CN1092438C - 一种用于通讯网络中节点间通讯的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种方法和设备,用于通讯网络(1)中的通讯,包括:确定介于网络(1)中节点(A,B,C,D)间数据块的传输和接收之间的延时,以及根据已确定延时来控制在每一数据模块中传输的数据量。通过根据已确定的延时控制在数据块中传输的数据量,由汇集数据块所产生的延时被修正,由此控制了整个***的延时,包括传输路径延时和由经网络节点(A,B,C,D)的数据块的汇集产生的延时。
Description
本发明涉及一种方法和设备,用于通信网络中节点间的通信,具体的但并非唯一的,用于一个诸如声音数据的通信延时敏感低速同步服务的异步传输模式网络。
在异步传输模式(ATM)网络中,网络中一个节点将数据传输到网络中的另一个节点是通过将数据装入一个在网络中移动的信元进行的。以单电话源或多电话源为例,其数据将由被数字化的模拟声音信息的规则取样所组成。一旦节点中的缓冲器有足够的信息装入该信元,该数据模块将被传输到另一个节点。随后,其它的信元以同样的方法被填充并传输到另一个的节点。
可以理解,一个电话谈话中的声音信息可以被分成在不同信元中传输的取样,另外,因为每个节点需要“汇集”,或接收足够的信息去填充一个信元,因而可能导致电话用户可察觉的延时。该延时表现为回波,而且尽管可以获得缓解此问题的回波消除设备,但这种设备价格昂贵而且并非总是可靠的。这样就导致如下观念:ATM不适合用于声音传输或其它延时敏感低速率同步服务的技术。
本发明是产生于发明者认识到目前用数据填充每个信元的要求并不严格。通过仅部分地将数据填充于一个信元,可能减少由被每一个传输节点使用的缓冲过程引入通信网络中的延时。例如,对一个节点可能采用一个信元只传输一个一次电话对话中的数字取样。当然,这将导致加在异步传输模式网络上额外的负荷,因为该信元所要携带的其它信息将不得不由其它的信元携带。
EP-A-0415843揭示了一种用于在***的节点间传输数据的数据通信***。当源节点向目标节点发送数据时,它将数据分成组,例如,512个字节一组。为了避免在***中出现阻塞,在任何给定时间、源节点能够传送的数据组的最大量组或者它能传送组的最高速度,是根据在源节点与目标节点之间往返延时来控制的。最大数据或最快速度被控制为:对较小的的延时较高,对较大的延时较低。
本发明的目的在于提供一种用于通信网络中节点间通信的方法,以减少由被节点使用的缓冲过程引入通信网络中的延时。
本发明的另一目的在于提供一种通信网络,它可以减少由被节点使用的缓冲过程引入通信网络中的延时。
根据本发明的第一个方面,提供一种在通信网络中的第一和第二节点间以块的方式传输数据的方法,该方法包括确定节点间数据块的发射和接收之间的延时以及在数据块中传送数据,每一数据块中的数据量根据由此确定的延时来控制,每一块中的数据量被控制以使延时短则数据量大,延时长则数据量小,其特点为:该块在各自的数据信元内被传送,所有数据信元都有相同的数据承载容量,以使每一信元的填充因子是短延时的大、长延时的小。
通过确定节点间传输和接收数据块之间的延时以及按照已确定的延时控制每一数据块中的数据量,就有可能在网络载荷与由传输之前节点将数据汇集入数据块所引入的延时之间折衷。
例如,在网络具有低传输路径延时的地方,可以允许使用节点的全部缓冲容量,以保证每一数据块中的数据量是在数据块被传输之前在信元能够容纳的最大量。如果传输路径具有较大的延时,为了通过运用减少如回波的执行因素来提高服务质量,有可能减少每一数据块中的数据量,以保证不必等缓冲器容量被充满,就发送数据块。
数据块意指一个离散块或者数据集而不是连续的数据流。
最好是,信元的填充因子通过参考已确定的延时去查寻对应于一组延时的合适的信元填充因子的表格来确定。
在一些网络中,延时可以包括从第一个节点到第二个节点单向传输路径引入的延时,或者该延时因计入回程而加倍。最好,确定由第一节点到第二节点的路径和第二节点到第一节点的路径所构成的通信路径的延时。因此网络的输出和返回路径就被考虑了。该路径可以由节点间直通路径或通过其它网络节点的路径构成。两种方向的路径可能相同也可能不同。例如,返回路径可能比输出路径包含更多的网络节点或反之亦然。
最好是,通信网络以异步传输模式进行工作。
最好是,每一信元含有指示该信元包含的数据量的信息。为了接收节点可能确定信元中数据的最后一项及在该最后一项数据和空信元的那部分之间进行区分,也可以使各信元如此。另外,信元可能包括指示数据在该信元内位置的信息。因此,信元可以被安排时间方向,以使信元头部内的信息指向位于该信元其它部分内的数据位置。当考虑到处理未被装满的接收信元时,这种做法的优点就可理解了。在这样一个信元中,有一部分包含有用的数据;而另一部分,从其并未包含有用的数据的角度来讲,它是空的(尽管它可能包含仅为填充信元存在的虚拟无用数据)。这样,如果能够抛弃空部分而且不延时地处理有用的数据则可以节省处理时间。
根据本发明的第二个方面,提供一种通信网络,包括:第一和第二节点,第一装置,用于在节点间以块的形式传输数据;第二装置,用于确定节点间传送和接收数据块之间的延时;第三装置,用于控制每一数据块中的数据量,做到延时小的大、延时大的少,其特点为:所设置的第一装置用于传送在所有具有相同数据承载容量的数据信元中的块,以便由第三装置控制每一个信元的填充因子,做到延时小的大,延时大的小。
如图参考附图所说明的,仅以例子叙述一个本发明的具体实施例。附图中:
图1是显示了包含多个节点和传输路径相连的原理图的通信网络。
图2显示了一个如图1所示的网络节点的原理方框图;及
图3至图5显示了由如图1所示的网络上的节点传输的数据块的原理图。
图1显示了一个通信网络1,包括:用传送路径2、3、4和5连接在一起的网络节点A、B、C和D。节点A和B由传送路径2联在一起;节点B由传送路径3与节点C相联;节点C通过传送路径4与节点D相联,节点D通过路径5与节点A相联。传输路径以通信领域专业人员熟悉的方式由光纤制成。通信***1在异步传输模式(ATM)下工作。
全部节点A、B、C和D标称相同。如图2所示,每一节点包含一个节点管理器6,由已知类型的数据总线7连至缓冲器8。缓冲器8具有数据输入9和输出10。数据输入9以众所周知的方式被联到节点A服务的电话网络100,并且当由一个如AAL-1的应用层进行数据映射操作之后,允许声音数据从该网络的电话机中进入缓冲器8。AAL-1对于那些精通通信技术的人来说是一个众所周知的过程。数据输出10提供了一个把数据作为数据块从在传输路径上的一个节点传输到该节点接入的地方的传输路径。数据块借助于发射接收信元22被传送。节点管理器6也借助于数据总线12与查寻表11联在一起,而且借助于数据总线13与传输路径延时确定装置14联在一起。延时确定装置14有一个连接传输接收信元22的输入15和输出16,及连接节点时钟23的另一条数据总线。
查寻表11包括一个数据库,其中包含一系列延时和相关的适当信元填充因子。
让我们假设A节点想与B节点进行通信,从图1中容易理解,通过直通路径2能够进行该通信,直通的含义是,该路径几乎没有介入的节点,而有一条短的传输路径,或者,通过由路径4、3、5、节点C和节点D组成的较长的路径。
通信处理的第一阶段是由节点A确定由选定的传送路径引入的延时。节点管理器6指示延时确定装置14自发射接器装置22,从节点A到节点B,传送一个一ATM信元中的检验数据块。该信元包含代表通过发射接收器信元22从节点A发出的发送时间的数据,该数据由延时确定装置14参考本机时钟23写入信元。当该信元被节点B收到后,它立刻被送回节点A。延时确定装置14参考时钟23来记录收到此信元的时间,并通过找出记录的接收时间与记录在该信元携带的数据的发送时间之间的差别,从而确定在节点A和节点B之间传输路径的延时。
随后,该已被确定的延时将被送回节点管理器6,该节点管理器6为选择适当的信元填充因子将该延时与已经存贮在查寻表11中的各种延时进行比较。然后,缓冲器8由节点管理器6根据该因子控制从而把从网络100接收的声音数据以如下的方式汇集到或装入下一个ATM时间分配器或信元中。
从一个由节点A服务的电话中得到的声音数据通过适当的层,例如AAL-1,以熟悉本领域的人众所周知的方式被映射到一张适于装入一个数据段和重汇集协议数据信元(SAR-PUD)的表格。在典型网络中,SAR-PDU的长度为48个8位字节,47个8位字节用于数据。SAR-PDU在信元中通过网络传送。在节点管理器6的控制下通过缓冲器8执行装载过程。
SAR-PDU示于图3,可以看到,它是由信元头17、填充水平指示器字段18及用户数据字段19和未使用部分19a所组成。填充水平指示器字段18和用户数据字段19可以占据至多47个8位字节并可以被认为是SAR-PUD的有效载荷。头部17长度为一个8位字节,而48个8位字节SAR-PDU在异步传输模式(ATM)信元中在一个信元头20之后。填充水平指示器字段18包含一个由节点管理器6从填充水平因子得到的填充水平指示器,该填充水平因子是从查询表获得的,并为了装入SAR-PDU而被传至缓冲器8。典型地其为十进制的1至46或两进制的000000001至000110。
填充水平指示器的目的是指示出八位字节包含在SAR-PDU中的数据的八位字节的数量甚至数目。这样,用户数据19的结尾以及未用部分19a的开始就可以通过接收节点容易地被确定出,接收节点即节点B然后就能够证实它已收到了所有数据并且SAR-PDU在传送过程中没被损坏。
图3显示出如果在至节点B的传送路径中的延时相对长时,从节点A发送的SAR-PDU的类型。当传送路径包括节点D和C时,可能是这种情况。
如果为节点A与节点B之间的通信线路选择了一条较低延时的路径,例如选择路径2,那么就可以接受产生延时较长的缓冲器,并且更多的声音数据可以被装入SAR-PDU。填充水平指示器被记录为一个较大的数字,反映了用户数据区的扩展和未用部分19a的相应压缩。这种情况如图4所示。
在本发明的另一个实施例中,SAR-PDU用一种略有不同的方式来构造。如图5所示,此处使用类似的参考数字来表示在上面描述的实施例中出现的SAR-PDU的类似字段,该信元具有一个头部17、数据部分19的一部分以及一个未用数据存贮区19a。然而,可以看到用户数据位于SAR-PDU的尾部,未用数据部分在它之前。代替填充水平指示字段18的是一个指针字段21,在其中存贮着用户数据19的起始位置的指针。这也是由节点管理器6从信元填充因子产生的并且由缓冲器8装入。用户数据区19能够用与上面描述的实施例类似的方式进行扩充和压缩以满足不同传送路径延时的需要。指针字节要求一个十进制的从0到45的值,即二进制的00000000到0010,1101。
当SAR-PDU被节点B收到时,信元填充指示器或指针将被该节点用于确定在每一个传回节点A的ATM信元中的每个数据块中该节点传送的数据量。另外,节点B可以用与上述节点A同样的方式得到适当的信元填充因子,或者该因子可从一个初始联接设置的数据块中读出,这就是说,一个块不包括与用户的传送有关的数据,却包括设置的数据,例如从节点A得到的一个适当的信元填充因子。在传送一个包含与用户的传输有关的数据的数据块之前,该数据可以被发至节点B。
在另外的实施例中,为了根据网络的当前效率修改网络性能,可以通过网络管理器来更新查寻表。
在一些有毁坏数据的危险的网络中可输出若干测试数据以确定传送路径延时及所用的平均或多数延时。
Claims (12)
1、一种在通信网络(A、B、C、D、2、3、4、5)中的第一和第二节点(A、B、C、D)间以块的形式传输数据的方法,该方法包括:确定节点(A、B、C、D)间数据块(19)的发射和接收之间的延时以及传输块(19)中的数据,每一块(19)中的数据量根据由此确定的延时来控制,每一块(19)中的数据量被控制以使延时短则数据量大、延时长则数据量小,其特征在于:这些块(19)在各自的数据信元(17,18,19,20;17,18,19,21)内被传送,所有数据信元都有相同的数据承载容量,以使每一信元(17,18,19,20;17,18,19,21)的填充因子是短延时的大、长延时的小。
2、如权利要求1中所述的一种方法,其中,信元的填充因子通过参考已确定的延时去查询对应于一组延时的合适的信元填充因子的表格(11)来确定。
3、如权利要求1或权利要求2中所述的一种方法,其中,该延时是为包含一条从第一节点到第二节点的路径及从第二节点到第一节点的路径所构成的通信路径而确定。
4、如权利要求3中所述的一种方法,其中,延时的确定通过下面过程实现:从第一节点将包含指示其输送时间的数据的数据信元传送到第二节点,该数据信元包含指示其发送时间的数据,第二节点将在数据信元中的上述数据重新输送至第一节点,并且第一节点把所述数据从第二节点到来的时间与上述数据指示的发送时间相比较。
5、如权利要求1或2所述的一种方法,其中通信网络工作于异步传输模式。
6、如权利要求1或2所述的一种方法,其中每一信元包含有指示此信元所含数据(19)的量的信息(18;21)。
7、如权利要求1或2所述的一种方法,其中每一信元包含有指示数据在此信元中位置的信息(21)。
8、一种通信网络(A、B、C、D、2、3、4、5),包括:第一和第二节点(A、B、C、D);第一装置(8,22),用于在节点(A、B、C、D)间传输块(19)中的数据;第二装置(14、23),用于确定节点(A、B、C、D)间数据块(19)的发送和接收间的延时;第三装置(6),用于控制每一块(19)中的数据量,做到延时小的长,延时大的小,其特征在于,安置第一装置(18,22)用于在具有相同的数据承载容量(19,19a)的相应数据信元中传送块(19),以便由第三装置(6)来控制每一信元(17,18,19,20;17,18,19,21)的填充因子,做到延时小的大,延时大的小。
9、如权利要求8所述的一种网络,包括一个对应于一组延时的有关元素的适当的信元填充因子的查寻表格(11),以及装置(6),用于参考第二装置的输出查寻该查寻表格从而确定第三装置使用的信元的填充因子。
10、如权利要求8和权利要求9中所述的一种网络,作为一种异步传输模式的通信网络来建造和安装操作。
11、如权利要求8或9所述的一种网络,其中安置的第一装置包括每一信元内指示该信元容纳的数据(19)的量的信息(18;21)。
12、如权利要求8或9所述的一种网络,其中,安置的第一装置包括每一信元内表示数据(19)在该信元内的位置的信息(21)。
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