CN1291393A - 用于双环拓扑结构中动态转移模式的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种动态同步转移模式网络,该网络包括由具有相反光纤方向的两个拓扑结构组成。第一动态同步转移模式环形拓扑结构有着用来接收并且发射一些帧的多个节点。把诸时隙动态分配给这些节点,并且采用第一环形拓扑结构只在第一光纤方向(D1)上发射诸帧。第二动态同步转移模式环形拓扑结构也有着与第一环形拓扑结构共用的多个节点。第二环形拓扑结构仅在与第一光纤方向相反的第二方向(D2)上发射诸帧。

Description

用于双环拓扑结构中动态转移模式的方法和设备
本发明涉及电路交换网络中的一种动态同步转移模式(DTM)架构，该电路交换网络具有一种有着相反光纤方向的双环形拓扑结构(dual ring topology)。
下一代网络很可能是将一些业务，诸如延迟非敏感异步应用(包括传真、邮件和文件传递)与那些有着实时性要求的延迟敏感应用(包括声音和视频)集成在一起。过去通常是利用一些不同的网络技术来支持这些应用，并且这些不同的网络之间的集成已经是有局限性和落后的。过去，由一些采用分组交换和存储转发(store-and-forward)技术的计算机网络，例如互联网来提供异步通信。另一方面，由电路交换、时分复用电话网络来提供实时同步通信。
电路交换网络有着很多引人注目的特点。例如，电路之间相互隔离，在这种情况下，某一电路上的业务量不会受到其它电路上活动的影响。这样就有可能提供具有固定延迟的有保证的传输质量，固定延迟通常适合于那些有着实时要求的应用。此外，在电路交换网络中，与数据和控制有关的信息被分离开。仅仅是在建立或者端接(terminate)电路时才发生对控制信息的处理，并且能够在不需要处理数据流和控制任何拥塞的情况下完成实际数据传输。这样就允许大量数据被有效传输。
普通电路交换网络的固有特性通常使它们不适合某些特定类型的信息流。通常情况下，这些电路有着固定容量，很长的建立延迟并且难以支持多播(multi-cast)。这些缺点使在电路交换网络中有效地支持(例如)计算机通信是困难的。这已经促使我们去寻找一些可以替代的解决方案，并且居于领导地位的观点是下一代电信网络应该是基于异步转移模式(ATM)的信元交换(cell-switched)。信元是小的、固定长度的分组，所以ATM类似于分组交换。这意味着分组交换的许多弱点也会出现在信元交换网络中，特别是在提供有保证的业务质量的领域。因此，就需要一些补充的手法(mechanisms)，例如在诸链路上进行的接收控制、业务量规则、分组调度以及在接收机处的重新同步，综合起来支持不同种类的信息流。一般地说，对分组和信元交换网络(具体地说是ATM)主要关心的问题之一是，是否有可能以成本可行的方式来提供并使用这些手法。
在互联网中，使用共享介质局域网(LANs)，例如CSMA／CD，令牌环(token ring)和FDDI，作为由诸路由器和桥接器(bridges)连接的构建模块。方便扩展、低递增节点成本以及对故障节点的容忍等这些特点的组合已经形成了简单、灵活和健壮的网络。而且，共享介质便于一些新的多播协议(例如IP多播)的有效应用。
当今所采用的共享介质的缺点是它在任何时候一般只允许单个终端(terminal)发射，从而不能有效地利用所有网络段。可以制定一个允许介质容量得到有效再利用的设计方案，但是这通常是以增加高速接入控制硬件的复杂性为代价。共享介质的接入控制手法还直接取决于网络规模，并且通常只是对本地环境有效。
正如上文所指出的那样，通常所采用的两种主要的网络类型是用于电话的面向连接的电路交换网络和计算机所采用的、以互联网为代表的、无需连接的分组交换网络。当电路交换网络被用于数据通信时，电路必须在信息的各个突发之间保持连通状态(open)，这通常是网络容量的低效率利用。这个问题的出现是由于电路管理操作与用户要求的动态变化相比是较慢的。常规电路交换网络的另一个开销的来源是需要对称双工信道的局限，在信息流是单向的情况下，这给网络增加了100％的开销。这个限制条件也使多播电路无效而且难以实现。另一方面，分组交换网络缺乏资源保护(resource reservation)并且必须在进行发射前给每条讯息增加信头(header)信息。此外，分组交换网络中的等待时间(latency)无法被精确预测，并且由于缓冲区溢出或者信头崩溃等原因，甚至有可能造成丢失分组。后两个因素使分组交换网络难以支持实时业务。拥塞避免手法能够隔离不同用户的信息流。但是，这些设计局限于与往返行程(round-trip)分组延迟可比较的时间量程操作(time scale operation)。
DTM是一种宽带网络架构，它综合了电路交换和分组交换的许多优点，DTM基于快速电路交换，增加了资源的动态再分配以及对多播信道的良好支持，并且DTM带有用于提供短接入延迟的装置。DTM架构覆盖了从介质接入，包括同步方案，直到接收机处逻辑端口的路由和寻址。DTM被设计成支持各种类型的信息流，并且可以被直接用于应用到应用(application-to-application)的通信，或者作为其它协议，例如ATM或IP(互联网协议)的载波网络。
事实表明，与通信信道的建立和端接有关的信令延迟决定了快速电路交换的效率的主要方面。DTM被设计成在几百微秒内快速建立信道。DTM不同于脉冲交换，在脉冲交换中，与控制和数据有关的信息是相互独立的，而DTM采用多播、多速率、高容量信道，以支持各种不同类别的信息流。例如，有可能按照某一时刻用户的特定需求，增加或减少现有信道的已分配资源。即使DTM网络可能具备为每条讯息建立一条信道的潜力，这种方法可能也不适合所有信息流。相反，应该由用户决定是否为每个信息突发建立一条信道，或者甚至在空闲周期期间保留这条已经建立的信道。
DTM概念把信道作为通信抽象。DTM信道在很多方面不同于电话电路。首先，建立延迟短暂，以致于有可能与用户需求改变一样快地动态分配／去分配(allocate／deallocate)各种资源。其次，DTM信道是简单的，在通信是单向的情况下，最大程度地降低了开销。第三，DTM信道提供了多比特速率，以支持用户容量需求上的巨大变化。最后一点，DTM信道是多播的，允许有任意数量的目的地。
DTM信道在某一信道建立后，不需要传递控制信息，对于大量的数据传递，这样做使网络资源的利用率非常高。对所有实时信息流的支持都是有效的，并且不存在与网络内的管制(policing)、拥塞控制或者流控制有关的问题。正如上文所提到的，控制信息独立于数据信息，这样就使多播不太复杂。发射延迟忽略不计(即，小于125us)，并且实际上不存在象ATM那样由于缓冲区溢出造成数据丢失的可能。误码率取决于基本的链接技术，并且由于信道建立时资源的严格保护，因而这些交换简单而且快速。
DTM拓扑结构可以被构建成为环形，与双总线结构相比，环形具有降低硬件要求50％的优点。在环形拓扑结构中，只使用一根光纤，所有节点就能够互相通信，相比之下，为了使所有节点能够互相通信，总线结构总是需要至少两根方向相反的光纤。
更具体地讲，本发明是一种动态同步转移模式网络，它包括两个有着相反光纤方向的环形拓扑结构。第一个动态同步转移模式环形拓扑结构带有多个用来接收和发射诸帧的节点。把诸时隙动态分配给这些节点，并且采用第一个环形拓扑结构仅在第一光纤方向上发射诸帧。第二动态同步转移模式环形拓扑结构还带有多个与第一环形拓扑结构共用的节点。第二环形拓扑结构只在与第一光纤方向相反的第二方向上发射诸帧。第一和第二环形拓扑结构中的每一个还可以包括一个扩展节点，这个扩展节点带有一个用来存储由诸节点发射的帧的、可扩展的缓冲区段。
图1是本发明的双DTM环形拓扑结构的示意图；
图2是本发明的DTM循环(cycle)的示意图，该DTM循环带有与诸控制时隙相分离的数据时间时隙；
图3是包括一个帧和一些间隔时隙(gap slot)的DTM循环的示意图；
图4是表示3条独立信道的环形拓扑结构的示意图；以及
图5是本发明的DTM环形拓扑结构的示意图，表示不同段的时隙再用。
参照图1-2，本发明是一种动态同步转移模式(DTM)环形拓扑结构***10，该***包括第一环形拓扑结构12和第二环形拓扑结构14。环形拓扑结构12和14的全部容量可以被分成125微秒的一些循环，这些循环进一步可分成64比特时隙。
DTM环形拓扑结构12和14的特点之一是在整个DTM环形拓扑结构12和14内的循环时间和时隙长度最好是固定不变的。DTM环形拓扑结构12和14是为带有多重访问(multiple access)的单向介质而设计，例如其容量为所有已连接节点所共享的光纤介质13、15。这些时隙可以按照需要在诸节点之间动态分配。
采用第一环形拓扑结构12在第一旋转方向上传递数据，例如在逆时针方向上，如箭头D1所示。采用第二环形拓扑结构14在第二旋转方向上传递数据，例如在顺时针方向上，如箭头D2所示。应该懂得，第一旋转方向可以是顺时针方向，而第二旋转方向可以是逆时针方向，只要第一光纤方向与第二光纤方向不同即可。第一和第二环形拓扑结构12和14最好都有一个有效长度，该有效长度是125微秒长循环的整数倍。正如下文详细描述的那样，尽管诸环形拓扑结构的实际长度不是125微秒的整数倍，但是可以利用诸扩展节点对这些环形拓扑结构的有效长度进行调整。
第一环形拓扑结构12可以包括一个扩展节点16，尽管环形拓扑结构12的物理长度不是循环时间的整数倍，但是可以利用该扩展节点对环形拓扑结构12的有效长度进行精确调整。扩展节点16可以包括用来存储诸呼入循环或者诸时隙的诸帧的可扩展的缓冲段，例如FIFO(先入先出)队列18。队列18通过允许扩展节点16周期性地(每125微秒)产生循环到环形拓扑结构中，而不管新的循环的发射时刻在FIFO队列18中任何呼入循环的可用性，来允许第一环形拓扑结构12的时间扩展，把诸呼入循环存储在队列18中一个适当的时间量，以优化扩展节点16的使用。
第一环形拓扑结构12最好带有多个节点60-70并且把这些节点中至少一个节点选择作为扩展节点16。可以按照恰当的选择方法例如选择具有最高或者最低预定标识号的节点的方法来实现选择扩展节点16的方法。
同样，第二环形拓扑结构14最好包括扩展节点22，该扩展节点22可以被用来精确调整第二环形拓扑结构14的有效长度。扩展节点22可以包括一个可扩展的FIFO队列24，用来优化扩展节点22的使用并且正确同步扩展节点22内的诸呼入循环或者帧。尽管第二环形拓扑结构14的光纤方向与第一环形拓扑结构12的光纤方向是相反的，但是第二环形拓扑结构14最好与第一环形拓扑结构12共享诸节点。
图3图解表示了一个完整的时间循环50的细节，可以把时间循环50定义为与大约125微秒相对应的一个整数数目的时隙。循环50可以被分成帧52和诸间隔时隙54。帧52可以被用来包含用以承载负载的诸数据时隙和用以携带控制和管理讯息的诸控制时隙。在每个循环50内包含间隔时隙54是必需的，这是因为环形拓扑结构10内的每个节点可能不恰好与125微秒同步，并且间隔时隙54可以被用来调整各节点之间的变化量。间隔时隙54最好都不被用来携带负载，而只是被用作调整手法。间隔时隙54的数目可以上下调整几个时隙，以使平均循环时间非常接近于125微秒。
在最佳实施例中，帧52还可以带有一个起始时隙(start slot)56，该起始时隙被置于帧52的始端，用来定义新循环的开始。在这种方式下，帧52的时隙数目是固定不变的，这个数目略微小于循环50中时隙的全部数目。
一般地说，由本发明的DTM环形拓扑结构12和14提供的服务优先地是基于信道。信道可以被定义为有着一个发送机和任意数目的接收机的一组时隙。结果是保证了数据将以由信道容量给定的速率到达接收机。可以用时分复用(TDM)方案来图解表示这些物理上共享介质的信道(见图2)。共享介质的全部容量可以被分为诸循环26，循环26有着125微秒的长度，并且可以被进一步分为一些64比特的时隙28。应该懂得，可以采用其它循环和时隙尺寸。除了光纤以外，传输介质还可以是同轴电缆或者具有高容量的另一种介质。在本文中，传输介质将指的是光纤。
时隙最好被分离成数据时隙30和控制时隙32。正如下文详细描述的那样，每个节点60-70可以利用至少一个与其相关的控制时隙32，这个控制时隙可以被用来向网络中的其它节点发送控制信息。例如，可以按照来自某一用户的请求并且作为对来自其它节点的控制信息的响应或者同时兼顾一些管理目的，发出诸控制讯息。控制时隙32可以构成整个容量的一小部分，而这些时隙的主要部分优先地是用来携带负载信息的数据时隙30。
在环形拓扑结构12、14中，所有连接在一起的节点60-70以及扩展节点16、22共享所有可用的数据时隙。DTM概念的一个重要特点是图2所示的时分复用体制。在这些循环中某一特定时隙组的位置可以被用来确定哪些时隙可以利用这个特定的时隙组。换句话说，在某一特定时间，一个数据时隙总是恰好被一个节点所拥有，在某一特定时间，只有这个数据时隙的拥有者才可以使用该数据时隙在某个指定段上发送信息。如果采用时隙再用，那么同一个时隙可以在该环形拓扑结构12、14的不同段上被一个以上的用户同时使用。
但是，如果其它节点需要更多的时隙来完成一个请求，那么一个节点可以把资源动态分配给另一个节点，例如，通过把一个数据时隙或者一组数据时隙动态分配给另一个节点。通过这种方式，这些数据时隙的拥有权可以变化，并且诸节点可以通过控制时隙32来协商对这些数据时隙的拥有权。在每个网络节点中，可以存在一个节点控制器，该节点控制器控制对诸数据时隙的访问并且执行网络管理操作，例如网络启动和故障恢复。该节点控制器的主要任务是按照诸用户的要求建立和端接信道，并且对用户请求作出响应，来管理网络资源。优先地，诸控制时隙被专用于诸节点控制器之间的讯息。正如上文所谈到的，每个节点控制器可以写访问到每个循环内的至少一个控制时隙，节点控制器利用这个控制时隙向诸下行节点播发控制讯息。因为对诸控制时隙的写访问是专用的，所以节点控制器总是可以写访问到它的各个控制时隙，而不用考虑其它节点和网络负载。在网络运行期间，一个节点所使用的控制时隙的数量可以动态变化。
正如上文所谈到的，一个循环内的大多数时隙是数据时隙。对数据时隙的访问可以按照与环形拓扑结构内的诸节点相连接的诸用户的需求，随着时间而改变。对这些时隙的写访问可以受到时隙令牌(或者短令牌(for short))的控制。如果一个节点控制器拥有了相应的令牌，那么该节点控制器就可以把数据写入这个时隙。令牌协议保证了时隙访问不会发生冲突，这意味着对于一个特定的段，至多一个节点把数据写入同一个时隙。
可以利用诸状态讯息来分发有关在网络节点中可以得到的自由令牌池的信息。当需要更多的资源，例如更多时隙的时候，该状态讯息信息可以被用来帮助节点选择一个合适的节点。通过这种方式，每个节点可以有规律地播发有关该节点拥有多少自由令牌的状态讯息。其它节点可以把这个信息存储在它们的状态表中。一个需要更大容量的节点可以查询它的状态表，以决定从哪一个节点请求更多的时隙。广播状态信息提供了令牌信息当前状态的概貌，这样一来，就可以拒绝一些令牌请求，因为这些令牌请求被发送到了不再有可放弃的令牌的那些节点。
本发明的DTM***允许按照网络中所采用的分配***，根据诸时隙已经被分配给哪一个节点，实现对诸数据时隙的多重访问。在这种方式下，可以利用循环内诸时隙的位置来确定哪一个节点将要使用这些数据时隙，以及在该讯息中不需要包括信头。
根据DTM协议，当环形拓扑结构12、14中的扩展节点16、22和节点60-70读取由前一个节点(包括扩展节点16、22)发射的或者从前一个节点接收的帧的诸时隙时，这些节点中的每一个都可以拷贝诸时隙的信息，并且把这些信息发送到特定节点的本地用户，并且把相同的信息发送到环形拓扑结构12、14的下一个节点。如果采用时隙再用，那么节点60-70还可以读取并且拷贝这些时隙的信息，并且把这些已经拷贝的信息发送到本地用户，接着，在把该帧前向发送到下一个节点之前，改变该信息或者把新的信息写入这些时隙中。当然，这些节点也可以既不读取也不拷贝某一特定节点的信息。
如上所述，本发明的一个重要特点是循环时间最好是不变的，以保持整个环形拓扑结构10的同步。另外，尽管每个循环内的每个时隙可能包含或可能不包含任何信息，但是每个帧都有着固定的时隙数目。注意到以下这一点也是重要的：有可能在不失去对网络的环形拓扑结构12、14的同步的情况下，提高光纤13、15内每秒的比特速率，从而增加每个循环内时隙的数目。甚至有可能把环形拓扑结构***10与运行在不同速度下的另一个网络连接在一起，并且如果循环时间和时隙长度固定不变，就可以使它们保持同步。
如果采用一种时隙再用方法，单个时隙就可以在环形拓扑结构中被使用多次。时隙再用使通过环形拓扑结构12、14的互不连贯的各段(disjointed segments)在相同时隙内同时发射成为可能。时隙再用可以被描述为一种可以更好地利用环形拓扑结构12、14内的共享链路的通用方法。
为了在DTM内允许时隙再用，块令牌格式可以被扩展为包括一些参数，这些参数描述该块令牌格式正在代表的诸段。为了避免在时隙数目尺寸(slot number dimension)以及段尺寸(segment dimension)方面出现冲突，还可以对令牌管理协议进行修改。
第一DTM环形拓扑结构12具有与第二DTM环形拓扑结构14相反的光纤方向这一事实提高了环形拓扑结构***10的容量。***容量部分地取决于所采用的特定光纤的每秒的比特速率。例如，每秒的比特速率可以是固定值，例如每秒10亿比特。当然，每秒的比特速率可以是较高值或较低值。光纤的比特速率越高，每125微秒循环的时隙越多。正如下文详细解释的那样，通过在环形拓扑结构12、14中在诸环形拓扑结构的某些段内进行时隙再用，环形拓扑结构***10的实际吞吐量可能高于光纤13、15的比特速率。换句话说，相同时隙可以被不同用户在诸环形拓扑结构的不同段内使用，以便一个时隙可以被使用多次。但是，如果由诸讯息或者信道所需要的时隙数目超过了循环内的时隙数目，那么每个循环内时隙的数目仅仅不增加这些时隙被用来发送诸帧的次数。
假定环形拓扑结构12和14都有着相同的光纤方向，***10的总容量是环形拓扑结构12的比特速率加上环形拓扑结构14的比特速率，也就是说，总的速率是仅有一个环形拓扑结构的比特速率的两倍。
借助提供具有相反光纤方向的环形拓扑结构12、14，一个帧从源节点到目的节点必须走过的平均距离缩短到单一环形拓扑结构12的平均距离的一半。在具有相同光纤方向的单环形拓扑结构或者双环形拓扑结构中的行程是环形圆周的一半，与此同时，在具有相反光纤方向的双环形拓扑结构中的平均行程仅仅是环形圆周的四分之一。通过缩短平均距离，具有相反光纤方向的双环的总容量是两个环都有着相同光纤方向的双环的总容量的两倍高。
在这种方式下，因为任何一个源节点可以到达任何一个目的节点，所以，与双总线拓扑结构相比，环形拓扑结构使容量增加了一倍。相比之下，在总线拓扑结构中，为了使任何一个源节点能够到达任何一个目的节点，总线拓扑结构至少需要两条总线，在每个方向上都需要一条总线。有着相同光纤方向的双环形拓扑结构与单环形拓扑结构相比，容量增加了一倍。有着相反光纤方向的双环形拓扑结构与有着相同光纤方向的双环形拓扑结构相比，容量也增加了一倍。因此，有着相反光纤方向的双环形拓扑结构的总容量比常规总线拓扑结构的总容量高了8倍。
在本发明的双环形拓扑结构***10中，源节点可以利用每个节点的标识号来选择通往目标节点的最短路径。例如，从源节点61(如图1所示)到目的节点69的最短路线是沿着顺时针方向D2，在利用环形拓扑结构14到达目的节点69之前需要涉及至少4个节点。正如上文所指出的那样，可以沿着顺时针方向或者逆时针方向来发射信息。可以按照下列数值的最小值来计算最短路线：a)目的节点(69)的时间顺序号(chronological number)减去源节点(61)的时间顺序号，这个值等于8；(b)源节点(61)的时间顺序号加上环形拓扑结构(12)中节点的全部数目，减去目的节点(69)的时间顺序号，这个值等于4。因为4小于8，所以将沿着D2方向发送该讯息，因为这是最短路线。
正如上文所谈到的那样，在环形拓扑结构10内的扩展节点12或者任何其它节点14都可以通过把信道的一组数据时隙分配给每个节点并且通过发送一个信道建立控制信息来建立一条信道。该控制信息可以被定位于或者某一单一节点或者一个多播小组，并且宣布已经建立了信道以及采用了什么时隙。
传统电路在发送机和接收机之间通常是点到点连接。另一方面，DTM采用共享介质，因为一个时隙能够被环形拓扑结构内的数个节点读取，所以共享介质内在地支持了多播。
接入延迟是从请求到达节点的时刻到数据传递开始的平均时间。它是对信道建立开销的度量，包括分配时隙、向接收机发送信道建立的讯息以及发送数据的第一个时隙所花费的时间。在多跳跃(multi-hop)情况下，发送方在开始发送数据前，等待接收方确认在两个拓扑结构上都已经建立了信道。对于单跳跃情况，发送机可以单独建立通往接收机的信道，因此，一旦已经分配了时隙，发送机就能够开始发送数据。
当处于低负载状态时，接入延迟主要包括节点处理传递请求的时间、等待第一个可用的控制时隙(用于信道建立讯息)进而等待第一个数据时隙的时间。当负载增加时，节点不得不从其它节点请求时隙，并且可能引入更多的延迟。
信道建立和带宽再分配的控制讯息可以把令牌组作为参数携带。但是，一条控制讯息最好是64比特，因而只能带有少量参数。这意味着如果用户需要很大的传输带宽，就可能需要发送几个控制讯息来建立信道。这会引入额外的接入延迟并且会占用信令容量。已经考虑了几种方案，用来减少在信道建立和令牌再分配期间需要发送的信息量。令牌管理的第一种优化是引入“块(block)”令牌。块令牌可以在单个控制讯息内传递并且代表一组令牌，但是它只能用于特定的令牌组合。例如，可以用一个时隙号码和一个偏移量(offset)来表示块令牌，偏移量给出了该组中诸邻接时隙的数目。块令牌优化(block tokenoptimization)假定令牌池不被碎片化成小片(small pieces)。在自由池中，小令牌块的数目可能是一个问题，并且将是指碎片(fragmentation)。
令牌协议保证了数据时隙决不会被环形拓扑结构中的两个节点同时使用。有时这个协议太保守。图4给出了一个3条信道如何保留3个令牌(A、B和C)的例子。由诸段来连接这些节点，并且诸信道通常采用环形结构中诸段的子集(灰色)，其余的被保留(白色)，但是剩下的没有用，因而浪费了共享资源。另一种更好的方案是让诸信道只在发送机和接收机之间的诸段上保留容量，如图5所示的例子。在这种情况下，在环形拓扑结构中，单个时隙可以被使用多次。信道D和信道E使用同样的时隙，但是使用不同的段。同样，信道F和信道G使用同样的时隙，但是使用不同的段。这指的是时隙再用(slot reuse)。时隙再用使在相同时隙内通过环形拓扑结构的互不连贯的段同时进行发射成为可能。因为环形拓扑结构是圆的，所以从末尾段向起始段保留时隙也是有可能的，例如从段16向段2。这是环形结构的一个新增的特点，这个特点在单或者双直线总线拓扑结构中是得不到的。
在DTM拓扑结构中，存在一些影响利用率的附加因素。首先，以控制时隙的形式给每个节点分配信令容量，这意味着在一个被给出了固定链路容量的、带有很多节点的环中，没有几个可用于数据传递的时隙。其次，由于时隙令牌在各个节点之间重新分配时，相应的时隙不能被用于数据传输，致使令牌的重新分配带来了开销。
尽管已经参照诸最佳实施例描述了本发明，但是应该懂得，在不背离附带权利要求书中提及的本发明的主旨和范围前提下，可以对本发明作出某些替换和修改。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1．一种用来发射信息的动态同步转移模式网络，该网络包括：
第一动态同步转移模式环形拓扑结构，它包括用来接收和发射诸帧的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点，第一环形拓扑结构采用时间循环的时分复用，这些时间循环可以被分成诸时隙，第一组时隙被动态分配给第一节点，第二组时隙被动态分配给第二节点，第三组时隙被动态分配给第三节点，第四组时隙被动态分配给第四节点，第一组时隙的一部分被动态分配给第二节点，第一环形拓扑结构被用来只在第一光纤方向上发射诸帧；
第二动态同步转移模式环形拓扑结构带有与第一环形拓扑结构共用的第一节点、第二节点和第三节点，第二环形拓扑结构被用来只在第二光纤方向上发射诸帧，第二光纤方向与第一光纤方向相反；并且
第四节点是一个扩展节点，该节点带有一个用来存储由第一节点和第二节点和第三节点发射的诸呼入帧的可扩展的缓冲区段；
第一环形拓扑结构中的第一段从第四节点延伸到第一节点；
第一环形拓扑结构中的第二段从第二节点延伸到第三节点，以便第二段与第一段互不连贯；
一种描述第一和第二段的扩展DTM块令牌格式；并且
为了允许通过第一和第二互不连贯的段在相同时隙中同时进行发射，第四节点被布置用来仅在第一段中保存块令牌容量，并且第二节点被布置用来仅在第二段中保存块令牌容量。
2．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，可以把容量时分复用为诸时间循环，这些时间循环可以被分成诸动态数据时隙和诸静态控制时隙，给第一节点提供了对第一控制时隙的专用的写访问，给第二节点提供了对第二控制时隙的专用的写访问，给第三节点提供了对第三控制时隙的专用的写访问。
3．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第二动态同步转移模式环形拓扑结构还包括第四节点，第四节点是一个带有可扩展缓冲区段的扩展节点，用来存储由第一节点和第二节点发射的诸呼入帧。
4．根据权利要求3的动态同步转移模式网络，其特征在于，缓冲区段是一个FIFO队列。
5．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第一节点和第二节点既与第一环形拓扑结构相连又与第二环形拓扑结构相连，以便第一节点和第二节点在第一环形拓扑结构和第二环形拓扑结构上都能够接收和发射诸帧。
6．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第一环形拓扑结构和第二环形拓扑结构有一个组合后的吞吐量，并且第一环形拓扑结构具有第一容量，组合后的吞吐量是第一吞吐量的四倍。
7．一种在双动态同步转移模式环形拓扑结构中发射帧的方法，该方法包括以下步骤：
提出一个第一动态同步转移模式环形拓扑结构，该环形拓扑结构带有第一节点、第二节点和第三节点，第一环形拓扑结构带有诸时间循环的时分复用容量，这些时间循环可以被分成一些时隙，第一环形拓扑结构仅在第一光纤方向上发射诸帧；
提出一个与第一环形拓扑结构共享第一节点、第二节点和第三节点的第二动态同步转移模式环形拓扑结构，第二环形拓扑结构仅在第二方向上发射诸帧，第一方向与第二方向相反，第一和第二环形拓扑结构带有多个互不连贯的段；
把第一组时隙动态分配给第一节点；
把第二组时隙动态分配给第二节点；
第二节点从第一节点请求得到第一组时隙的一部分；
第一节点把第一组时隙的一部分分配给第二节点；
确定从第二节点到第一节点的最短路径；
如果该最短路径处在第一方向上，那么在第一环形拓扑结构的第一方向上从第二节点向第一节点发射该帧；
如果该最短路径处在第二方向上，那么在第二环形拓扑结构的第二方向上从第二节点向第一节点发射该帧；并且
通过一些互不连贯的段，在相同的时隙内同时发射一个吞吐量。
8．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，分配第一组时隙的一部分的步骤还包括把对第一组时隙的这部分的访问提供给第二节点的步骤。
9．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：把诸时间循环分成诸动态时隙和诸静态控制时隙，并且把第一控制时隙指定给第一节点，把第二控制时隙指定给第二节点。
10．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，该方法还包括在第二控制时隙内从第二节点向第一节点发送控制讯息的步骤。
11．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，在第一方向上发射诸帧的步骤还包括以下步骤：向第一节点发射一个控制讯息，告知第一节点，对于承载诸帧的信道，第二组时隙以及部分第一组时隙中哪些时隙被分配了。
12．一种在双动态同步转移模式环形拓扑结构中发射帧的方法，该方法包括以下步骤：
提出带有诸节点的第一和第二环形拓扑结构，第一和第二环形拓扑结构中的每一个都具有可以被分成很多时隙的容量，第一环形拓扑结构带有一个源节点，第二环形拓扑结构带有一个目的节点，采用第一环形拓扑结构只在第一方向上发射诸帧，采用第二环形拓扑结构只在第二方向上发射诸帧，第一方向与第二方向相反，第一和第二环形拓扑结构带有多个互不连贯的段；
在第一环形拓扑结构的第一方向上确定从源节点到目的节点的第一节点数目；
在第二环形拓扑结构的第二方向上确定从源节点到目的节点的第二节点数目；
如果第二节点数目大于第一节点数目，那么在第一方向上从源节点向目的节点发射帧；
如果第一节点数目大于第二节点数目，那么在第二方向上从源节点向目的节点发射帧；并且
通过一些互不连贯的段，在相同的时隙内同时发射一个吞吐量．
13．根据权利要求12发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括把带有一个扩展缓冲区的扩展节点提供给第一环形拓扑结构的步骤．
14．根据权利要求13发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括扩展节点接收诸帧并且把这些帧前向发送到一个处在该扩展节点下行方向的节点的步骤。
15．根据权利要求14发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括扩展节点把这些帧存储在扩展缓冲区中并且对这些帧进行同步的步骤。

Claims (15)

1．一种用来发射信息的动态同步转移模式网络，该网络包括：
第一动态同步转移模式环形拓扑结构，它包括用来接收和发射诸帧的第一节点、第二节点和第三节点，第一环形拓扑结构采用时间循环的时分复用，这些时间循环可以被分成诸时隙，第一组时隙被动态分配给第一节点，第二组时隙被动态分配给第二节点，第三组时隙被动态分配给第三节点，第一组时隙的一部分被动态分配给第二节点，第一环形拓扑结构被用来只在第一光纤方向上发射诸帧；
第二动态同步转移模式环形拓扑结构带有与第一环形拓扑结构共用的第一节点和第二节点，第二环形拓扑结构被用来只在第二光纤方向上发射诸帧，第二光纤方向与第一光纤方向相反；并且
第三节点是一个扩展节点，该节点带有一个用来存储由第一节点和第二节点发射的诸呼入帧(incoming frames)的可扩展的缓冲区段。
2．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，可以把容量时分复用为诸时间循环，这些时间循环可以被分成诸动态数据时隙和诸静态控制时隙，给第一节点提供了对第一控制时隙的专用的写访问，给第二节点提供了对第二控制时隙的专用的写访问，给第三节点提供了对第三控制时隙的专用的写访问。
3．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第二动态同步转移模式环形拓扑结构还包括第四节点，第四节点是一个带有可扩展缓冲区段的扩展节点，用来存储由第一节点和第二节点发射的诸呼入帧。
4．根据权利要求3的动态同步转移模式网络，其特征在于，缓冲区段是一个FIFO队列。
5．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第一节点和第二节点既与第一环形拓扑结构相连又与第二环形拓扑结构相连，以便第一节点和第二节点在第一环形拓扑结构和第二环形拓扑结构上都能够接收和发射诸帧。
6．根据权利要求1的动态同步转移模式网络，其特征在于，第一环形拓扑结构和第二环形拓扑结构有一个组合后的吞吐量，并且第一环形拓扑结构具有第一容量，组合后的吞吐量是第一吞吐量的四倍。
7．一种在双动态同步转移模式环形拓扑结构中发射帧的方法，该方法包括以下步骤：
提出一个第一动态同步转移模式环形拓扑结构，该环形拓扑结构带有第一节点、第二节点和第三节点，第一环形拓扑结构带有诸时间循环的时分复用容量，这些时间循环可以被分成一些时隙，第一环形拓扑结构仅在第一光纤方向上发射诸帧；
第二动态同步转移模式环形拓扑结构与第一环形拓扑结构共享第一节点、第二节点和第三节点，第二环形拓扑结构仅在第二方向上发射诸帧，第一方向与第二方向相反；
把第一组时隙动态分配给第一节点；
把第二组时隙动态分配给第二节点；
第二节点从第一节点请求得到第一组时隙的一部分；
第一节点把第一组时隙的该部分分配给第二节点；
用第二组时隙和第一组时隙的已分配部分构成一条信道；
确定从第二节点到第一节点的最短路径；
如果该最短路径处在第一方向上，那么在第一环形拓扑结构的第一方向上从第二节点向第一节点发射该帧；
如果该最短路径处在第二方向上，那么在第二环形拓扑结构的第二方向上从第二节点向第一节点发射该帧。
8．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，分配第一组时隙的一部分的步骤还包括把对第一组时隙的这部分的访问提供给第二节点的步骤。
9．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：把诸时间循环分成诸动态时隙和诸静态控制时隙，并且把第一控制时隙指定给第一节点，把第二控制时隙指定给第二节点。
10．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，该方法还包括在第二控制时隙内从第二节点向第一节点发送控制讯息的步骤。
11．根据权利要求7发射诸帧的方法，其特征在于，在第一方向上发射诸帧的步骤还包括以下步骤：向第一节点发射一个控制讯息，告知第一节点，对于承载诸帧的信道，第二组时隙以及部分第一组时隙中哪些时隙被分配了。
12．一种在双动态同步转移模式环形拓扑结构中发射帧的方法，该方法包括以下步骤：
提出带有诸节点的第一和第二环形拓扑结构，第一和第二环形拓扑结构中的每一个都具有可以被分成很多时隙的容量，第一环形拓扑结构带有一个源节点，第二环形拓扑结构带有一个目的节点，采用第一环形拓扑结构只在第一方向上发射诸帧，采用第二环形拓扑结构只在第二方向上发射诸帧，第一方向与第二方向相反；
在第一环形拓扑结构的第一方向上确定从源节点到目的节点的第一节点数目；
在第二环形拓扑结构的第二方向上确定从源节点到目的节点的第二节点数目；
如果第二节点数目大于第一节点数目，那么在第一方向上从源节点向目的节点发射帧；并且
如果第一节点数目大于第二节点数目，那么在第二方向上从源节点向目的节点发射帧。
13．根据权利要求12发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括把带有一个扩展缓冲区的扩展节点提供给第一环形拓扑结构的步骤。
14．根据权利要求13发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括扩展节点接收诸帧并且把这些帧前向发送到一个处在该扩展节点下行方向的节点的步骤。
15．根据权利要求14发射帧的方法，其特征在于，该方法还包括扩展节点把这些帧存储在扩展缓冲区中并且对这些帧进行同步的步骤。
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