在物理路由層(PR-層)的PR-PDU微信元的一般結(jié)構(gòu)。
圖14B說明了圖14A的PR-PDU信元的進(jìn)一步實現(xiàn)。
圖14C說明了在有效負(fù)荷內(nèi)包括一個標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的一個PR-PDU信元。
圖15表示虛通道層(VP-層)的一個VP-PDU信元。
圖16表示虛信道層(VC-層)的一個VC-PDU信元。
圖17是一個按照本發(fā)明表示一個接入單元的方塊圖。
圖18是用作說明如何以面向幀為基礎(chǔ)產(chǎn)生時隙的一個方塊圖和時間軸。
圖19是表示圖17的連接數(shù)據(jù)記錄和控制模塊的一個方塊圖。
圖20表示時隙存儲器的圖，連接數(shù)據(jù)記錄和控制模塊以及圖19的復(fù)用器，通過該復(fù)用器信元信頭和有效負(fù)荷部分復(fù)用在一起。
圖21表示在PR層的一個微信元。
圖22表示在VP層圖21的微信元。
圖23表示在VC層圖21的微信元。
圖24A表示放在一個PR-PDU信元中的若干VC-PDU。
圖24B表示一個ATM信元，若干VC-PDU已經(jīng)放在它的用戶數(shù)據(jù)部分，按照本發(fā)明所說的ATM信元形成一個PR-PDU信元的一部分。
圖25表示在VP層圖24A的較大信元。
圖26表示在VC層圖25的微信元。
圖27表示圖4的中央交換機(jī)的一個簡化的方塊圖，具體地說是用以支持空分交換機(jī)的設(shè)備。
圖28表示用在圖4的每個網(wǎng)絡(luò)實體的地址空間的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖29表示圖4的映射器單元MU1的方塊圖。
圖30-32表示圖29的映射器單元的操作的一個流程圖。
圖33表示圖4的映射器單元MU4的圖。
圖34表示圖4中連接到接入交換機(jī)AS4的接入單元AU1的接收部分的圖。
圖35、36表示圖34的接入單元的操作的流程圖。對本發(fā)明可取的實現(xiàn)方案的描述標(biāo)準(zhǔn)的TDM(時分復(fù)用)交換要求定時信息隱含地隨時隙一起傳送。具體地是幀中的時隙位置提供這個定時信息，即與該時隙關(guān)聯(lián)的連接。TDM技術(shù)用作承載對時延敏感的信息，例如64kbps(每秒千比特)數(shù)字化語音。對一個64kbps的連接，一個時隙每125微秒傳遞一次。125微秒的時間間隔被稱為一幀。
承載信息通過電信網(wǎng)的一個新技術(shù)是使用ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)。ATM技術(shù)通過使用在對時延不敏感的應(yīng)用象數(shù)據(jù)通信中使用過剩的和動態(tài)未使用的帶寬，具有潛力有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源。ATM的另一個好處是需要STM(同步傳遞模式)交換機(jī)所需的幾分之一的硬件就可以構(gòu)造緊湊、高效的交換機(jī)。在下面的描述中，STM這個詞等于TDM，因此將使用它。ATM技術(shù)也比較簡單，因為它不需要定時信息。
目前的ATM標(biāo)準(zhǔn)要求用戶數(shù)據(jù)放在包括多達(dá)48個八位位組的信元中。ATM信元可以承載對時間敏感的應(yīng)用，例如語音。該技術(shù)稱為ATM上的電路仿真。ATM上的電路仿真要求STM的定時信息在ATM網(wǎng)絡(luò)的邊緣被恢復(fù)。
一個支持電路仿真的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)被CCITT稱為AAL1。AAL1標(biāo)準(zhǔn)定義為一個包括48個八位位組的信元有效負(fù)荷的47個八位位組用作時隙。如果AAL1用作承載一個64kbps的連接的時隙，它將導(dǎo)致約6毫秒(47×125秒)的打包時延。這將增加到12毫秒的回路時延。打包時延可能因此要求使用回波消除器。在ATM和STM的混合網(wǎng)絡(luò)中回波消除器在話音連接中肯定是必須的。在每個從ATM到STM及從STM回到ATM的轉(zhuǎn)換中將分別導(dǎo)致過量的拆包和打包而產(chǎn)生的額外時延。
對現(xiàn)存的電信網(wǎng)絡(luò)將最可能發(fā)生演進(jìn)式的改變。對今天的網(wǎng)絡(luò)向ATM作快速改變的革命是不太可能的，因為在現(xiàn)存的STM技術(shù)中已經(jīng)作了巨大的投資。
在一個ATM和STM混合網(wǎng)絡(luò)中ATM電路仿真用作64kbps的連接，存在于ATM電路仿真中，由重復(fù)的打包和拆包產(chǎn)生的回路時延，從質(zhì)量的角度看將最可能導(dǎo)致不可接受的時延。
在圖1中是一個混合的ATM和STM的電信網(wǎng)絡(luò)1，包括若干ATM節(jié)點2和若干STM節(jié)點3。每一個節(jié)點2包括一個ATM交換機(jī)，每一個節(jié)點3包括一個STM交換機(jī)。節(jié)點2、3用所標(biāo)的實線代表的干線互相連接。每一個節(jié)點2、3連接著若干用戶。在圖1中，具有電話4和數(shù)據(jù)終端5的用戶A從左邊在ATM節(jié)點2接入網(wǎng)絡(luò)1，而第二個具有電話的用戶B在最右邊的ATM節(jié)點2接入同樣的網(wǎng)絡(luò)。在每個ATM到STM轉(zhuǎn)接的打包和拆包中導(dǎo)致的6毫秒時延已經(jīng)在上面的STM節(jié)點3處標(biāo)出了。如果用戶A通過電話與用戶B說話，用戶A的語音將被延遲24毫秒。在大型的網(wǎng)絡(luò)中，可能發(fā)生多次轉(zhuǎn)接，將導(dǎo)致不可接受的長時延。
圖2是一個方塊圖，圖中表示了用戶A所連接的圖1的ATM節(jié)點2。參考點“a”是一個STM輸入端口，它每125微秒即以幀為基礎(chǔ)，接收若干循環(huán)重復(fù)的時隙。參考點“d”是一個STM輸出端口，以幀為基礎(chǔ)發(fā)送同樣的時隙。參考點“a”和“d”已經(jīng)在圖1中標(biāo)出了。圖2的ATM節(jié)點包括一個交換機(jī)構(gòu)7、一個信元裝配單元8和一個時隙恢復(fù)單元9。
下面，將要參考圖2和3描述電路仿真的原則。假定用戶A和B互相連接。圖3是一個簡化的定時圖，參考圖2表示電路仿真的原則。第一個時間軸10說明參考點“a”處的時鐘，時間軸11表示參考點“d”處的時鐘。“a”處的時鐘與“d”處的時鐘不同步。然而“a”處的時隙的定時在參考點“d”處要恢復(fù)，如同由圖2中虛線上所示的箭頭12和圖3中的時間軸10、11所說明的。時間軸10、11上的每個間隔T0、T1、T2……代表125微秒。在每個這樣的間隔中，產(chǎn)生預(yù)先確定數(shù)量的時隙。這預(yù)先確定的數(shù)量對不同的幀是相同的。每個這樣的時隙以一個垂直的小標(biāo)記代表。這些時隙順序編號，并以幀為基礎(chǔ)重復(fù)。在參考點“a”處的時隙2與在參考點“d”處的時隙5間建立電路。在圖2中該電路以雙頭虛箭號13代表。在“a”處的每個時隙號2被放在包含一個虛信道號的一個STM信元中。在圖2中該虛信道以雙頭箭號14代表。這在信元裝配單元8中完成。當(dāng)輸入線閑的時候，在參考點“b”處STM信元被發(fā)送到交換機(jī)構(gòu)7。輸入線可能被其他具有別的目的地的信元占有。在圖3中，在參考點“b”處STM信元被標(biāo)作15。在交換機(jī)構(gòu)7中，在電路建立時建立一個虛信道路由。交換機(jī)構(gòu)單元7然后將給STM信元選定路由到達(dá)參考點“c”。所有的路由信息通過虛信道號包含在STM信元中。
在交換機(jī)構(gòu)7內(nèi)，STM信元被異步傳遞。這意味著該信元穿過交換機(jī)構(gòu)所花費的時間依賴于各種參數(shù)，例如交換機(jī)構(gòu)的內(nèi)部速率、交換機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)量負(fù)荷。STM信元15在參考點“c”離開交換機(jī)構(gòu)7。從參考點“b”到“c”的傳遞時間由于以上所指的參數(shù)對屬于相同連接的不同信元可能不同。
在參考點“c”，STM信元15已經(jīng)穿過了交換機(jī)區(qū)段，時隙的定時信息被時隙恢復(fù)單元9處使用的時鐘恢復(fù)。在參考點“d”處，時隙號2在時隙號5的位置被插入到時隙流中。在沒有畫出的信道到電路轉(zhuǎn)換表中，該虛信道與時隙5關(guān)聯(lián)。
因為STM信元的傳遞時間可能變化，時隙恢復(fù)單元9必須具有一個足夠大的時隙緩沖器以容納時延的變化，它也稱為抖動。如果不這樣，可能會產(chǎn)生時隙的損失。在交換機(jī)構(gòu)7的輸入輸出端口，即分別在參考點“b”和“c”，也會產(chǎn)生信元時延。在時隙恢復(fù)單元9，需要一個不同的時鐘用以恢復(fù)“d”處的時隙。然而，沒有必要在信元中承載幀同步信息。需要時鐘只是用來提供時隙同步，這樣避免時隙的損失。應(yīng)該注意到在參考點“b”和“c”間信元被異步傳送，而不用相對于幀的定時關(guān)系。然而，信元包括若干時隙，每個時隙是一個八位位組。
在圖3中，用以組合一個信元15及把它發(fā)送走所花費的時間，叫做打包時間，在第一個幀T0-T1中由雙頭箭號16，在第二個幀T1-T2中由雙頭箭號17，在第三個幀T2-T3中由雙頭箭號18標(biāo)出。因為交換機(jī)構(gòu)7是一個ATM型的交換機(jī)，信元將異步穿過交換機(jī)構(gòu)，不能有規(guī)律地到達(dá)參考點“c”。而是，信元15將具有不同程度的時延、抖動到達(dá)參考點“c”，就象分別被雙頭箭號19、20、21扼要地標(biāo)出的那樣。
為了保持信元到達(dá)時隙恢復(fù)單元9的時間順序，在時隙恢復(fù)單元9提供足夠的緩沖容量是重要的。在從緊接著的幀而來的信元的解組合后，從先前的幀而來的信元將不能解組合為時隙。
因此，單個幀之間的時間關(guān)系必不能顛倒。這擺出了一個問題，以后將要提到。
在圖4中是一個ATM交換機(jī)節(jié)點2的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該節(jié)點包括4個記作AS1-AS4的接入交換機(jī)和一個中央交換機(jī)CS1。接入交換機(jī)AS1-AS4和中央交換機(jī)CS1間的互連由映射器單元MU1-MU4來處理。每個接入交換機(jī)包括5個接入單元AU1-AU5。對每個接入單元，電話機(jī)T1-Tn，n為整數(shù)，連接到該接入單元。例如，接入交換機(jī)AS1是一個擴(kuò)展模塊ATM交換機(jī)，它服務(wù)一個具有多個公寓的大樓。接入單元的數(shù)量，在說明的例子中為5，只是舉例子，對不同的接入交換機(jī)可能不同。連接到一個接入單元的電話機(jī)的數(shù)量一般可能是24個。接入到中央交換機(jī)的接入交換機(jī)的數(shù)量，在說明的例子中為4，只是舉例子，可能不同。最好是，中央交換機(jī)CS1是我在1993年1月29日提出的美國申請08/011378中所描述的那一類型交換機(jī)。中央控制器500監(jiān)督節(jié)點中的業(yè)務(wù)量，或為了在兩個用戶之間建立一個連接或控制用以建立連接的信令單元，執(zhí)行信令功能；監(jiān)督節(jié)點中的業(yè)務(wù)量，以及以運行時間為基礎(chǔ)判定用于單個連接的信元的類型和信元的大小，所說的判定基于業(yè)務(wù)量分析、用戶要求和其他的標(biāo)準(zhǔn)如該ATM節(jié)點中的一個交換機(jī)單元的地理位置。
在圖4中AS1的AU3處的電話機(jī)T5已經(jīng)建立了一條到AS4的接入單元AU1處電話機(jī)T4的電路。電路用“摘機(jī)”電話符號表示。該電路可以定義為T5×AU3×AS1－T4×AU1×AS4此外，接入交換機(jī)AS1的AU4處的電話機(jī)T6已經(jīng)建立了一條到接入交換機(jī)AS4的AU1處電話機(jī)T8的電路。電路用“摘機(jī)”陰影電話符號表示。該電路可以定義為T6×AU4×AS1－T8×AU1×AS4看一下節(jié)點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，很明顯兩個電路部分地穿過了相同的距離。
每個接入單元產(chǎn)生每幀n個時隙，分配給電話機(jī)T1-Tn中的每個一個時隙?？赡?個不同的電話機(jī)同時都忙。每個電話機(jī)的語音信號以每秒8000次抽樣。如果量化失真要求每個時隙以8比特表示，比特率必是64kbps。按照標(biāo)準(zhǔn)的TDM交換，一個抽樣每125微秒發(fā)送一次。因此，每個抽樣儲存在一個時隙中，該時隙有8個比特，所謂的八位位組。就傳遞語音的情況，比特率為64kbps。在其他應(yīng)用中如數(shù)據(jù)通信，使用其他更高速率比特流。不依賴于使用哪種比特流，125微秒的時間周期稱為一幀。
在圖4中舉例的ATM交換節(jié)點，每個接入單元產(chǎn)生每幀n個時隙。對時隙順序編號，時隙T1分配給電話機(jī)T1，時隙T2分配給電話機(jī)T2等。
如果交換機(jī)構(gòu)7是標(biāo)準(zhǔn)ATM交換機(jī)構(gòu)，ATM信元有效負(fù)荷包括48個抽樣。假定僅一部電話機(jī)忙而且語音信號每125微秒抽樣一次。將花費48×125微秒填充，即對ATM信元打包。如上所討論的，在ATM和STM混合網(wǎng)絡(luò)中如此長的打包時間是不能接受的。再假定使用標(biāo)準(zhǔn)ATM信元而且在一個接入單元中僅有一部電話機(jī)忙，縮短打包時間的一個方法是只要產(chǎn)生一個取樣就發(fā)送一個ATM信元。而不填充隨后的47個取樣。因此，標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的47個八位位組將空著發(fā)送出去。然而，該建議的辦法就帶寬浪費來說是不可接受的，因為該情況下的比特率將是64kbps×53＝約3.4Mbps(假定應(yīng)每125微秒發(fā)送53個時隙)。
因此，需要使打包時間越短越好，而同時要避免帶寬的浪費。如果打包時間降低，帶寬的浪費增加，而另一方面，如果打包時間低，帶寬將被最大程度地使用。按照本發(fā)明，建議每信元的時隙數(shù)量應(yīng)從一個標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的53個時隙降低到下列的大小4、8、12、16和20個八位位組中的任何一個。這樣的短信元稱為微信元。按照本發(fā)明及聯(lián)系圖12和13解釋的原因，也可能使用更大的信元大小，可取的是下列信元大小中的任一個56和60八位位組。這樣的大信元不能稱為微信元。作為一個通用的名稱，對具有所列的信元大小(4、8、12、16、20、56和60八位位組)中的任一個，被稱為PR-PDU信元。任一個這些大小的PR-PDU信元或它們的組合，可能在相同的時間被交換，穿過同一個的ATM節(jié)點2。按照該發(fā)明，信元大小在接入單元被中央控制器500設(shè)置，并且可能在一個映射單元被改變，這樣與上面提到的低打包時間和有效帶寬使用之間的折中一致。
在圖5中按照本發(fā)明表示一個微信元C。該信元的信頭包括4個八位位組，該信元的有效負(fù)荷P包括4個時隙，這樣微信元的大小為8個八位位組。在時間軸上每個長而細(xì)的垂直標(biāo)號代表一個幀，每個小而粗的垂直標(biāo)號代表一個微信元。電話機(jī)T1、T3、T5，都屬于相同的接入單元，它們的語音波形在圖的上部表示出。波形上的圈代表對語音進(jìn)行抽樣的不同時間。在所說明的例中4個微信元間隔125微秒發(fā)送一次。微信元被編號為1、2、3和4。1號信元屬于電話機(jī)T1，2號信元屬于電話機(jī)T3，3號信元屬于電話機(jī)T5，4號信元屬于電話機(jī)T7。因為每個這樣的微信元的有效負(fù)荷包括4個時隙，要花費4×125微秒填充滿1號信元。因此，打包時間是0.5毫秒。也將要花費0.5毫秒填充2號信元、3號信元和4號信元。增加的回路時延，與STM比較，在該情況下為1毫秒，而不是對ATM的12毫秒。1號信元的結(jié)構(gòu)在圖6中表示出。該信元具有一個信頭H和4個時隙，4個抽樣存放在時隙中。這些時隙屬于同一個電話機(jī)T1。因此，一個信元承載一個連接。因此，將需要4幀才能把該信元填充滿。按照圖7中所示的本發(fā)明的另一個實現(xiàn)方案，電話機(jī)T1在1號信元中被分配時隙1，電話機(jī)T3在相同的1號信元中被分配時隙2，電話機(jī)T5在相同的1號信元中被分配實時隙3，電話機(jī)T7在1號信元中被分配時隙4。在圖8所示的下一幀的1號信元中，電話機(jī)T1仍然被分配時隙1，電話機(jī)T3仍然被分配時隙2，電話機(jī)T5仍然被分配時隙3，電話機(jī)T7仍然被分配時隙4。對不同的幀時隙的順序保持相同。在這種情況下，4個不同的用戶共享一個相同信元。和圖6所示的實現(xiàn)方案比較，打包時間將縮短4倍。因此，回路時延也將縮短4倍，即250微秒。
為了降低圖6中的1號微信元的打包時間，如果要花費4幀填充滿該微信元，有可能一旦接收到第一個抽樣就發(fā)送該微信元，并讓剩下的時隙空著。這在圖8中表示出。這降低了打包的密度并增加了帶寬的浪費。
從上知，很明顯微信元越小，打包時延越短。然而信元越小，相對于信頭的長度對信元的利用率越低。如果有效負(fù)荷部分包括4倍的時隙(4個八位位組)，信頭是4個八位位組，那么該信元僅有50％被有效利用。在圖8所示的實現(xiàn)方案中，僅該信元的12％被有效利用。因此，為了縮短打包的時間，有一個值使具有較大的信元同時有一個值保持有效負(fù)荷的長度小。按照本發(fā)明這是為什么在ATM節(jié)點2的不同的部分使用不同的信元大小的原因?？扇〉氖?，在到ATM節(jié)點的接入點使用小的信元而在中央ATM節(jié)點使用較大的信元。中央控制器500決定應(yīng)該使用哪種大小的信元。
考慮上述情況，在可接受的帶寬浪費、信元的有效利用和可接受的打包時延之間應(yīng)該有一個折中。按照本發(fā)明被PR-PDU信元所使用的指定信元長度代表一個相當(dāng)好的妥協(xié)。
為了降低抖動所導(dǎo)致的時延，按照本發(fā)明，基于與關(guān)于層與層間的接口及對等實體間的通信的CCITT-OSI模型相同的原則，提供一個新的協(xié)議模型。按照本發(fā)明，CCITT-OSI術(shù)語用于描述協(xié)議。首先，在圖9所示的交換機(jī)節(jié)點中標(biāo)出了4個不同的層，即1.物理路由層(PR-層)
2.虛通道層(VP-層)3.虛信道層(VC-層)4.與用戶應(yīng)用接口的電路連接層(CC-層)雖然圖9是結(jié)合電話機(jī)進(jìn)行描述的，很明顯其他非電話的應(yīng)用是可以想得到的，如移動電話、計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸、視頻網(wǎng)絡(luò)等。所以，下面將使用更一般的術(shù)語用戶，而不是電話機(jī)。
該分層模型的優(yōu)點是較低的層(PR-層和VP-層)多多少少可以半永久地建立。如果該原則被最大程度地使用，僅在網(wǎng)絡(luò)的邊緣操作就可以建立一條電路。從管理的角度看，建立一條電路所需的時間，因此大大地較低了。
穿過所有的層所建立的一條電路被定義為電路連接24。
應(yīng)用上述的分層結(jié)構(gòu)并引入對協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU完全確立的定義，對每一層，這意味著一個STM信元包括1.與前面定義的STM信元相似的PR-PDU信元。
注意STM信元已經(jīng)被重新定義，對一個被裝配的信元來說，現(xiàn)在是一個一般性的術(shù)語。
2.VP-PDU信元，它是PR-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)。
3.VC-PDU信元，它是VP-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)。
4.CC-PDU信元，它是VP-PDU或VC-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)。CC-PDU包括一個或多個時隙。
PR層、VP層和CC層僅在交換機(jī)節(jié)點內(nèi)有效。CC層是來自節(jié)點的用戶的用戶數(shù)據(jù)。該用戶數(shù)據(jù)被承載通過該節(jié)點。
交換機(jī)控制的PDU具有一個協(xié)議控制信息PCI和用戶數(shù)據(jù)。PCI基本上包括一個標(biāo)志，它使裝配和解裝配協(xié)議成為可能。在各種協(xié)議層中的微信元將在圖21-26中詳細(xì)地描述。
然后，按照上述的時隙模型，將要描述來自電話機(jī)T5的時隙如何穿過ATM節(jié)點2到達(dá)電話機(jī)T4。該連接與圖4所示的相同。
圖4中來自電話機(jī)T5的時隙被送到接入單元AU3。在圖9中的協(xié)議堆棧的頂端是電路連接層22。用戶把該時隙作為SDU，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，連同指明圖9中點線所示的電路連接24的接口控制信息一起送到VC層23。在這個具體的例子中所說的信息是幀中的時隙號，時隙2。
VC層23在這個具體的情況中沒有使用，因此直接短路往下連到VP層。VC層在VP層中隱含地表達(dá)。VP層又增加了VPI作為PCI協(xié)議控制信息并把VP-SDU連同表示物理路由的接口控制信息一起送到PR層。
在PR層增加了物理路由標(biāo)志PCI并把協(xié)議數(shù)據(jù)單元(信元)傳遞到AS1中的對等實體。AS1作為該信元到物理路由標(biāo)志PCI所指出的物理路由的橋梁。物理路由標(biāo)志也從一個路徑端點匯標(biāo)志也要改變成一個路徑端點源標(biāo)志。
在映射單元MU1內(nèi)的對等實體之間該規(guī)程就接入單元AU3來說以相反的順序重復(fù)。在VP層作一個橋連接到發(fā)送VC層一邊。該VP-VC橋接由圖9中的線段31表示。VC層把一個VCI附加到信元的信頭，作為VP-SDU把現(xiàn)在產(chǎn)生的VC-PDU往下傳到VP層。重復(fù)如同接入單元AU3中的同樣的規(guī)程；VC-PDU在VP層中封裝，VP-PDU在PR層中封裝，目前是PR-PDU信元的信元現(xiàn)在被發(fā)送到中央交換機(jī)CS1。
在中央交換機(jī)CS1執(zhí)行和接入交換機(jī)AS1中相似的規(guī)程。
在映射單元MU4，唯一發(fā)生的是在VP層的橋接。到來的VPI和PRI唯一地定義了新的物理路由。VPI通常要改變，但在這種情況下，該VPI保持不變。
在接受接入單元AU1，穿過所有的層直到用戶，在這兒僅時隙保留。該時隙被送到電話機(jī)T4。
圖4中所示的其他電路連接T6-T8。在映射器單元MU1與接入單元AU1間共享相同的VP-PDU。這是可能的，因為它們共享相同的虛通道VP。
如圖9所示，某些系統(tǒng)實體僅提供數(shù)據(jù)的橋接。為了區(qū)別SDU被傳遞到或來自的相鄰更高層的一個端點和一個橋接點，使用術(shù)語“路徑”和“鏈路”連接(LC)。該術(shù)語在CCITT G803標(biāo)準(zhǔn)中定義。
在兩個端點，源和匯間，建立一條路徑。一條路徑包括一條或多條鏈路連接。
給穿過一條鏈路連接的PDU分配標(biāo)志。該標(biāo)志使PDU和它們各自的路徑關(guān)聯(lián)成為可能。
在圖10中，是一個包含被分配給穿過圖4中的節(jié)點的信元的標(biāo)志的表，在所說的圖中用于兩個連接。圖10中表示的表被映射單元MU1-MU4用作把一個到來的信元的信頭中所指出的PRI、VPI和VCI標(biāo)志翻譯成在一個特定的映射器單元被放在離開的信元的信頭中的新的PRI、VPI和VCI標(biāo)志。圖10中的標(biāo)志分配表按照人所共知的原則，由控制信頭500建立。在該例中，VC-PDU被用于AU3-MU1和AU4-MU1的連接。多虧協(xié)議模型，有可能這么做，因為VC層可以省略，而使用PR和VP層。然而，應(yīng)該注意到分配VC-PDU和關(guān)聯(lián)的VCI是可能的。
從表中的VPI列看出，很明顯相同的VPI，即VPI＝2，用作兩條鏈路連接T5-T4和T6-T8。當(dāng)把SDU傳送到VP層，這樣做是可能的，因為其他連接資格標(biāo)志VPI和PRI是不同的?？梢酝瑯雍玫亟o兩個連接分配不同的VPI而限制使用物理路由標(biāo)志PRI。然而，使用物理路由標(biāo)志PRI作為識別的一個部分，虛通道標(biāo)志VPI和虛連接標(biāo)志VCI可以與物理路由具有相同范圍的局部管理。這樣的局部管理意味著只有圖10所示的轉(zhuǎn)換表的部分需要在映射單元使用。因此，沒有必要每個映射單元包括如同由控制系統(tǒng)500建立的所有連接的完全映射表。這將參考圖28、29和33更詳細(xì)地解釋。
然而，為了識別更高一層的連接或路徑，必須存在一個關(guān)鍵的標(biāo)志或關(guān)鍵的標(biāo)志的組合。關(guān)鍵的標(biāo)志在所示的例的表中以粗體標(biāo)出。
當(dāng)然，圖4和圖10所示的例僅指兩個連接。僅考慮這兩個連接要明白該發(fā)明的優(yōu)點也許很困難。然而。當(dāng)考慮到同時有數(shù)千個連接處于忙，容易明白為每條鏈路連接發(fā)現(xiàn)一個唯一的標(biāo)志組合將是容易的。
在圖11中表示，當(dāng)從起始接入單元AU3和AU4到共同的終止接入單元AU1穿過圖4的ATM節(jié)點時，組成圖4所示的兩條連接的PR-PDU信元。在圖11中表示3個數(shù)據(jù)軸25、26和27。時間軸25代表在接入單元AU3的時間，時間軸26代表在接入單元AU4的時間，時間軸27代表在終止接入單元AU1的時間。垂直標(biāo)號T0、T1、T3……代表間隔125微秒的時間。圖11相當(dāng)復(fù)雜，但我們要努力給出STM交換原則的實質(zhì)。時隙TS#5用作CC路徑T5-T4，在圖9中記作24，在接入單元AU3產(chǎn)生的每一幀，被放入小PR-PDU信元。這些小PR-PDU信元記作28/1，28/2，28/3……它們分別在第一、第二和第三幀產(chǎn)生。當(dāng)從AU3走到AS1，PR-PDU信元28/1具有所指的PRI和VPI標(biāo)志PRI#1和PRI#2。當(dāng)小PR-PDU信元28/1l離開AS1，映射器單元把PRI#從1改變?yōu)?。VPI保持不變。以相似的方式，在接入單元AU3產(chǎn)生的每一幀，時隙TS#6被裝入PR-PDU信元29/1，29/2，29/3……小PR-PDU信元繼續(xù)從AU3前進(jìn)到AS1，在這過程中，一個PRI等于1，一個PRI等于2。當(dāng)?shù)竭_(dá)接入單元AS1，如同在PR-PDU信元29’/1，29’/2……所表示的，PRI從1改變?yōu)?。
在映射器單元MU1，產(chǎn)生一個VC-PCU用于時隙TS#5，產(chǎn)生另一個VC-PCU用于時隙TS#6。這兩個VC-PDU都放入一個VP-PDU信元的用戶部分，按照該例子它對這兩條VC鏈路具有一條共同的VC路徑。具有兩個VC-PDU的VP-PDU信元又被放入一個新的大VP-PDU信元30/1。因此，對每個時隙產(chǎn)生一個VC-PDU。在這個具體的例子中，VC#1分配給時隙TS#5，VCI#2分配給TS#6。這個VC-PDU組裝的過程以每一幀間隔重復(fù)，如同在PR-PDU信元30/2和30/3所表明的。
從圖9的MU1所示的協(xié)議層，很明顯一個VC-PDU應(yīng)該被加到PR和VP層。在圖9中，這已經(jīng)由橋接VP和VC層的線段31指明。按照該發(fā)明，VC-PDU沒有放入PR-PDU信元30的信頭32，但放入了它的有效負(fù)荷33?？赡苓@樣做是因為一個VCI識別它承載的時隙。在PR-PDU信元30/1，30/2……時隙TS#5和TS#6以逆順序出現(xiàn)。這依據(jù)于時隙TS#6先于時隙TS#5到達(dá)映射器單元MU1的事實。一個信元的到達(dá)時間可以依據(jù)ATM節(jié)點中的其他業(yè)務(wù)量而變化。這種變化的到達(dá)時間是一個非同步ATM交換機(jī)的特征。通過產(chǎn)生VC-PDU信元并把VC-PDU放入另一個VC-PDU，然后它在時隙TS#6和TS#5分別到達(dá)MU1的時間，被立即放入一個PR-PDU信元，這兩個時隙在MU1的時延將被降低，這后面要解釋。把兩個或多個VC-PDU放入一個共同的PR-PDU的VP-PDU的用戶數(shù)據(jù)在下面稱為兩個或多個VC-PDU連接。
從映射器單元MU1，PR-PDU信元30/1僅以少量重映射傳送到遠(yuǎn)端AU4。具體地PR-PDU信元30到達(dá)中央交換機(jī)CS1，其中它的PRI從PRI＝1改變成PR＝2。這已經(jīng)在圖11在PR-PDU30’/1信元以粗體指明。撇號表明該PR-PDU信元與PR-PDU信元30相同。為了得到虛通道標(biāo)志的一個局部分配，PR-PDU信元30’傳送到映射單元MU4，在MU4，PRI從PRI＝2改變成PRI＝1。在圖11，該PR-PDU信元現(xiàn)在記作30”/1。PR-PDU信元30”在離開接入交換機(jī)AS4到達(dá)終止接入單元AU1的路由上，物理路由標(biāo)志從PRI＝1改變成PR＝2。當(dāng)?shù)竭_(dá)AU1，PR-PDU信元記作30，它的PRI從PRI＝1改變成PR＝2。在接入單元AU1，PR-PDU信元30解裝配，單個時隙TS#6和TS#5被放入在接入單元AU1產(chǎn)生的面向幀的比特流。具體地，時隙TS#6被放入如同在CC路徑建立時達(dá)成協(xié)議的時隙。因此，30中的時隙TS#5被放入分配給電話機(jī)T4的時隙，時隙TS#4被放入分配給電話機(jī)T8的時隙，就象箭頭34和35分別標(biāo)出的。這個過程在接入單元AU1以幀為基礎(chǔ)循環(huán)重復(fù)。
圖11某種程度上被簡化了，小PR-PDU信元28和29表示出在有效負(fù)荷內(nèi)僅包含一個時隙。該信元的時隙一旦填充滿用戶數(shù)據(jù)就被發(fā)送。如同結(jié)合圖5所解釋的，一個信元的有效負(fù)荷的大小在呼叫建立時由中央控制器500決定?；谠诿總€接入單元的業(yè)務(wù)量分析，控制器500可能發(fā)現(xiàn)若干連接應(yīng)由同一個信元承載，就象圖7，然后控制器將選擇合適的信元類型和信元大小。這是如何完成的，將結(jié)合圖19描述。不管怎樣，圖11表示使用不同信元大小的PR-PDU信元，具體的說是PR-PDU信元28和29具有某個信元大小，而PR-PDU信元30具有另一個，較大的信元大小，在這個具體的情況下，為信元29和30的VC-PDU大小的總和。
圖11也說明了本發(fā)明的最重要特征，稱為把VC-PDU用作VP-PDU信元用戶數(shù)據(jù)中的VP-PDU用戶數(shù)據(jù)。VC-PDU一般包括一個虛電路標(biāo)志VCI和用戶數(shù)據(jù)。在這個具體的應(yīng)用中的用戶數(shù)據(jù)包括以預(yù)先安排和確定的順序的一個或多個時隙。
VC-PDU在ATM節(jié)點2內(nèi)產(chǎn)生，就象結(jié)合圖9所描述的，或可以依據(jù)當(dāng)前的狀況在接入節(jié)點產(chǎn)生。為產(chǎn)生不必要的VC-PDU，要花費額外的帶寬。
使用VC-PDU提供了一個用作執(zhí)行非同步映射的工具。進(jìn)行非同步映射是為了降低一個信元的傳送時延?？梢杂脙煞N映射方法，一種使用非同步VC-PDU，另一種不用作任何VC-PDU。這兩種方法間有一個折中。沒有VC-PDU的映射使帶寬浪費最小，但增加了時延。而使用VC-PDU的映射降低了時延但增加了帶寬需求。
對兩種方法，要有下列共同的先決條件在一個映射器單元例如MU1，有若干虛通道VP終止于映射單元。屬于一個虛通道VP的一個到來PR-PDU占據(jù)一個時隙。這些PR-PDU，每個屬于一個單獨的虛通道VP，就時間來說隨機(jī)到達(dá)-映射器單元。因此，所有的PR-PDU信元將在一個幀間隔內(nèi)到達(dá)，但PR-PDU信元到達(dá)的順序?qū)Σ煌膸g隔會不同。
應(yīng)該注意到，幀沒有實際的意義，因為在節(jié)點的內(nèi)部是非同步的。使用幀僅僅是為了表示在ATM節(jié)點邊緣的時隙的規(guī)律性，并且表示這種PR-PDU信元在起始接入單元被發(fā)送的規(guī)律性。
在圖4的例子中，所有屬于不同虛通道的時隙選定路由到單個的出虛通道，它穿過同樣的部分到達(dá)下一個VP-VC終止實體AU2。使用該虛通道的原因是降低開銷(與信元管理有關(guān)的數(shù)據(jù))而保持低時延。一個共同的PR-PDU信元的信頭32在名稱上被許多時隙使用，在該例中為2個時隙。
如果不使用VC-PDUPR-PDU信元的VP-PDU用戶數(shù)據(jù)部分將僅包含時隙，它們必須以預(yù)先確定的順序排列。如果時隙被安排的順序相反、改變或顛倒，每個時隙的源將丟失。如果源丟失，則不能把起呼用戶和合適的被呼用戶連接起來。因為有效負(fù)荷僅包括時隙，PR-PDU信元不能被發(fā)送，直到所有的組成該信元的時隙已經(jīng)到達(dá)。如果PR-PDU信元，象圖11中的PR-PDU信元30，由兩個或多個小PR-PDU信元組成，大PR-PDU信元30不能被發(fā)送直到包含一個或多個時隙的最后一個小PR-PDU信元例如PR-PDU信元28’已經(jīng)到達(dá)。因為小PR-PDU信元隨機(jī)到達(dá)，由于交換機(jī)的非同步本質(zhì)及交換機(jī)的行為，對大PR-PDU信元30的等待時間是不確定的，但將至少比一個幀間隔要短。另一方面。組合的大PR-PDU信元的有效負(fù)荷完全被利用。
如果使用VC-PDU在該情況中，一個虛連接標(biāo)志VCI附加到一個到來的VP-PDU的時隙，因此將形成一個VC-PDU。該VCI和附加到它的一個時隙或多個時隙被放入一個大PR-PDU信元的有效負(fù)荷或ATM信元的有效負(fù)荷。下面，VCI和它附加的一個時隙或多個時隙現(xiàn)在被稱為VC-PDU，該VC-PDU現(xiàn)在是一個能被放在離開的PR-PDU信元中的任何地方的獨立單元。離開的大PR-PDU一旦被填充滿或某個預(yù)先確定量的時間過后就被發(fā)送。在該發(fā)送發(fā)生后，一個屬于相同的虛通道的新的PR-PDU就準(zhǔn)備為一個新集合的VC-PDU做好準(zhǔn)備。以這種方式，PR-PDU信元一被填充滿就被發(fā)送，或不管它的有效負(fù)荷被填充的程度，以規(guī)則的時間間隔發(fā)送。如果PR-PDU以規(guī)則的時間間隔發(fā)送，可能在信元被發(fā)送的時候確定信元的大小。另一方面，如果僅當(dāng)PR-PDU已經(jīng)被填充滿才被發(fā)送，可以使用一個預(yù)先確定的信元大小。這種VC-PDU信元放在有效負(fù)荷內(nèi)的方法降低了等待時間，因此還有時延。如果到來時隙的數(shù)量大于或遠(yuǎn)大于離開的PR-PDU信元中的VC-PDU的數(shù)量，可取的是使用包括56或60個八位位組的大PR-PDU信元。
上述的兩個方法在圖12和13中進(jìn)行了描述。一個到來的PR-PDU信元流到達(dá)一個映射器單元例如MU1，在圖12中記作36，在圖13中記作37。在兩條信元流中，從不同的虛通道來的PR-PDU信元組成了所說明的比特流。在映射器單元，單個PR-PDU信元應(yīng)該組織成一個出發(fā)的信元，它可能是一個大PR-PDU信元或一個ATM信元，也可以說是合適大小的PR-PDU信元。該PR-PDU信元在圖12中記作38’，38”，在圖13中記作39’，39”。如果PR-PDU信元36的有效負(fù)荷中沒有用VC-PDU，將有必要從虛通道中采集信元的有效負(fù)荷，并以預(yù)先定義的順序放入PR-PDU信元38’。這種采集需要時間。時隙以隨機(jī)的順序到達(dá)映射器單元。它們必須以預(yù)先確定的順序放入等待出發(fā)的PR-PDU信元中。也可以說，時隙必須排序進(jìn)入在等待的PR-PDU中它們預(yù)先確定的位置。等待信元不能被發(fā)送直到所有的時隙放入它們各自的時隙。另外，這種采集時間從一個等待信元到下一個等待信元是不同的。因此，出發(fā)的PR-PDU信元被無規(guī)律地發(fā)送。這被稱為抖動。當(dāng)PR-PDU信元38’被填充滿后，它被轉(zhuǎn)送，該過程被重復(fù)，即從虛通道來的信元內(nèi)的有效負(fù)荷(＝時隙)在同一個PR-PDU信元被采集到，該信元當(dāng)被填充滿后，就被發(fā)送。因此，每個PR-PDU信元38’，38”……以一個未定義的時延被發(fā)送，這分別由兩個雙頭箭號40和41說明。在映射器單元對一個PR-PDU信元38的等待時間原則上不依賴于PR-PDU信元38的大小。
圖13說明了當(dāng)PR-PDU信元37的有效負(fù)荷包括一個VC-PDU的情況。一個VC-PDU包括VCI和CC用戶數(shù)據(jù)(時隙)。在該情況，映射器單元不需要在出發(fā)PR-PDU信元以預(yù)先確定的順序為到來的PR-PDU信元的有效負(fù)荷排序。而是這樣，映射器單元從每個到來的PR-PDU信元的信頭中讀虛通道，讀它的目的地址，由虛通道標(biāo)志表示，并且采集具有同一個虛通道作為目的地址的所有信元的有效負(fù)荷放入較大的PR-PDU信元39’。當(dāng)較大的PR-PDU信元39’被填充滿，它就被發(fā)送。在這種情況下映射器單元立即把到來的PR-PDU信元的VC-PDU映射到等待的PR-PDU信元39’。因此，時延相當(dāng)程度地被降低。時延和等待時間在該情況下依據(jù)于PR-PDU信元的大小。PR-PDU信元越小，時延越短。
圖14A說明了按照本發(fā)明在一個PR-PDU信元的信頭中的PR-PDU。該PR-PDU被劃分成一個PR-PDU部分和一個PR用戶數(shù)據(jù)部分PR-SDU。PR-PCI部分包含下列段包括物理路由標(biāo)志PCI的第一個段42，包括一個信元格式指示器CFI的第二個段43，和包括一個優(yōu)先級比特的第三個段44。PRI段42包括5個比特。
信元格式指示器CFI，43可以取值0和1。信元格式指示器1表明下一個八位位組(圖14A中八位位組2)屬于信元信頭并且它包括4個段M、CTF、FREE和SBP，在圖14B中表示出。
在圖14B，段M取一個比特，它用作表示PR-PDU的多點廣播是否完成。段CTF取4個比特，按照下面的編碼(十進(jìn)制)用作表示信元的有效負(fù)荷的大小CTF總的信元大小有效負(fù)荷1 8 62 12103 16144 20185 5653ATM信元被交換6 6053ATM信元被交換圖14B的SBP比特是一個奇偶校驗比特。FREE段中的比特可以被用作不同的目的，例如在一個ATM信元被交換的時候，表示業(yè)務(wù)等級。
在圖14C，是一個PR-PDU信元的一般結(jié)構(gòu)，在它的有效負(fù)荷內(nèi)包括一個標(biāo)準(zhǔn)的ATM信元，而它又包括通常的53個八位位組。因為包含ATM信元的信元是一個大信元，它將不被稱為微信元。而是，它將被稱為PR-PDU信元。如前面所解釋的，術(shù)語PR-PDU信元也包括在PR層中的微信元。
在圖15中，說明了按照本發(fā)明在VP層的一個信元的VP-PDU的結(jié)構(gòu)。VP-PDU被劃分成VP-PCI部分和一個用戶數(shù)據(jù)部分VP-SDU。VP-PCI包括下面的段包括虛通道標(biāo)志VPI的第一個段46，包括一個與VPI段46有關(guān)的奇偶校驗比特的第二個段47。第一個段46包括7個比特。第一個段和第二個段46、47一起組成一個八位位組。包括2、5、9、13或17個八位位組的用戶數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)作48的VP-SDU部分。該大小是由PR-SDU隱含決定。因此，VP-PDU大小將是3、6、10、14和18。
段46中的虛通道標(biāo)志(VPI)的范圍從0到127。VPI從一個低值開始并按順序分配。采用下面的VPI范圍對應(yīng)關(guān)系0-1保留用作管理2-127有效的用戶編號段49中的虛信道標(biāo)志VCI的范圍從0到127。VCI從一個低值開始并按順序分配。采用下面的VCI范圍對應(yīng)關(guān)系0-1保留用作管理2-126有效的用戶編號127表示虛設(shè)的VC-PDU，不包含有用的有效負(fù)荷。
在圖16中表示一個VC-PDU信元的結(jié)構(gòu)。VC-PDU被劃分為一個VC-PCI部分和一個VC-SDU部分。VC-PCI部分包括一個包含虛信道標(biāo)志(VCI)的第一段49和一個與VCI有關(guān)的奇偶校驗比特的第二段50。第一個段和第二個段49、50一起組成一個八位位組。包括1、4、8、12和16個八位位組的用戶數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)作51的VC-SDU部分。用戶數(shù)據(jù)可以為任何大小，只要它能裝進(jìn)PR-PDU信元。對所定義的PR-PDU信元，定義下列大小的用戶數(shù)據(jù)1、4、8、12、16字節(jié)。該大小由PR-PDU信元內(nèi)和分配的VP連接的PRI的大小隱含表示的。
整個VC-PDU可以和其他的VC-PDU一起放入VC-PDU用戶數(shù)據(jù)或ATM信元有效負(fù)荷。在后一情況下，VC-PDU可以是任何合適的大小。
圖17是一個圖4所示的一個接入例如接入單元AU1的方塊圖。該接入單元包括一個A/D變換器54，一個時隙定時器55，一個時隙儲存器56，一個連接和控制單元57和一個信元裝配復(fù)用器58。按照上述的電路仿真原則接入單元把時隙封裝在一個PR-PDU信元。到來的時隙可以作為VP-PDU用戶數(shù)據(jù)以任何組合被儲存在PR-PDU信元內(nèi)。一組時隙或單個時隙可以被放在一個PR-PDU信元內(nèi)。信元的大小按照將要被放入PR-PDU信元有效負(fù)荷的時隙的數(shù)目來選擇。這通過中央控制單元500完成。用戶數(shù)據(jù)也可以如圖16所指出的和VC-PDU一起混合。
圖18是一個表示圖17中的A/D轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)的方塊圖。用戶線58，每個可以連接到各自的用戶T1-Tn，被連接到各自的A/D轉(zhuǎn)換器59，它把語音轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。A/D轉(zhuǎn)換器59每125微秒對語音信號取樣一次，并把取樣值儲存在一個存儲器60。取樣的數(shù)字化值被并行地轉(zhuǎn)送到串行寄存器61。在每一并行到串行寄存器61，在每125微秒的間隔內(nèi)提供一個包括8比特的取樣。每個寄存器61具有一個連接到一個復(fù)用器62的輸出，復(fù)用器62把n個音頻信號以嚴(yán)格的時序從A/D轉(zhuǎn)換器54復(fù)用到一個輸出線63。復(fù)用器62可以在概念上被認(rèn)為包括一個旋轉(zhuǎn)臂64掃描每個從寄存器61來的輸出。假定一個抽樣包含在包括8比特的一個八位位組內(nèi)并且假定每125微秒取樣一次，臂64以速率512KHz旋轉(zhuǎn)，得到順序流的速率為64kbps。寄存器61的輸出被掃描的順序不變。電話機(jī)T1的數(shù)字化抽樣被放入時隙#1，來自電話機(jī)T2的抽樣被放入時隙#2，來自電話機(jī)T3的抽樣被放入時隙#3等，一直到來自電話機(jī)Tn的最后一個抽樣被放入時隙#n。該過程在下一個125微秒間隔內(nèi)被重復(fù)，如圖18的底部所示。圖18所示的每個時隙因此代表n個比特。圖18的箭頭65代表一個時鐘信號，保證每個寄存器60取樣的時間。在電話機(jī)T1該時間在每個順序的125微秒間隔內(nèi)的同一個時刻發(fā)生。在電話機(jī)T1這在時隙TS#1發(fā)生，在電話機(jī)T2這在時隙TS#2發(fā)生等，就如圖18所示。來自A/D轉(zhuǎn)換器的時隙流存儲在一個時隙儲存器56。每個時隙TS#1、TS#2……TS#n存儲在一個在幀內(nèi)對應(yīng)它的編號的位置。在時隙儲存器的位置由時隙計數(shù)器55決定的寫地址尋址，對每個新時隙增加一個步長。時隙計數(shù)器當(dāng)一個新的幀開始時從0開始。如果來自多于一個幀的時隙將被放入信元(參考圖7)，要使用一個多幀計數(shù)器。時隙計數(shù)器和時隙存儲器的大小等于到來的時隙流的時隙的數(shù)量。
時隙存儲器器56包括若干位置，每個和一個資格標(biāo)志66和一個索引地址67關(guān)聯(lián)。這已經(jīng)在圖19中標(biāo)出。連接和控制模塊57保有一個對PR-PDU信元的描述。該信元描述包括一個信元信頭68和一個讀出地址69。讀出地址表明時隙存儲器56中的地址，在該存儲器被放入VP-PDU用戶數(shù)據(jù)的時隙應(yīng)該被取出。如果用戶數(shù)據(jù)包含VP-PDU，虛通路標(biāo)志也在連接控制模塊57中被發(fā)現(xiàn)。信元資格標(biāo)志66表明是否該時隙將被放入VP-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)部分。在圖4的例子的情況下，屬于電話機(jī)T5和T6的時隙應(yīng)該被放入VP-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)部分而屬于其他所示的電話機(jī)的時隙不該有資格插入。
為了在PR-PDU信元和時隙間建立一種關(guān)系，連接控制模塊57被時隙計數(shù)器55尋址。連接控制模塊57控制裝配PR-PDU信元的信元裝配復(fù)用器58。該信元裝配復(fù)用器58也包括用于產(chǎn)生奇偶校驗3和在VP-PCI中的一個比特交織奇偶校驗的設(shè)備。PR-PCI中的奇偶校驗1和奇偶校驗2被預(yù)先計算好了，直接存儲在連接數(shù)據(jù)記錄里。
在圖19是表示連接和控制模塊57的一個方塊圖。一個連接數(shù)據(jù)記錄70包括一個索引表71和一個信元描述表72，它又包括若干位置73，其中一個位置在圖19中已表示出。連接和控制模塊54進(jìn)一步又包括排隊設(shè)備74用作對到來的索引地址排隊，一個信元地址計數(shù)器75和序列更新設(shè)備76。還有一個資格標(biāo)志譯碼器77控制一個復(fù)用器78的操作。
下面參考圖20描述連接和控制模塊57的操作。由A/D轉(zhuǎn)換器54產(chǎn)生的時隙應(yīng)該裝配成一個微信元。在時隙計數(shù)器55的控制下，時隙存儲在時隙存儲器56中。如果信元資格標(biāo)志等于0，這表示在PR-PDU信元被轉(zhuǎn)送之前，更多的時隙要被存儲。如果信元資格標(biāo)志66等于1，這表示PR-PDU信元已經(jīng)被填充滿，準(zhǔn)備發(fā)送。如果PR-PDU信元僅包括一個時隙，則包括該時隙的PR-PDU信元一旦有一個時隙已經(jīng)存儲在時隙存儲器，應(yīng)被發(fā)送。如果一個PR-PDU信元包括多于一個時隙，該時隙資格標(biāo)志66被用作表示當(dāng)PR-PDU信元的最后一個時隙已經(jīng)被寫進(jìn)了時隙存儲器55。時隙恢復(fù)器56也包括一個索引地址表67，它包括若干位置，每個位置各自對應(yīng)一個時隙。對應(yīng)PR-PDU信元的最后一個時隙的索引地址位置包括一個到索引表71的索引地址，在該地址存儲著一個指針，該指針指向信元描述表72中的信元開始的地址。信元描述表72中，存儲著指向信元描述器73的指針。信元描述器的數(shù)量等于被接入單元所支持的虛通道的數(shù)量。信元描述器73與PR-PDU信元有同樣的大小。信元描述器73是PR-PDU信元它自己的一個圖象。具有用作信元信頭68和VP-PDU用戶數(shù)據(jù)的存儲器位置。然而，用戶數(shù)據(jù)不包含在信元描述器73內(nèi)。而是這樣，指向組成這種用戶數(shù)據(jù)的時隙的指針在那兒存儲。該指針指向時隙存儲器中的地址，在時隙存儲器存儲著組成一個時隙的數(shù)字化的值。以這種方式，信元描述器對順序幀中發(fā)送的所有PR-PDU信元是通用。然而，信元描述器對不同的PR-PDU信元大小是不同的。在所示的例子中，信元描述器73包括一個信元信頭68和4個指針，它們當(dāng)中指針*TS1指向TS#1的位置，指針*TS2指向時隙56中的TS#2的地址等。因為4個虛通道是可以想得到的，表示出了4個這樣的信元描述器73，每個這樣的描述器各自關(guān)于一個虛通道。信元描述器包括一個控制資格標(biāo)志79，它表示信元描述器是關(guān)于信元信頭還是有效負(fù)荷。在前一種情況控制資格標(biāo)志等于1，在后一種情況控制資格標(biāo)志等于0。該信息在控制復(fù)用器78的資格標(biāo)志譯碼其77中被譯碼。
一般地，信元裝配過程按照下面的步驟順序幀的抽樣存儲在時隙存儲器56，直到PR-PDU信元的最后一個時隙被填充滿。當(dāng)最后一個時隙被填充滿，這通過設(shè)置信元資格標(biāo)志66為1表示。采用對應(yīng)的信元描述器73時，在時隙存儲器56內(nèi)使用索引地址?，F(xiàn)在是發(fā)送PR-PDU信元的時間了。該傳送由信元裝配復(fù)用器58控制，信元裝配復(fù)用器受控制資格標(biāo)志79控制。只要一個控制資格標(biāo)志79等于1，復(fù)用器的臂80在圖17和20所示的上部位置，信元信頭68被放入出發(fā)的信元流81。當(dāng)控制資格標(biāo)志79切換到一個信元描述器的0內(nèi)容，指針69以對應(yīng)的時隙存儲器位置的內(nèi)容交換，因而把對應(yīng)的時隙輸出到緊跟信頭的信元流81。以這種方式，信元以受內(nèi)部時鐘信號65控制的頻率產(chǎn)生。索引表71用作組織信元描述器，并提供一個發(fā)現(xiàn)將被發(fā)送的信元的設(shè)備。如圖20所表明，n個不同的信元，每個各自對應(yīng)一個虛通路，是可以想得到的。索引表包含到將被發(fā)送的信元的地址。信元發(fā)送是非同步的。假定一個PR-PDU信元正在被發(fā)送，因此若干時隙應(yīng)該輸出。當(dāng)這發(fā)生后，下一個信元的第一個時隙進(jìn)入時隙存儲器。該信元的索引地址現(xiàn)在在排隊設(shè)備74處排隊，這類存儲器為先進(jìn)先出型。因此，下一個信元必須等待直到前一個信元的最后一個時隙已經(jīng)被發(fā)送。不到前一個信元的最后一個時隙已經(jīng)被發(fā)送，信元裝配復(fù)用器58的臂80回到它的上一個位置，被存儲在排隊設(shè)備的索引地址所指向的下一個信元的信元信頭被發(fā)送。
信元地址計數(shù)器75在一個信元信頭的起始開始地址計數(shù)，所說的起始地址在信元描述表72內(nèi)被表示出。信元地址計數(shù)器然后計每個信元描述器的位置，而信元被輸出到信元流。當(dāng)執(zhí)行計數(shù)時，信元地址計數(shù)器75監(jiān)視信元資格標(biāo)志66。當(dāng)信元資格標(biāo)志66等于1，信元地址計數(shù)器75停止計數(shù)，為了得到下一個信元的索引地址，轉(zhuǎn)到排隊設(shè)備74。因此，信元的大小不存儲在信元計數(shù)器75內(nèi)。為進(jìn)一步控制信元裝配，信元描述器73中的控制資格標(biāo)志79具有下列功能1.信元信頭八位位組#1到信元裝配復(fù)用器58。增加信元地址計數(shù)器75。
2.信元信頭八位位組#2到信元裝配復(fù)用器58。重新寫回更新的序列號。增加信元地址計數(shù)器。
3.信元信頭八位位組#3到信元裝配復(fù)用器58。插入產(chǎn)生的奇偶校驗3。增加信元地址計數(shù)器75。
4.虛信道和序列號到信元裝配復(fù)用器58。重新寫下更新的序列號。增加信元地址計數(shù)器75。
5.用戶數(shù)據(jù)。把讀出地址送到時隙存貯器56。增加信元地址計數(shù)器75。
6.上一個用戶數(shù)據(jù)。把讀出地址送到時隙存貯器56。增加信元地址計數(shù)器75。在排隊設(shè)備74取到下一個索引地址并讀信元起始索引。
7.信元的結(jié)束。指出比特交織奇偶校驗應(yīng)該放入信元流。以前面得到的用于下一個信元的信元起始索引裝載進(jìn)信元計數(shù)器。
上面列出的資格標(biāo)志的功能與支持功能一起足夠支持信元裝配過程。
信元信頭數(shù)據(jù)被放入信元流中。當(dāng)進(jìn)入VP-PDU用戶數(shù)據(jù)部分，數(shù)據(jù)可以是一個指向時隙存儲器的指針或具有序列號的虛信道標(biāo)志。是那一種可能性由資格標(biāo)志決定。如果是一個指向時隙存儲器的指針，得到被選擇的時隙，作為VP-PDU用戶數(shù)據(jù)放入PR-PDU信元。如果是一個虛信道標(biāo)志VCI，標(biāo)志本身作為VP-PDU用戶數(shù)據(jù)被放入PR-PDU信元。對每個字節(jié)，重復(fù)上述過程，直到VP-PDU用戶數(shù)據(jù)的結(jié)束并完成上述過程。
如果沒有用戶數(shù)據(jù)可以放入一個信元，為了維持信元流必須提供某種信元設(shè)備發(fā)送空的信元。
從硬件的角度看，時隙存儲器56、索引表71、信元描述表72和信元描述器73使用相同的存儲器。然而，如果某種原因的需求例如為了維持足夠的數(shù)據(jù)流，所說的那些存儲器在物理上可能是分離。
在圖20，時隙存儲器56具有與連接到接入單元AU3的電話機(jī)一樣多的位置。一般地，32個電話機(jī)連接到一個接入單元，因此，時隙56包括32個位置，一個位置對應(yīng)一個時隙。
在圖21，表示PR層中的一個PR-PDU信元的結(jié)構(gòu)。信元信頭包括PRI、VPI、和VCI標(biāo)志，有效負(fù)荷包括若干時隙TS1……TSn。在圖21，已經(jīng)表示出了PR-PDU、PR-PCI和PR-SDU。
當(dāng)圖21的信元從PR層被橋接到VP層，它的PR-PCI被去掉，信元現(xiàn)在將具有圖22所具有的結(jié)構(gòu)。在圖22信元的信頭包括VPI和VCI標(biāo)志，有效負(fù)荷和圖21中的一樣。在圖22表示VP-PDU、VP-PCI和VP-SDU的定義。在圖21信元的用戶數(shù)據(jù)是PR-SDU，而在圖22信元的用戶數(shù)據(jù)是VP-SDU。
如果圖22所示的信元被橋接到VC層，它的VPI被剝掉，信元結(jié)構(gòu)將是圖23中所示的那個。表示出了VC-PDU、VC-PCI和VC-SDU的定義。信元的VC-SDU部分是信元的用戶數(shù)據(jù)。在圖21、23，時隙TS1-TSn屬于不同的連接。然而，它們可能屬于同一個連接，如圖6所解釋的。在這兩種方法間也有可能是它們的混合，即某些時隙可能屬于一個連接，而其他的屬于一個第二甚至第三連接。是哪種情況由中央控制單元500決定。
在圖24A，表示包括若干VC-PDU的一個PR-PDU信元。一個這種類型的PR-PDU信元可能包括兩個或多個VC-PDU。在圖24，表示3個這樣的VC-PDU。每個VC-PDU84代表一個VC-PDU信元，即VC層的一個微信元，它已經(jīng)被放入一個PR-PDU信元85，并且提供對所有的VC-PDU信元共同的一個PRI和一個VPI標(biāo)志。PR-PDU信元85仍然被稱為微信元。圖24的每個PR-PDU信元84要前往由PRI和VPI值所指明的目的地。該目的地是VC-PDU信元所共有的路由的最后一點。在圖4的例中，該點對應(yīng)接入交換機(jī)AS4內(nèi)的接入單元AU1。VC-PDU信元84的VCI值可能對PR-PDU信元85內(nèi)的不同的VC-PDU是不同的。圖24A所示的VCI標(biāo)志不屬于VP-PDU信元85的信頭，但形成部分的用戶數(shù)據(jù)。這是本發(fā)明的一個重要特點。把若干VC-PDU84填充到一個PR-PDU信元85，把信元從源轉(zhuǎn)發(fā)到目的地的時延降低。通過下面的比喻這能清楚些假定PR-PDU信元85是輛前往紐約(對應(yīng)那些VC-PDU84走的共同路程最后一點)的火車。單個VC-PDU前往紐約以外的不同的城市。一旦VC-PDU填充滿了PR-PDU信元85，該PR-PDU信元，即去紐約的火車，被發(fā)送。在紐約，VC-PDU84離開這輛紐約火車，各自乘火車去它們各自的城市。因此，在出發(fā)的車站等待的時間將降低為裝滿紐約火車(組成紐約火車的VC-PDU信元的數(shù)量)的時間，與每個目的地城市使用一個不同的火車84，(PR-PDU信元)相比是短的。這些不同的火車必須完全裝滿前往某個城市的乘客(時隙)采能離開它的始發(fā)站。
圖25揭示了圖24A的PR-PDU信元，它正在VP層傳送。在圖26A，PR-PDU信元85的單個VC-PDU表示的方式似乎是在VC層傳送。
在圖24A所示的舉例的PR-PDU信元85中，雖然如同省略點所暗示的，可能包括更多這樣的VC-PDU，僅有3個VC-PDU表示出了。
在圖26A，表示一個包括一個有53個字節(jié)大小的標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的PR-PDU。PR-PDU為56個字節(jié)。ATM信元的用戶數(shù)據(jù)已經(jīng)以若干VC-PDU信元填充滿。
在圖27，是一個交換機(jī)的簡化方塊圖，它提供了支持本發(fā)明的特定特點的設(shè)備。所示的交換機(jī)是圖4中的交換機(jī)AS1-AS4或CS1的任何一個。一個通常的縱橫制ATM交換機(jī)86具有若干輸入線87-1……87-n和若干輸出線88-1……88-n。在該方面可取的實現(xiàn)方案中，這種類型的ATM交換機(jī)86在1993年1月28日提出的我美國申請已有，這兒僅以參考文獻(xiàn)列出。每個輸入線87連接到各自的接入單元AU。對每個輸入線，連接著一個信元大小和路由設(shè)備89。信元大小和路由設(shè)備89-1連接到輸入線87-1等，直到信元大小和路由設(shè)備89-n。舉例說明，輸入線87-1連接到AU3，而輸入線87-n連接到AU4。在每個輸出線88-1……88-n，各自連接著一個信元大小譯碼設(shè)備90-1……90-m。因為信元大小和路由設(shè)備89是相同的，僅描述信元大小和路由設(shè)備89-1。它包括一個復(fù)用器91、控制設(shè)備92、一個PRI轉(zhuǎn)換表93和信元大小計數(shù)器94。復(fù)用器91具有兩個輸入線，一個是輸入線81用作信元流，另一個記作97來自PRI轉(zhuǎn)換表93。復(fù)用器98具有一個臂98在兩個輸入線81和97之間移動，連接到縱橫制交換機(jī)86的輸入線87-1。該信元大小和路由設(shè)備89的主要功能是確定到來的信元具有那種信元大小，根據(jù)它的PRI為到來的信元選定路由并把到來的信元的PRI值改變?yōu)橐粋€新的PRI值，它表示該信元的源。該路由選定過程使用PRI轉(zhuǎn)換表93以常規(guī)的方式完成。從到來的信元流81，包含大小編碼的段即格式指示器和CTF段被信元大小解碼器解碼，并被裝載進(jìn)信元大小計數(shù)器94。信元大小計數(shù)器和控制設(shè)備92為了跟蹤每個到來的信元，分析到來的信元流，以及一旦一個信元被識別，它的PRI值被提取出來。被提取出的PRI值用作尋址PRI轉(zhuǎn)換表93。到來的信元的PRI值指明信元的目的地或PR路徑的匯。該值被切換到一個新的PRI值，它從PRI轉(zhuǎn)換表中取出，表明PRI路徑的源，該情況下為電話機(jī)T5。以這種方式，端點匯在分析了PRI值后將得到關(guān)于發(fā)送者的信息。當(dāng)信元的信頭被識別，臂98移動到輸入線97，并且新的PRI值，即發(fā)起單元的PRI值，被插入到信元的信頭，因此臂98又移回到輸入線81，信元將被傳送到輸入線87-1。雖然沒有描述，縱橫制交換機(jī)86包括輸入緩沖器和在每個交換機(jī)的交叉點處的緩沖器以及輸出排隊緩沖器。
在每個輸出線處，有掃描單元，沒畫出，它掃描各自的輸出線，看看是否有一個信元在某個輸入線87-1……87-n處，它要前往它的輸出線。如果是這樣，相應(yīng)的掃描單元激活一個信元提取單元，已畫出但是籠統(tǒng)的，它提取信元。因為信元大小解碼設(shè)備90是相同的，僅描述信元大小設(shè)備90-1。每個信元大小設(shè)備90-1的主要功能是為了信元定幀，跟蹤各種PR-PDU的大小。即要知道信元大小，以及知道多少八位位組應(yīng)該通過縱橫制交換機(jī)被轉(zhuǎn)送。信元大小解碼設(shè)備包括一個信元大小解碼器95，與在輸入處的相似，和一個信元大小計數(shù)器96。
在圖28是用在一個ATM節(jié)點2的每個單元的地址結(jié)構(gòu)。因此，該地址結(jié)構(gòu)被用在接入單元、接入交換機(jī)A1、在映射器單元M和中央交換機(jī)CS。有一個物理路由表即PR表140，它具有若干條目0-23。對每個條目，有一個虛通道表141關(guān)聯(lián)。每個VP表具有若干條目0-255。每個這樣的VP表條目各自有一個虛連接表VC表142關(guān)聯(lián)。每個VC表依次有若干條目0-255。PR表中的每個條目對應(yīng)一個物理路由。因為在PR表140有24個條目，有24個VP表141。對每個VP表141，有24個VC表142的集合關(guān)聯(lián)，每個這樣的集合包括256個VC表142。PRI標(biāo)志，即PR表140的條目中的指針指出將被使用的VP表。VPI標(biāo)志，即在一個VP表的條目的指針指出256個VC表中哪一個應(yīng)該被使用。VCI指針又指出在使用的VC表中的位置。因此，有1×24×256×256個地址可以被尋址，即24×64k個地址可用。不是對各種表中的地址以圖8所示的方式打包，可能使用一個包含24×64k個地址的長線性陣列。其他地址結(jié)構(gòu)也是可能的。
下面將參考圖29描述映射器單元MU1-MU4。因為這些單元是相同的，將僅描述MU1。映射器單元MU1包括設(shè)備100用作處理PR層的信元，設(shè)備101用作處理VP層的信元，設(shè)備102用作處理VC層的信元。用作在VC層處理VC層的信元設(shè)備102將提供把VC-PDU放入PR-PDU信元以及提供信元解裝配。映射器單元也具有一個輸入fifo103和輸出fifo104。一個fifo是一個先進(jìn)先出型的寄存器，其中信元的每個八位位組的比特按順序存儲。信元處理設(shè)備100包括一個PR表105和一個具有兩個輸入線107和108的復(fù)用器106，一個可移動臂109和一個輸出線110。PR表105包括若干由水平線說明的條目。每個條目存儲一個VP指針或一個新的PRI值。對每個條目，有一個資格標(biāo)志Q1關(guān)聯(lián)。該資格標(biāo)志Q1用作識別存儲在它的關(guān)聯(lián)條目的值的意義。如果例如Q1＝1，存儲在該條目的值是一個新的PRI值。如果Q1＝0存儲在該條目的值是一個VP指針，它指向?qū)⒈挥米鬟@個特定條目的VP表。
信元處理設(shè)備101包括若干VP表110、一個具有一個輸入線112的復(fù)用器111、一個輸入線113、一個可移動臂114和一個輸出線115。每個VP表110包括若干條目。在每個條目，存儲著一個VC指針或一個新的VPI或信元的大小。對每個條目有一個資格標(biāo)志Q2關(guān)聯(lián)。Q2表明存儲在它關(guān)聯(lián)的條目的信息是一個VC指針、一個新的VPI值或一個信元大小。如果例如Q2＝0，則存儲在對應(yīng)的條目的值是新的PRI和新的VPI值。如果Q2＝1，則它關(guān)聯(lián)的條目存儲一個VC指針即一個指向與特定的VP表的條目關(guān)聯(lián)的VC表的指針。信元處理設(shè)備102包括若干VC表116、一個具有兩個輸入線118和119的復(fù)用器117、一個可移動臂120和一個輸出線121。每個VC表包括若干條目。對每個條目有一個資格標(biāo)志Q3。存儲在一個VC表的特定的條目的信息是新的VPI、PRI和VCI值，或一條把兩個或多個VC-PDU信元放入一個PR-PDU信元指令，或在映射器單元結(jié)束電路的指令。存儲在該條目的信息的意義由Q3決定。如果例如Q3＝00，則能提供新的VPI、PRI和VCI值，如果Q3＝01則存儲在該條目的信息是一條把若干VC-PDU信元放入一個PR-PDU信元指令，如果Q3＝11則存儲在該條目的信息是在映射器單元結(jié)束電路的指令。信元處理設(shè)備102也包括若干VCU-PDU fifo121-1……122-n，其中n代表可以被放入一個PR-PDU信元的VC-PDU的最大的數(shù)量。一個復(fù)用器123具有一個可移動的臂124，它連接到輸出線121。復(fù)用器123具有若干輸出線，在125中扼要地表示了。每個輸出線125連接到各自的VC-PDU fifo122。信元處理設(shè)備102也包括一個具有若干輸入線127的復(fù)用器126、一個可移動臂128和一個輸出線129。每個輸入線127與各自的VC-PDU fifo122關(guān)聯(lián)。
映射器單元業(yè)包括一個具有4個輸入的主復(fù)用器130、一個可移動臂131和一個輸出線132。輸入分別連接到輸出線110、129、115和121，輸出線132連接到輸出fifo104。映射器單元還包括一個信元大小計數(shù)器133、一個VC-PDU大小計數(shù)器134，它們共同操作用于鑒別信元信頭和信元有效負(fù)荷以及鑒別一個PR-PDU信元的各種VC-PDU和PR-PDU信元的信頭。
映射器單元的操作下面將聯(lián)系圖30、31、32所示的流程圖描述。信元隨機(jī)達(dá)到輸入緩沖器103，在這兒它們被暫時存儲。輸入緩沖器103內(nèi)的信元的PRI值被分析，方塊140。然后對應(yīng)這個PRI值的條目在PR表104被數(shù)入，方塊141。在圖129，這以箭頭137指明。然后在所引用的條目的資格標(biāo)志被分析，方塊142。如果Q1＝0，則信元應(yīng)該被映射器單元橋接，即老的PRI值應(yīng)該被去掉，應(yīng)該被一個新的PRI值代替。如果Q1＝1，則在PR層不進(jìn)行橋接，該信元被進(jìn)一步處理。如果Q1＝0，即在在判定方塊143的另一種“是”，則復(fù)用器106的臂109移到指定的位置，新的PRI值從該條目得到，并且沿輸出線110，通過已經(jīng)被選擇器控制135選擇到指定位置的主復(fù)用器130，被轉(zhuǎn)送到輸出fifo104。該過程在方塊144被指明。然后輸入fifo103中的信元的PR-SDU應(yīng)該從輸入fifo通過輸入線108和輸出線110、132被轉(zhuǎn)送到到輸出fifo104，在這兒它被加到存儲在這兒的新的PRI值。比較方塊145。輸出fifo104內(nèi)的信元現(xiàn)在已被發(fā)送，方塊146，并且輸入fifo103是空的。一旦一個新的信元到達(dá)映射器單元，它將被存儲在輸入fifo103。
如果資格標(biāo)志Q1＝1，則存儲在對應(yīng)的條目的值代表一個指針，具體地是一個VP指針，它指出在一個被使用的VP表110中的具體的VP表。這由箭頭138指明，在圖30由方塊147代表。然后VPI從輸入fifo103中的信元得到。在圖29這由箭頭139指明。然后為了發(fā)現(xiàn)存儲在由VCI指定的條目的信息的意義，檢查資格標(biāo)志Q2。輸入fifo中的信元應(yīng)該在VP層被橋接嗎或它應(yīng)該在協(xié)議的更高層被進(jìn)一步處理嗎？在圖31的判定方塊150作出該決定。如上所述的相似的過程現(xiàn)在將要發(fā)生。如果資格標(biāo)志Q2＝0，則橋接應(yīng)該發(fā)生，那是應(yīng)該從輸入fifo103被轉(zhuǎn)送到輸出fifo105的信元，它的老PRI和VPI值應(yīng)該被去掉，被存儲在由箭頭139指出的條目的新的PRI和VPI值代替。這由復(fù)用器111完成。它的臂114位于圖29所示的位置，新的VPI值從條目取到，并且通過輸出線115被轉(zhuǎn)送。主復(fù)用器130被設(shè)置到輸出線115所連接的輸入，新的VPI值被存儲在輸出fifo104。這由方塊151代表。下面臂114被設(shè)置到輸入線113，存儲在輸入fifo103的其他的數(shù)據(jù)，包括任何VCI，被轉(zhuǎn)送到輸出fifo104。臂114然后回到圖29所示的位置。如上所述，臂114和131的運動被選擇器控制135所控制。在由箭頭139所指出的條目，也有關(guān)于信元大小的可用信息被輸出。在輸入fifo103的信元的大小被信元計數(shù)器取到，信元計數(shù)器讀輸入fifo的信元的PSC段。當(dāng)被信元大小計數(shù)器133取到的大小等于存儲在VP表中的條目的大小值時，從輸入fifo103不該讀更多的八位位組，因為輸出fifo的信元是現(xiàn)在完整的。為了控制臂114的運動，選擇器控制135正在利用這個事實。因為輸出fifo的信元現(xiàn)在是完整的，它將被發(fā)送，方塊153。
如果在被選擇的VP表在由箭頭139所指出的條目對Q2的分析表明Q2＝1，存儲在該條目的值表示一個指針，具體的是一個VC指針，它指出了在VC表116中，將被用作輸入fifo103的具體的信元的VC表。在圖29這由箭頭160及在圖31由方塊154代表。然后，輸入fifo內(nèi)的信元的VCI應(yīng)該被取到。這由方塊155代表。該VCI值也是在被選擇的VC表內(nèi)被使用的條目的數(shù)量。這在圖29由箭頭161及在圖31由方塊156代表。一旦該條目被選擇，與該條目關(guān)聯(lián)的資格標(biāo)志Q3被檢驗，方塊157。
資格標(biāo)志Q3根據(jù)輸入fifo103內(nèi)的信元哪個VP-PDU用戶數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)該被處理，可以啟動三個進(jìn)程中的一個。該進(jìn)程或是從一個VP路徑到另一個的VC-PDU橋接、VC-PDU終止，或是把VC-PDU填充進(jìn)一個PR-PDU信元。如果Q3＝00，VC-PDU橋接發(fā)生。該進(jìn)程對應(yīng)在圖9的協(xié)議堆棧所示的VC-PDU點線。如果Q3指出應(yīng)該進(jìn)行橋接，則對應(yīng)的條目包含新的VPI、PRI和PCI值，將被附加到輸入fifo的信元的VC-PDU。這個新的值從被選擇的VC表中由箭頭161指出的條目被取到，并出現(xiàn)到復(fù)用器117的輸入線118，其中復(fù)用器117的臂120已經(jīng)被選擇到被選擇器控制135所示的位置。這些新的值從輸出線121被轉(zhuǎn)送到對應(yīng)的主復(fù)用器130的輸入，其中主復(fù)用器130的臂131已經(jīng)由選擇器控制135被設(shè)置到對應(yīng)輸入線171的位置。新的VPI、PRI和VCI值被存儲在輸出fifo104。在圖32這在方塊159被表明。然后，臂120被移到對應(yīng)于線119的位置，輸入fifo103內(nèi)的信元的其他的數(shù)據(jù)通過輸入線119、輸入線121、臂131和輸出線132被轉(zhuǎn)發(fā)到輸出fifo104。臂120然后回到圖29所示的位置。這由圖29的方塊160指出。輸出fifo104內(nèi)的PR-PDU信元選擇是完整的，并被發(fā)送，方塊161。
如果若干VC-PDU將被放入圖25所示的這種類型的PR-PDU信元的VP-PDU部分，這將由資格標(biāo)志Q3指出。在該情況下不應(yīng)該進(jìn)行橋接，而是，被存儲在輸入fifo103的PR-PDU的PRI和VPI的值應(yīng)該被分析，方塊162。每個VC-PDU fifo122-1……122-n與應(yīng)該出發(fā)的VP路徑關(guān)聯(lián)?；趯@個VPI值的分析，對應(yīng)的VC-PDU fifo122被選擇器控制135選擇，它把復(fù)用器123的臂124移到被選擇的VC-PDU fifo。為了當(dāng)它被填充滿VC-PDU時能發(fā)送一個完整的信元，每個VC-PDU fifo已經(jīng)在哪兒預(yù)先存儲一個新的PRI值和一個新的VPI值。當(dāng)該VC-PDU已經(jīng)被存儲在它對應(yīng)的fifo122，它駐留在那兒并等待另一個前往由新的PRI和VPI值所指出的相同的目的地的VC-PDU。輸入fifo103是空的，準(zhǔn)備接收一個新的到來的信元。這在方塊164中被指明。聯(lián)系圖30、31和32，上述的進(jìn)程被重復(fù)。每個VC-PDU的狀態(tài)被監(jiān)督，一旦一個fifo滿了，該PR-PDU信元被發(fā)送。這通過把復(fù)用器126的臂128移到與填充滿的VC-PDU fifo122關(guān)聯(lián)的輸入線127來實現(xiàn)。PR-PDU信元通過輸出線129被發(fā)送到主復(fù)用器130，復(fù)用器的臂已經(jīng)被選擇器控制135移到對應(yīng)的輸入線129。PR-PDU信元在輸出fifo104沒有進(jìn)一步的時延立即被發(fā)送。因為PR-PDU比較長，把它完全發(fā)送將要花費一些時間，在這段時間信元處理設(shè)備100、101和102是空的。同時，新的信元被存儲在輸入緩沖器103。VC-PDU fifo監(jiān)督設(shè)備，圖中沒畫出，也監(jiān)督一個VC-PDU被存儲在每個VC-PDU fifo122的時間。如果該時間超過一個預(yù)先確定的時間，被稱為定時器到時限，存儲在一個fifo的VC-PDU被發(fā)送。VP-SDU剩下的部分將被一個虛設(shè)的VC-PDU填充滿。一個虛設(shè)VC-PDU通過設(shè)置VCI-127指明。因此，發(fā)送VC-PDU的時延受到控制。沒有VC-PDU將被“忘掉”，即將不會保持在映射器單元不發(fā)送。參考圖4給出的例子并參照圖10，圖11的PR-PDU信元28’/1和29’/1在圖29的左邊示出，PR-PDU信元30’/1在圖29的右邊示出。PR-PDU信元29’/1第一個到達(dá)輸入fifo103。它的PRI指向PR表的條目號3，資格標(biāo)志Q1指向一個VP表，信元的VPI值指向所選擇的VP表的條目號2。在該條目的資格標(biāo)志Q2表明VC-PDU應(yīng)該被放入一個PR-PDU信元，時隙TS#6和它的VCI值作為VC-PDU被存儲在對應(yīng)于與VPI#2關(guān)聯(lián)的VP路徑的VC-PDU fifo。在該fifo預(yù)先存儲著一個PRI值1和一個PRI值2。輸入fifo103現(xiàn)在是空的，接收下一個信元，信元29’/1，它以相似的方式被分析。它的時隙TS#6以及一個VCI值2被存儲與在前面所描述的TS#5相同的fifo。VC-PDU大小計數(shù)器現(xiàn)在已經(jīng)計到2個VC-PDU，VC-PDU fifo準(zhǔn)備發(fā)送，它的內(nèi)容作為一個新的較大PR-PDU信元在信頭內(nèi)包括PRI#1、PRI#2，在有效負(fù)荷內(nèi)包括2個VC-PDU84。在MU1發(fā)生的VC-PDU填充過程由圖9的協(xié)議堆棧內(nèi)的線31表明。
已經(jīng)描述了兩個信元的VC-PDU如何被放入映射器單元MU1內(nèi)的另一個信元的VP-PDU，該信元被映射器單元MU4處理的方式下面將聯(lián)系圖33描述。銜接的信元30’/1被暫時存儲在輸入fifo103。在PR表105的第二個條目的資格標(biāo)志Q1表明應(yīng)該選擇一個VP表，在選擇的VP表的第二個條目的資格標(biāo)志Q2表明應(yīng)該進(jìn)行VP橋接。PRI和VPI值從該條目被取到，被存儲在輸出fifo104。老的PRI和VPI值被拋棄。在輸入fifo 103的其他信元通過復(fù)用器115被傳遞到輸出fifo106，從這兒信元130’/1被拋棄。包括VC-PDU的信元的VC部分再不激活。
在圖34，表示一個接入單元的接收部分。因為接收單元對所有的接入單元是相同的，僅連接到圖4的AS4的接入單元AU1的接收單元將詳細(xì)描述。在接收接入單元，信元進(jìn)行解裝配。信元解裝配將作一般性描述以及具體地對于PR-PDU信元30進(jìn)行描述。在圖34，接入單元的接收部分包括一個物理路由PR表105，若干VP表110，若干VC表116，一個時隙存儲175，一個時隙計數(shù)器176和一個信元大小計數(shù)器133，一個VC-PDU大小計數(shù)器134和一個控制單元136。這些單元雖然物理上它們是不同的，與那些聯(lián)系圖29描述的單元相似，具有相同的參考數(shù)碼，因為它們位于不同的單元。在接入單元的接收部分，已經(jīng)穿過ATM節(jié)點2的單個時隙之間的時間關(guān)系，即幀里的單個時隙的位置，應(yīng)該被存儲。到這一端，有一個時隙存儲器175和一個時隙計數(shù)器176。時隙計數(shù)器從一個接入單元的本地時鐘，未畫出，接收一個幀同步信號。該時鐘不需與STM節(jié)點3的時鐘同步。每個VC表116具有若干條目。條目的數(shù)量等于一幀內(nèi)的時隙的數(shù)量。時隙存儲器175包括若干位置，所說的數(shù)量也對應(yīng)離開接入單元AU1的時隙流的一幀中的時隙的數(shù)量。在該情況下，出發(fā)的時隙流由一條電話機(jī)T1-Tn連接的本地線路承載。
接收部分的操作下面將就圖34和35描述。到來的PR-PDU信元被存儲在輸入fifo103內(nèi)。然后輸入fifo內(nèi)的PR-PDU信元的PRI值被取到，方塊190。PRI值指明在PR表105內(nèi)應(yīng)該與這個具體的信元一起被使用的條目。這在方塊191指出。該條目包含應(yīng)該指向在VP表110中被選擇的VP表的指針。該選擇在圖34由箭頭138，在圖35由方塊192代表。然后，輸入fifo103內(nèi)的PR-PDU信元的VCI值被取到。VCI值表明在選擇的VP表被使用的條目。這在圖34由箭頭137，在圖35由方塊193代表。如上所述，每個條目于一與資格標(biāo)志關(guān)聯(lián)。在這個具體的情況下，標(biāo)作Q4的資格標(biāo)志表明該信元是一單微信元還是一個包含若干VC-PDU的信元。如果它是單微信元，則Q4表明存儲在所選擇的條目的值是一個寫地址，表示到來的PR-PDU信元的時隙應(yīng)該存儲在時隙存儲器175的哪個位置。這在圖35在方塊195指明。因為輸入fifo103內(nèi)的PR-PDU信元可能包含若干時隙，即該信元可能是圖6和7中所示的任何一種，然后該VP表包含若干額外的寫地址；每個這樣的額外的寫地址指出關(guān)聯(lián)的時隙應(yīng)該被存儲在時隙存儲器中的那個地址。因此，在選擇的VP表的條目是否有額外的寫地址要作分析。該分析由判決方塊196代表。每個這樣的額外的地址被存儲在時隙存儲器175。這個過程被重復(fù)直到輸入fifo103再內(nèi)沒有時隙剩下。最后，存儲在時隙存儲器175的時隙通過時隙計數(shù)器176被讀出。時隙計數(shù)器對出發(fā)的STM時隙流的每個125微秒幀從0開始。計數(shù)器176計數(shù)到包含在幀中的時隙的數(shù)量，這對每個幀循環(huán)地完成。在時隙計數(shù)器176的每次計數(shù)，包含在時隙存儲器的對應(yīng)位置的時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)被取到。例如，如果該幀包含24個時隙，則時隙存儲器內(nèi)的位置1對應(yīng)該幀內(nèi)的時隙號1，位置2對應(yīng)該幀內(nèi)的時隙號2等，直到時隙存儲器內(nèi)的位置24，它對應(yīng)該幀內(nèi)的時隙號24。該幀內(nèi)的時隙1可能被分配到電話機(jī)單元1，時隙2被分配到電話機(jī)單元2等。存儲在時隙恢復(fù)器175的時隙讀出在圖35的方塊197中指明。
如果資格標(biāo)志Q4＝1，存儲在被選擇的VP表的條目的值的意義是一個指針，它指向在輸入fifo103內(nèi)和具體的微信元一起被使用的VC表116。因此，選擇一個VC表。這在圖34由箭頭170表示，在圖35由方塊198表示。被選擇的VC表包含和輸入fifo103的PR-PDU信元中的時隙有一樣多的寫地址。然后，輸入fifo中的PR-PDU信元的VCI值被取到。這由圖34中的箭頭177和圖35中的方塊199代表。該被取到的VCI值指出在選擇的VC表被使用的條目。這在方塊200內(nèi)表明。在該條目存儲著一個指針，具體地說一個指向時隙存儲器175中的位置的指針，輸入fifo103中的信元存儲在該時隙恢復(fù)器。因此，在該VC表中的指針是一個寫地址，它指出該時隙應(yīng)該被存儲的時隙恢復(fù)器中的位置。該寫地址和它所指向的位置在圖34已經(jīng)用箭頭178表示。在輸入fifo的信元的時隙被傳遞到這個寫地址由圖34中的箭頭179表示。在圖35的方塊201，表示最后兩個規(guī)程。
如果包括在輸入fifo103的VC-PDU信元包括多于一個VC-PDU，則在上面的段落中所描述的進(jìn)程被重復(fù)直到所有的VC-PDU已經(jīng)被處理。時隙計數(shù)器176連續(xù)運行，每125微秒時隙存儲器被倒空一次。
圖34的PR表和前面所描述的PR表不同之處在于沒有任何和一個條目關(guān)聯(lián)的資格標(biāo)志。這是因為所有到達(dá)一個接入單元的接收部分的PR-PDU信元將在接入單元被終止。
對圖34的左上部所示的信元30采用上面的規(guī)程，一個PRI值2表示PR表105的第二個條目和信元30關(guān)聯(lián)。在該第二個條目，某個與該信元關(guān)聯(lián)的VP表應(yīng)該被指出。然后，VPI值被取到，這個值是2，意思是被選擇的VP表的第二個條目應(yīng)該被尋址。在這第二個條目，資格標(biāo)志被分析，并且在這個具體的情況發(fā)現(xiàn)Q4＝1，它意思是在輸入fifo103的信元包含VC-PDU。因此，存儲在VP表的條目的值表示一個具體的VC表。該VC表被選擇，該信元的第一個VCI在輸入fifo103被取到。該VCI等于3，因此被選擇的VC表的第三個條目被尋址。存儲在該第三個條目的值是4。因此，在時隙計數(shù)器被選擇的位置是位置號4，在這兒存儲著時隙TS#6。該VC表再一次被分析，發(fā)現(xiàn)在輸入fifo的信元有一第二個VCI；這第二個VCI等于2。因此，在被選擇的VC表的第二個時隙被尋址。在這第二個條目，存儲著寫地址“8”。因此，在時隙存儲器的位置8應(yīng)該被尋址，TS#5通過箭頭179指明的線路被傳遞到第8個位置。這由箭頭178指明。在被選擇的VC表不再發(fā)現(xiàn)VCI，因此輸入fifo是空的。當(dāng)時隙計數(shù)器啟動一個新的幀，在時隙存儲中從一個位置跨到另一個位置，它將得到時隙在位置號4的TS#5，將在出發(fā)的信元流中把這個TS#5放入時隙號4。然后，時隙計數(shù)器到達(dá)位置號5，什么也沒發(fā)現(xiàn)，跨到位置6，也沒發(fā)現(xiàn)什么，等等，最后在位置8它將發(fā)現(xiàn)時隙TS#6，將把它取出并把它放入出發(fā)的時隙流中的時隙號8。以這種方式電話機(jī)T4將與電話機(jī)T5在AU3具有一條連接，電話機(jī)單元T8將在AU4與電話機(jī)單元T6具有一條連接。
權(quán)利要求
1.使用一個分層協(xié)議模型在一個電路仿真ATM交換機(jī)中用于交換同步轉(zhuǎn)移模式信元的一個方法；每個這樣的信元以面向幀為基礎(chǔ)，被轉(zhuǎn)送到電路仿真ATM交換機(jī)。并且每個這樣的信元包括一個信頭和一個有效負(fù)荷，信頭包括由若干比特組成的段，它存儲關(guān)于信元的詳細(xì)資料，有效負(fù)荷包括若干時隙，每個時隙包括一個八位位組，用于承載用戶數(shù)據(jù)，其特征在于，所說的交換機(jī)，為了降低信元的打包時間，被提供某種設(shè)備用于分配一個預(yù)先確定數(shù)量的時隙給一個被在一物理媒介上傳送的信元，所說的信元稱為PR-PDU信元，在一個數(shù)量集合中選擇所說的數(shù)量。
2.按照權(quán)利要求1的一個方法，其特征在于，使用一個分層協(xié)議模型，將信無從它們的源傳遞到目的地，它從最低層到最高層包括一個包括所說的物理媒介的物理路由層(PR層)、一個通道層(VP層)、一個虛信道層(VC層)和一個電路連接層(CC層)，該信元在PR層包括一個PR協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PR-PDU)，它又被劃分為一個PR協(xié)議控制信息部分(VP-PCI簡稱PRI)，和一個用戶數(shù)據(jù)部分，該信元在VP層包括一個VP協(xié)議數(shù)據(jù)單元(VP-PDU)，它又劃分為一個VP協(xié)議控制信息部分(VP-PCI簡稱VPI)，和一個用戶數(shù)據(jù)部分，該信元在VC層包括VC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(VC-PDU)，它又劃分為一個VC協(xié)議控制信息部分(VC-PCI簡稱VCI)，和一個用戶數(shù)據(jù)部分，VP-PDU是在PR層的用戶數(shù)據(jù)部分，在CC層的信元包括所說的時隙，它形成VP層的用戶數(shù)據(jù)部分，所說的信元沿著在每個所說的PR、VP和VC層形成的虛通道被傳遞。
3.按照權(quán)利要求2的一個方法，其特征在于，PR-PDU的大小從包括4、8、12、16、20、56和60個八位位組的集合中被選擇出來。
4.按照權(quán)利要求3的一個方法，其特征在于，VP-PDU的大小從包括3、6、10、14和18個八位位組的集合中被選擇出來。
5.按照權(quán)利要求4的一個方法，其特征在于，VP-PDU的大小從包括2、5、13和17個八位位組的集合中被選擇出來。
6.按照權(quán)利要求5的一個方法，其特征在于，CC-PDU的大小從包括1、4、8、12和16個八位位組的集合中被選擇出來。
7.按照權(quán)利要求6的一個方法，其特征在于，在VP層共享相同通道的至少兩個信元的VC-PDU被作為用戶數(shù)據(jù)存儲在一個VP-PDU信元中。
8.按照權(quán)利要求7的一個方法，其特征在于，VC-PDU信元的用戶數(shù)據(jù)被作為用戶數(shù)據(jù)存儲在一個PR-PDU信元，它具有4、8、12、16和20個八位位組的任何一個大小。
9.按照權(quán)利要求8的一個方法，其特征在于，共享相同虛通道VP，或用作一個ATM連接的相同的VP/VC的至少兩個信元的VC-PDU，被存儲在一個ATM信元的48個八位位組有效負(fù)荷中。
10.按照權(quán)利要求9的一個方法，其特征在于，已經(jīng)存儲在那兒的所說的ATM信元VC-PDU又被作為用戶數(shù)據(jù)存儲在一個具有56或60個八位位組大小的PR-PDU信元中。
11.按照權(quán)利要求5的一個方法，其特征在于，在所說的共同VP層通道的遠(yuǎn)端，所說的VC-PDU從時隙中被提取出來，并被重新定向到它們各自的目的地。
12.用作執(zhí)行按照權(quán)利要求1的方法的電路仿真ATM交換機(jī)節(jié)點，所說的交換機(jī)節(jié)點包括一個具有輸入端口和輸出端口的中央交換機(jī)(CS1)，本地接入交換機(jī)(AS1，AS2，AS3，AS4)，連接到每個本地接入交換機(jī)的本地接入單元(AU1-AU5)，和通過一條面向幀的時隙總線連接到每個本地接入單元的用戶(T1-Tn)，每個用戶與一個具有在連續(xù)的幀中有預(yù)先確定的位置的時隙(T)關(guān)聯(lián)，所說的接入單元根據(jù)用于電路仿真的基本原則具有信元裝配設(shè)備(54)用作在信元中封裝從它連接的用戶到來的時隙，和信元解裝配設(shè)備用作解裝配到來信元的時隙及恢復(fù)這些以面向幀為基礎(chǔ)解裝配的時隙的時間關(guān)系，其特征在于，在中央交換機(jī)和接入交換機(jī)間連接的映射單元(MU1-MU4)，每個所說的映射單元被提供設(shè)備從到來的信元中提取(a)時隙和(b)一個與單獨的信元關(guān)聯(lián)的標(biāo)志，它識別它關(guān)聯(lián)的時隙的源。-從到來的信元中提取(a)時隙和(b)一個與單獨的信元關(guān)聯(lián)的標(biāo)志，它識別它關(guān)聯(lián)的時隙的源的設(shè)備-用作把提取出的時隙與它們關(guān)聯(lián)的標(biāo)志放入一個比每個到來的信元大的新的信元的時隙，和-用作發(fā)送這個較大信元的設(shè)備。
13.按照權(quán)利要求12的電路仿真ATM交換機(jī)，其中信元裝配單元包括一個時隙計數(shù)器、一個包括和一幀內(nèi)的時隙數(shù)一樣多位置的時隙存儲器，一個連接數(shù)據(jù)記錄和控制模塊，以及一個把到來的具有信頭的時隙裝配進(jìn)一個出發(fā)的信元的復(fù)用器，其特征在于，時隙存儲器的每個位置包括一個資格標(biāo)志，它聲明用戶數(shù)據(jù)是否要被放入一個時隙以及是否應(yīng)激活控制模塊，以及其中連接數(shù)據(jù)記錄和控制模塊包括對該信元的描述，所說的描述至少表明信元的大小、時隙存儲器的讀地址和信元信頭。
14.按照權(quán)利要求13的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，連接數(shù)據(jù)記錄和控制模塊包括一個信元描述表，它具有若干位置，每個位置具有要被裝配的信元相同的大小并且包括兩個主要部分，第一個部分包括信元信頭數(shù)據(jù)、虛通道層協(xié)議數(shù)據(jù)單元，第二個部分包含一個用作要被放入時隙的用戶數(shù)據(jù)的碼型和一個值，它的意義由關(guān)聯(lián)的資格標(biāo)志決定。
15.按照權(quán)利要求14的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，存儲在信元描述表所說的位置的用戶數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)的意義或是一個指針，它指向時隙存儲器的地址，所說的用戶數(shù)據(jù)將被存儲在該時隙存儲器，或一個虛信道標(biāo)志(VC-PCI)，在該情況下兩個或多個信元將被放入一個PR-PDU信元，它的用戶數(shù)據(jù)部分比包含所說的VC-PDU的每個信元的用戶數(shù)據(jù)要大。
16.按照權(quán)利要求12的電路仿真ATM交換機(jī)，其中中央交換機(jī)是一空分交換機(jī)，其特征在于，具有根據(jù)包含在所說的PR-PCI部分它們的物理路由標(biāo)志PRI為到來的信元選定路由的設(shè)備，用于區(qū)分不同信元的大小的設(shè)備，用作把所說的物理路由標(biāo)志PRI改變成一個新的表示出發(fā)的信元的目的地的物理路由標(biāo)志PRI的設(shè)備。
17.按照權(quán)利要求16的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，在中央交換機(jī)的每個輸入和輸出端口提供根據(jù)到來的信元的物理路由標(biāo)志為它們選定路由的所說的設(shè)備，為到來的信元選擇路由的設(shè)備包括一個信元大小計數(shù)器、一個物理路由轉(zhuǎn)換表，控制設(shè)備和一個復(fù)用器，和在每個交換機(jī)的輸出端口一個信元大小解碼器和一個信元大小計數(shù)器。
18.按照權(quán)利要求17的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，用作鑒別不同的信元大小的所說的設(shè)備包括一個信元大小計數(shù)器，它從到來的信元的信頭讀取信元大小。
19.按照權(quán)利要求18的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，用作把所說的物理路由標(biāo)志改變?yōu)橐粋€新的表示出發(fā)的信元的物理路由標(biāo)志的所說的設(shè)備，包括一個轉(zhuǎn)換表，把一個到來的信元的物理路由標(biāo)志轉(zhuǎn)換為一個新的表示出發(fā)的信元的目的地的物理路由標(biāo)志。
20.按照權(quán)利要求12的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，每個映射器單元包括-當(dāng)一個輸入信元的信頭被分析時，用作暫時存儲它的輸入緩沖器設(shè)備-用作在PR層橋接一個輸入信元的設(shè)備-用作在VP層橋接一個輸入信元的設(shè)備-用作在VC層橋接一個輸入信元的設(shè)備，和-用作從VP層橋接到VC層的設(shè)備-主復(fù)用器設(shè)備-復(fù)用器選擇器控制設(shè)備，和-用作暫時存儲一個新信元直到它被發(fā)送的輸出緩沖器設(shè)備，所說的新信元在輸入緩沖器設(shè)備至少包括信元的用戶數(shù)據(jù)。
21.按照權(quán)利要求20的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，用作在PR層橋接一個到來的信元的所說的設(shè)備包括PR表設(shè)備和一個PR層復(fù)用器設(shè)備，所說的PR表設(shè)備包括若干用來存儲值的位置，每個位置與一個資格標(biāo)志關(guān)聯(lián)用于表明它關(guān)聯(lián)的值的意義，該值或是一個新的PRI值，表示在PR層橋接，或是一個VP指針表示在一個更高的信元層對到來的信元的進(jìn)一步處理。
22.按照權(quán)利要求21的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，用作在VP層橋接一個到來的信元的所說的設(shè)備包括VP表設(shè)備和一個VP層復(fù)用器設(shè)備，所說的VP表設(shè)備包括若干用來存儲值的位置，每個位置與一個資格標(biāo)志關(guān)聯(lián)用于表明它關(guān)聯(lián)的值的意義，該值或是一個新的VPI值，表示在VP層橋接，或是一個VC指針表示在VC層對到來的協(xié)議的進(jìn)一步處理。
23.按照權(quán)利要求22的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，用作在VC層橋接一個到來的信元的所說的設(shè)備和從VP層到VC層的橋接的設(shè)備包括-若干能夠保留若干VC-PDU的fifo，每個這樣的fifo在VP層與各自的出發(fā)虛通道關(guān)聯(lián)，-VC層復(fù)用器設(shè)備，和-VC表設(shè)備，包括若干用于存儲值的位置，每個位置與一個資格標(biāo)志關(guān)聯(lián)，用于表示它關(guān)聯(lián)的值的意義，該值或是新的PRI、VPI和VCI值，代表在VC層的橋接，或是一個指針，它指向與到來的信元的PRI和VPI值關(guān)聯(lián)的信元收集fifo，表示一個具有相同VPI值的預(yù)先定義的集合的若干VC-PDU，或已經(jīng)存儲在所說的fifo或?qū)⒃谳^遲的時候到達(dá)輸入fifo。
24.按照權(quán)利要求23的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，所說的映射器單元包括一個信元大小計數(shù)器，用作從一個暫時存儲在所說的輸入緩沖器設(shè)備的到來信元的信頭讀取，組成該到來信元的八位位組的數(shù)量，及用作對從所說的輸入緩沖器設(shè)備被傳遞到所說輸出緩沖器設(shè)備的八位位組的數(shù)量計數(shù)，這樣可以跟蹤到來信元的信頭和用戶數(shù)據(jù)部分以及給選擇器控制提供控制信息，在PR、VP和VC層控制所說的復(fù)用器設(shè)備和主復(fù)用器設(shè)備，以及提供一個VC-PDU計數(shù)器用作對VC-PDU信元的數(shù)量計數(shù)。
25.按照權(quán)利要求24的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，每個本地接入單元包括一個信元解裝配單元，用作剝掉一個信元的PRI、VPI和VCI值，用作把包含在一個到來信元的時隙的用戶數(shù)據(jù)送到它各自的目的地用戶，及以面向幀為基礎(chǔ)恢復(fù)時隙序列。
26.按照權(quán)利要求25的電路仿真ATM交換機(jī)，其特征在于，信元解裝配單元包括-PR表設(shè)備-VP表設(shè)備-VC表設(shè)備-時隙存儲器設(shè)備，它包括若干位置，對應(yīng)連接到接入單元的用戶數(shù)目，和-時隙計數(shù)器設(shè)備所說的PR表設(shè)備包括若干位置，每個這樣的位置存儲一個指針指向與所說的位置關(guān)聯(lián)的VP表設(shè)備，所說的VP表設(shè)備包括存儲一個值的位置，每個這樣的位置具有與之關(guān)聯(lián)的一個資格標(biāo)志，識別存儲在它關(guān)聯(lián)的位置的值的意義，所說的值或表示至少一個對時隙存儲器的讀地址，在該情況下在所說的輸入緩沖器設(shè)備的信元包含VC層用戶數(shù)據(jù)，或表示一個指針指向VC表設(shè)備，它與所說的VP表位置關(guān)聯(lián)，在該情況下在輸入緩沖器設(shè)備中的信元包括VC-PDU信元，所說的被指出的VC表設(shè)備包含若干位置，在每個位置存儲著對時隙存儲器的寫地址，在輸入緩沖器設(shè)備的信元的時隙用戶數(shù)據(jù)被存在這些地址，所說的時隙計數(shù)器以面向幀為基礎(chǔ)一個一個位置地讀存儲在時隙存儲器中的用戶數(shù)據(jù)。
全文摘要
使用分層協(xié)議模型在電路仿真ATM交換機(jī)中用于交換同步轉(zhuǎn)移模式信元的一個方法。每個信元以面向幀為基礎(chǔ)被傳送到電路仿真ATM交換機(jī)，且每個這樣的信元包括一個信頭和一個有效負(fù)荷。信頭包括關(guān)于信元細(xì)節(jié)的段。有效負(fù)荷包括承載用戶數(shù)據(jù)的時隙。ATM交換機(jī)提供了設(shè)備，給在一物理媒介上傳送的一個信元分配預(yù)先確定數(shù)量時隙。該信元，稱為PR-PDU信元，可以具有(4，8，12，16，20，56和60)若干八位位組長度中任何一個大小。這降低了對信元打包的時間。
文檔編號H04Q3/00GK1150876SQ9519357
公開日1997年5月28日 申請日期1995年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月13日
發(fā)明者L-G·彼得森 申請人:艾利森電話股份有限公司