KR19980702938A

KR19980702938A - 광대역 교환 시스템

Info

Publication number: KR19980702938A
Application number: KR1019970706346A
Authority: KR
Inventors: 스미스아브릴조이; 아담스존레오나드
Original assignee: 피들러 피터; 옥스포드브룩스유니버시티; 더튼 에리카; 브리티쉬텔리커뮤니케이션즈퍼블릭리미티드캄파니
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1998-09-05
Also published as: JPH11501476A; CN1183191A; CA2214897C; EP0813782A1; MX9706822A; US7035211B1; WO1996027965A1; NO974131D0; CA2214897A1; AU4888096A; NO974131L; AU720173B2; NZ302752A

Abstract

본 발명은 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 교환하는 광대역 교환 시스템에 관한 것으로서, 동적 대역폭 제어기(DBC)는 시스템의 입력부분에서 데이터 셀의 적용을 제어하며, 데이터 셀은 다수의 전송 종단 시스템에 의해 공급되어지며, 상기 DBC는 입력되는 셀을 검출하고, 셀 소스를 표시하고, 셀에 대한 버퍼링을 제공하며, 각각의 소스로부터 셀에 할당된 현재의 셀 속도(CR)에 따라 시스템 교환기에 셀의 출력을 제어한다. 이 시스템은 또한 시스템내에서 이용할 수 있는 대역폭을 결정하는 접속승인(CAC)모듈을 포함한다. DBC와 CAC는 시스템을 통하여 지정된 최소 대역폭의 영구적인 가상경로를 유지하며 최대에 이를 때 까지 요구되는 추가 대역폭을 할당을 함께 일으킨다. 경로에 할당된 추가 대역폭은 소스에 의해 사용되지 않았다면 자동적으로 제거되거나 감소될 수 있다. 소스로의 피드백은 시스템내의 경로에 대해 이용할 수 있는 대역폭의 한정에 의해 셀이 손실되는 중요한 결과를 가져오는 속도로 셀이 공급되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

광대역 교환 시스템

본 발명은 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 교환하는 광대역 교환 시스템 및 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 교환하는 방법에 관한 것이다.

비동기적으로 전송된 셀을 교환하는 광대역 교환 네트워크는 주지되어 있고, 이런 네트워크에 있어서 제 1 고객과 제 2 고객을 연결하는 전송 채널에는 지정된 레벨의 대역폭이 할당된다. 몇가지 이런 주지된 시스템에 있어서, 통신 채널은 상당한 시간에 걸쳐서 전용회선의 형태로 제공되고, 이런 연결을 설정하거나 특정 종단과 전송된 트래픽 레벨에 따라 연결을 수정하기 위해 수동 측정이 실시된다. 결과적으로 고객은 연결에 대한 전체 요금중 일부분으로서 고정된 요금을 청구받는 것이 보통이고, 그 결과 연결이 사용중인지 또는 그렇지 않은지에 상관없이 지불이 행해진다.

대안적인 시스템이 제안되었거나 이용가능하다. 특히, 시그널링(signalling) 명령을 내리고, 네트워크에 의해 내려진 유사한 명령에 응답함으로써 연결을 설정하는 설비를 갖는 종단 설비를 필요로 하는 다이얼업을 기반으로 하여 설정되는 연결이 가능하다.

전용 통신 네트워크를 지원하기 위해 영구적인 회로를 사용하는 것이 널리 보급되어 있다. 이런 회로에 대한 요구는 2Mbit/s를 넘는 광대역 전송속도를 포함시키기 위해 점차 커지리라 예측되고 있는데, 이 회로는 가능하다면 음성 전송과 일정한 비트율의 화상과 같은 일정한 비트율로 전송되고 지연에 민감한 트래픽과 함께 본질적으로 버스트형식인 소스로부터 다중화된 트래픽을 전송한다.

비동기 전송모드(ATM) 셀은 모두 고객 트래픽 또는 고객으로 향하는 제어정보(시그널링)를 전송할 수 있는 48개의 옥텟(octet)으로 이루어진 고정 정보 필드를 갖는다. 이런 두 가지 형태의 데이터 전송은 셀 헤더의 가상 경로(VP)와 수직 회로(VI) 값을 설정함으로써 식별된다. ATM 헤더에 제공된 다른 필드는 셀 손실 우선순위로 알려져 있는데, 이를 이용해 낮은 우선순위의 셀과 높은 우선순위의 셀을 구별할 수 있다. 혼잡한 경우에는 낮은 우선순위의 셀이 먼저 버려질 수 있다.

ATM 기반 네트워크내의 전용 회로에 대하여 바람직한 경로, 필요한 대역폭 및 서비스의 질(QOS)는 네트워크 관리 절차를 사용하여 설정된다. 전용회로는 실질적인 물리 회로가 존재하지 않고, 다만 VP/VC 값 또는 경로를 결정하고, 대역폭과 QOS 요구를 결정하기 위해 교환기에 저장된 정보와 연관되는 레이블(label)을 갖기 때문에 영구적인 가상 회로(PVC)로서 알려져 있다. 다수의 PVC는 가상경로(VP)로 그룹화될 수 있는 동일한 일반 경로를 수반한다.

주지된 모든 영구적인 회로의 단점은 고객이 아무것도 전송하지 않을 때에도 대역폭이 할당되어 있다는 점이다. 이는 필요할 때만 대역폭을 이용할 수 있는 경우보다 비싼 요금을 지불할 수도 있다는 것을 의미한다. 여기서 행해진 가정은 요금 부과가 지정된 대역폭과 관련되어 있다는 것이지만, 공용 네트워크 운용자가 가상 회로에 대한 요금 부과를 선택할 수 있는 방식의 관점에서 보면 이는 반드시 정확한 것은 아니다. 그러나, 지정된 대역폭을 근거로 한 요금부과는 미래에 상당히 중요한 요소로 될 것이라고 예측된다.

하루중 특정 시간 또는 특정일에만 이용가능하도록 영구적인 가상회로를 설정하는 것이 일반적인 관행이다. 이런 방식의 어려움은 고객이 사용방법의 패턴을 급속하게 변경하는 것을 허용하지 않고, 고객이 요구한 사용방법을 조잡하게 반영할 뿐이라는데 있다.

두 번째 제안은 네트워크 관리 단계에 독립된 전송 채널을 고객에게 제공하여 영구적인 가상회로가 재구성되도록 하는 것이다. 이런 방식의 어려움은 고객이 가상회로의 이용을 시작하기에 앞서 어느 정도 시간의 지연이 겪는다는데 있다.

세 번째 제안은 대역폭이 지금 회로에 할당되어야 한다는 것을 나타내는 고속의 자원 관리 셀을 인식하는 설비를 네트워크의 모든 교환 위치에 도입하는 것이다. 이런 방식의 어려움은 여러 제조자가 생산한 교환설비에 의해 인식되는 광대역 요청 셀에 대한 국제적으로 협의된 표준이 없다는데 있다.

본 발명의 첫 번째 관점에 따르면, 각각의 신호원에 접속하기 위한 적어도 하나의 입구와 선택된 신호수신시스템에 접속하기 위한 적어도 하나의 출구를 갖는 광대역 교환 시스템에 있어서, 상기 교환 시스템은 입구로부터 출구로 정보를 수반하는 비동기적으로 전달된 데이터 셀을 전송하기 위한 적어도 하나의 교환기, 상기 교환기를 통해 입구와 출구사이에 지정된 기반 대역폭으로 가상 접속을 수용하고 설정하기 위한 시스템제어수단, 및 입구에서 수신된 셀을 검출하도록 구성된 대역폭 제어수단을 구비하여, 검출된 셀의 대역폭 요청을 결정하여 셀 검출과 대역폭 결정에 자동적으로 응답하며, 상기 시스템제어수단이 출구에 셀의 전송을 위한 기반 대역폭에 추가로 요청된 추가 대역폭을 선택적으로 할당하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 있어서, 시스템내의 검출된 사용 레벨에 동적하게 응답하는 주어진 경로에 대한 셀의 이용할 수 있는 전체 대역폭을 음성 및 화상정보와 같은 민감한 데이터를 지연시키기 위한 보증된 최소대역폭접속을 제공할 때까지 변경가능하다. 추가 대역폭은 고객이 추가 대역폭을 이용하기 전에 대역폭 요청신호를 내기위해 요청하거나 회피할 때 할당된다.

고객은 시스템을 사용하기 전에 이미 등록된 그의 기반(즉, 최소) 대역폭 요청과 접속에 대한 목적을 가질 것이다. 고객은 또한 최대 대역폭 요청을 등록할 것이다. 편리하게, 시스템제어수단은 각각의 신호원을 구비한 지정된 대역폭을 결합시키기 위한 저장 테이블을 포함한다.

바람직하게는, 상기 시스템제어수단은 영구적인 가상접속을 수용하고 설정하며, 여기에서 영구적인은 지정된 기반 대역폭에서의 접속이 고객이 더 이상의 접속을 요청하지 않는 표시를 교환 시스템이 수신할 때까지 설정된 시간으로부터 유지되는 것을 의미한다.

바람직하게는, 상기 대역폭 제어수단은 신호원으로의 전송을 위해 입구에 최대 셀전송속도값을 전송하며 출구로의 셀 공급의 최대허용 전송속도를 지시하도록 배열된 피드백 수단을 포함하고 있다. 대역폭 제어기는 또한 신호원이 활동하지 않을 때와 활동하지 않는 신호원에 최대 셀전송속도값을 전송할 때를 검출하도록 배열되어 있으며, 대역폭은 신호원으로부터의 셀에 대해 할당된 대역폭보다 더 크다.

바람직하게는, 추가 대역폭은 기반상의 시스템제어수단으로부터 요청되며, 전송신호원은 지시된 경로에 대한 시스템상의 이용할 수 있는(또는 미리 등록된 최대량까지)것에 따라서 많은 추가 대역폭이 할당되어야 한다. 이러한 대역폭은 시스템제어수단이 대역폭을 할당할 때 시스템내의 트래픽 레벨에 따라 할당될 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 주어진 신호원으로부터 입구에 공급된 셀 전송속도는 측정되며, 할당된 대역폭이 측정된 전송속도에서 보다 많은 전송이 요청되면, 시스템제어수단은 대역폭제어수단이 지정된 지연수단후에 이들 셀에 적은 대역폭을 할당하도록 할 것이며, 이에 의해 다른 고객이 이용할 수 있는 대역폭을 만든다.

대역폭제어수단은 신호원으로부터 입구로의 셀 공급속도를 추정하기 위한 셀전송속도 추정수단을 포함하며, 이어지는 추정은 상기 추정수단에 의해 이루어지며, 상기 대역폭제어수단은 상기 시스템제어수단이 신호원으로부터의 셀에 대한 추가 대역폭을 할당하도록 배열될 수 있어 전체 대역폭 할당은 추정된 셀전송속도와 동일하고, 상기 대역폭 제어수단은 상기 피드백 수단이 상기 신호원에 최대 셀전송속도표시를 전송하도록 입구로의 셀공급의 최대허용속도로 추정된 속도를 지시하도록 할 수 있다.

바람직하게는, 대역폭 제어기는 셀전송속도를 추정하도록 주기적으로 배열되어 있으며, 시스템제어수단에 의한 재할당과 추정된 셀전송속도에 따른 최대 셀전송속도의 재전송을 일으키도록 주기적으로 배열되어 있다.

신호원은 이 신호원이 미리 등록된 최대 대역폭에 상응하는 속도로 전송되도록 허용하는 셀전송속도 표시(피드백 수단을 통해)가 주어질 수 있다. 신호원이 지정된 대역폭보다 더 많은 요청의 속도로 전송하도록 스타트되면 상기 지정된 대역폭에 상응하는 속도로 셀전송속도를 감소시키도록 구성되는 셀전송속도 표시신호를 간단하게 보낸다. 이는 대역폭제어수단이 추가 대역폭을 제공하기 위해 시스템제어수단으로부터의 증가된 대역폭 할당을 얻도록 한다. 이 상황에 있어서, 대역폭제어수단내의 버퍼셀에서의 버퍼링동안 추가 대역폭이 할당되어진다.

이러한 버퍼링은 신호원이 주어진 시간에서 시스템상에 수용되어지는 속도보다 더 높은 속도로 전송되는 다른 경우에 사용될 수 있다. 실제로, 버퍼가 지정된 임계 레벨로 채워진 후 이를 검출하기 위한 수단을 가지는 것이 바람직하며, 피드백 수단은 입구에 접속될 때 신호원에 셀전송속도 표시신호의 재전송이 일어나도록 버퍼와 반응한다. 바람직하게는 지정된 임계 레벨로의 버퍼의 충만검출은 신호원에 전송되어지는 감소된 셀전송속도 표시신호를 일으키며, 그 후 기지를 갖는 신호원은 버퍼 오버플로우와 데이터의 과도한 손실을 피하도록 셀전송속도를 감소시킨다.

버퍼내의 특정 VP/VC에 대한 셀의 수(임계 레벨의 도착에 대항된)는 또한 고객이 시스템상에 수용되어지는 것보다 더 큰 속도로 입력되는 셀을 공급할 것인지를 결정하도록 사용될 수 있다. 이 수가 주기적으로 액세스하는 것에 의해, 대역폭제어수단은 신호원에 의해 요청된 대역폭의 가감을 결정하는 것이 가능하다. 또한, 시스템상에 수용되어지는 셀의 전송속도보다 더 큰 속도로 전송되도록 신호원을 신중하게 허용하는 것에 의해, 신호원이 버퍼내의 셀의 수로의 변경을 측정하는 것에 의해 최대허용 대역폭의 사용여부를 결정하는 것이 가능하다. 감소된 수는 신호원이 공급하는, 즉 신호원에 의해 만들어지지 않는 대역폭의 최대 사용을 공급하는 것보다 더 큰 전송속도로 수용되어지는 셀을 표시한다. 이 상황에 있어서, 초과 대역폭은 재할당될 수 있다.

바람직한 실시예의 대역폭제어수단은 다수의 신호원으로부터 수신된 셀에 대한 추가 대역폭의 자동 할당을 일으키도록 배열되어 있으며, 액티비티 검출기와 제어기를 포함할 수 있으며, 상기 액티비티 검출기는 도입 셀을 검출하고 검출된 셀을 전송하는 신호원을 확인하는 것이 가능하며, 상기 제어기는 상기 검출에 응답하여 확인된 신호원에 의해 전송된 셀에 명확하게 추가 대역폭을 할당하도록 시스템제어수단에 대역폭 요청메시지 전송을 확인한다.

대역폭제어수단은 이 대역폭제어수단에 결합된 각각의 신호원으로부터 수신된 셀을 계수하기 위한 셀 카운터를 포함하며, 이에 의해 고객 목록과 다른 목적을 위해 변경 신호를 발생시킨다. 이 카운터는 대역폭제어수단내의 제어기와 결합된 액티비티 검출기의 일부분이며, 상기 액티비티 검출기는 입력되는 셀을 검출하고 검출된 셀을 전송하는 신호원을 확인하며, 상기 제어기는 상기 검출에 응답하여 확인된 신호원에 의해 전송된 셀에 명확하게 추가 대역폭의 레벨을 할당하도록 시스템제어수단에 대역폭 요청메시지 전송을 확인한다.

본 발명의 두 번째 관점에 따르면, 적어도 하나의 교환기를 통해 시스템의 입구로부터 시스템의 출구에 정보를 수반하는 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 전송하는 광대역 교환 시스템용 동적 대역폭 제어기에 있어서, 상기 제어기는 입구와 출구사이에 지정된 기반 대역폭에 영구적인 가상접속을 설정하기 위한 수단, 입구에서 수신된 상기 셀을 검출하기 위한 수단, 검출된 셀의 대역폭 요청을 결정하기 위한 수단 및 출구로의 셀의 전송을 위해 시스템내에 할당되어지는 기반 대역폭에 추가 대역폭을 추가하도록 셀 검출과 대역폭 결정에 자동적으로 응답하여 대역폭 요청신호를 내리기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

신호원으로부터 시스템으로의 트래픽적용을 제어하는 수단으로서 우선순위지명에 따라 셀을 버리거나 또는 강등시키는 사용제어수단 또는 사용변수제어(UPC)의 제공은 알려져 있다. 이러한 사용제어수단이 존재하면, 대역폭제어수단은 사용제어수단이 전송된 셀의 우선순위를 강등하는 제 1 지정 임계 레벨을 증가시키는 것에 의해 대역폭의 할당에 응답하여 사용제어수단에 대한 신호를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 사용제어수단의 제 1 지정 레벨은 종단 시스템에 의해 네트워크를 만드는 실사용자가 없어 낮은 우선순위로 강등되어지는 초기 셀을 얻게되면 0으로 설정된다. 물론, 대역폭제어수단이 전달된 데이터 셀을 갖지 않는 특정 종단 시스템을 초과하는 종료기간후에, 종단 시스템에 할당된 대역폭은 0으로 감소된다.

바람직하게는, 대역폭제어수단은 시스템제어수단에 메시지를 전달하는 것에 의해 사용제어수단에 의해 설정된 제 1 지정 레벨을 조정하여 차례로 사용제어수단에 메시지를 내린다.

본 발명의 세 번째 관점에 따르면, 적어도 하나의 교환기를 통해 시스템의 입구로부터 시스템의 출구에 정보를 수반하는 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 전송하기 위한 광대역 교환 시스템을 작동시키는 방법에 있어서, 입구와 출구사이에 지정된 최대 대역폭을 구비한 가상접속을 유지하는 단계, 입구에 공급된 상기 접속에 대한 셀의 속도를 최소 대역폭에 의해 수용될 수 있는 초과 셀공급속도의 검출에 자동적으로 응답하여 검출하는 단계, 및 상기 접속에 추가 대역폭을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직한 방법에 있어서, 상기 추가 대역폭은 최대값, 즉 피드백 신호가 발생되어 상기 접속에 대한 셀이 상기 접속을 위한 시스템내의 이용할 수 있는 추가 대역폭의 레벨에 따라 입구에 공급되는 속도를 한정하기 위해 상기 입구에 피드백되며, 추가 대역폭은 지정된 량 이하의 셀공급속도의 검출에 응답하여 재할당되며, 최대 대역폭의 합계와 할당된 추가 대역폭에 의해 수용될 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면에 따른 실시예를 참조하여 이하에서 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광대역 교환 시스템의 도면,

도 2는 본 발명에 따른 또다른 광대역 교환 시스템의 도면,

도 3은 단일 대역폭 제어기가 몇개의 종단 기지국에 의해 공유될 수 있는 방법을 나타내는 광대역 교환 시스템의 일부를 나타내는 도면,

도 4는 도 1 및 도 2의 시스템에서의 사용을 위한 대역폭 제어기의 블록도,

도 5는 도 4에 나타난 액티비티 모듈의 SDL 도면,

도 6-1 및 도 6-2는 도 4의 제어기 모듈에 대한 SDL,

도 7은 자원관리(RM) 데이터 셀에 대한 도면,

도 8은 도 4의 피드백 모듈에 대한 SDL,

도 9는 도 4의 대역폭 제어기를 위한 버퍼에 대한 도면,

도 10은 버퍼에 대한 SDL,

도 11은 셰이퍼/멀티플렉서 모듈과 도 6의 버퍼와의 연결에 대한 블록도, 및

도 12-1, 도 12-2, 및 도 12-3은 상기 셰이퍼/멀티플렉서에 대한 SDL이다.

바람직한 형태로서, 본 발명은 종단 시스템들간에서 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 전송하기 위한 공용 교환 네트워크를 구성하거나 그것을 구성할 수 있는 광대역 교환 시스템에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 공용 네트워크(10)는 비동기 전송 모드(ATM)로 작동가능한 다수의 교환기를 가지고 있다. 이것의 간단한 예를 들면, 상기 교환기들은 각각이 각 종단 시스템과의 연결용 하나의 포트를 가지고 있는 두 개의 시내 교환기(12) 및 상기 시내 교환기(12)와 상호 연결되어 있는 중계 교환기(16)를 포함한다. 상기 교환기들과 관련된 것은 접속 승인 제어 함수(CAC)(18)와 상기 시내 교환기(12)들 중의 하나를 통해 상기 네트워크로 들어가는 트래픽을 제어하는 동적 대역폭 제어기(DBC)와의 연결이다. 이 교환기(12)는 상기 종단 시스템(14)으로부터 상기 네트워크의 입력 포트(24)에서 수신된 데이터 셀의 우선순위를 동적으로 변경하기 위해 사용변수제어장치(UPC)(22)도 포함한다.

실제로, 상기 네트워크(10)는 많은 수의 시내 및 중계 교환기(12,16) 및 종단 시스템(14)과 같은 여러 종단 시스템과의 연결을 위한 포트(24)와 같은 다수의 포트들을 가지고 있는 네트워크를 형성하기 위해 모두 상호 연결된 여러 DBC(20)를 포함할 것이라는 것이 이해될 것이다. DBC(20)를 사용하여 상기 공용 네트워크(10)는 이용가능한 비트율(ABR) 서비스를 제공할 수 있고, 상기 DBC는 상기 입력 포트(24)로 공급된 입력 셀을 검출하며, 이 검출에 응하여 자동적으로 상기 CAC(18)가 착신지 종단 시스템으로 셀을 전송하는데 대역폭을 할당하게 한다. 일반적으로, 상기 ABR 서비스를 요구하는 종단 시스템(14)은 고정된 DBC(20)로 할당된다. 각 시내 ATM 교환기(12)에는 하나 이상의 DBC(20)가 있을 수 있다. 고장의 경우에, 종단 시스템은 대기하고 있는 DBC(도시되지 않음)에 다시 할당될 수 있다.

데이터는 ATM 셀의 형태로 전송되고, 각각은 5 옥셋의 헤더에 추가하여 48 옥셋의 정보 필드를 가지고 있고 상기 네트워크 자신을 통한 전송을 돕는 정보를 포함한다. 따라서 경로할당은 셀 대 셀 기초로 제어되고, 다수의 전송 경로 및 시간 다중화된 슬롯은 어떤 특정한 링크를 위해 사용될 수 있다. 따라서 ATM 셀은 상기 헤더 정보에 의해 정의된 바와 같이 가상 경로 및 가상 회로를 통해 전송된다.

상기 가상 경로 및 가상 회로는 공용 메세지의 부분을 형성하는 셀이 같은 연결에 걸쳐 전송되도록 상기 종단 시스템간의 연결을 효과적으로 정의하는 상기 5 옥셋 헤더내의 가상경로 식별기(VPI) 및 가상채널 식별기(VCI)에 의해 정의된다. ABR 트래픽은 도 1에 나타나 바와 같이 셀을 상기 DBC(20)를 통해 그들의 VPI 및 VCI에 따라 경로를 지정함으로써 상기 공용 네트워크로 들어가고, 외부 경로로 나간다. 상기 DBC(20)에서, 각각의 가상 경로 및 가상 채널상의 트래픽은 상기 CAC(18)에 의해 결정될 셀전송속도(본 명세서에서는 CR이라 함)에 제한된다.

대안적인 설명의 배치도가 도 2에 나타나 있다. 이러한 경우에, 종단 시스템(14A)은 하나 이상의 DBC의 제어에 종속된다. 사실, 두 개 종단 시스템(14A,14B)간의 연결은 두 개 공용 네트워크(10-1,10-2)를 통해 할당된다. 각 네트워크(10-1,10-2)는 그 자신의 CAC(18-1,18-2)에 의해 할당된 대역폭에 따라 상기 네트워크로 들어가는 트래픽을 제한할 책임이 있는 그 자신의 DBC(20-1,20-2)를 가지고 있다. 각 DBC(20-1,20-2)는 현재 이용가능한 CR의 종단 시스템(14A)에게 권고할 책임이 있다.

도 1 및 도 2 양 시스템에서, 보증된 최소 대역폭은 종단 시스템(14)들간에 영구적으로 할당되고, 상기 DBC(20,20-1,20-2)는 각각의 교환기들(12,16)로 즉시 전송될 수 없는 어떠한 입력 데이터 셀을 버퍼에 저장하는 동안, 그것이 요구된 것과 같이 각 CAC(18,18-1,18-2)로부터 추가적인 대역폭을 요구한다. 그러면 상기 CAC(18,18-1,18-2)는 상기 종단 시스템간의 연결과 관련되고 적절한 셀의 VPI 및VCI에 의해 식별된 경로내의 가장 협대역 회로에 대응하는 미리 등록된 최대 대역폭까지 추가적인 대역폭을 상기 셀로 할당한다. 그러면 이 할당은 최대 CR이 후술되는 바와 같이 상기 CAC(18,18-1,18-2)에 의해 표시된 대역폭과 같을 수 없는 전송 종단 시스템(14)으로 최대 CR을 전달하는 DBC(20,20-1,20-2)로 표시된다. 결과적으로, 상기 네트워크는 사용자가 유효한 대역폭을 사용하는 요구를 가지고 있지 않을 경우라도 데이터 전송에 유효한 대역폭을 만들도록 영구적으로 구성되는 효과가 주어진다. 그러나 본 명세서에서 명백해지는 바와 같이, 사용자는 네트워크의 실제적인 사용이 있는 경우 부과만 될 필요가 있고, 대개 종단 시스템간의 논리적 링크에 걸쳐 전송된 셀의 수를 기초로 하여 부과된다. 따라서 말하자면 사용자(A)에 의해 실시되는 전송에 앞서 상기 네트워크는 적절한 종단 시스템간의 전송을 위해 어떠한 추가적인 대역폭도 실제적으로 할당할 수 없다. 추가로, 할당될 추가적인 대역폭을 위해 사용자(A)에 의해 어떤 특별한 제어 행위가 만들어질 필요가 있다. 추가적인 대역폭의 레벨은 요구될 경우 사용자(A)에게 지정될 것이다.

단일 DBC가 여러 종단 시스템 또는 신호원에 의해 공유되는 것이 가능하다. 예를 들어 도 3을 참조하면, DBC(20-3)는 네트워크(10)의 부분을 형성하는 광대역 ATM 교환기(12-3)와 연결되어 나타나 있고, 세가지 소스(14C)의 트래픽은 출력 버퍼(28)를 사용하여 다뤄진다. 상기 DBC(20-3)에 의해 다뤄질 수 있는 소스의 번호는 링크율(L)에 의해 결정된다(즉, 항상, 유효 비율을 결정하는 제한 요소인 링크율(L)인 소스는 그리 많지 않아야 한다). 상기 소스(14C)로부터의 ABR 트래픽의 총 셀전송속도는 L을 초과하지 않아야 한다. 이것은 만일 각 소스로부터의 트래픽이 돌발하면, 출력 버퍼(28)가 넘치는 때가 될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 각 소스로부터의 모든 전송을 즉시 멈추도록 작동하는 총칭흐름제어(GFC)신호로 종단 시스템(14C)으로의 CR 피드백을 보충하므로써 피할 수 있다.

DBC가 도 1, 도 2, 또는 도 3의 배치도에서 구체화될 때마다, 그 주기능은 다음과 같다.

먼저, 그것은 입력 데이터 셀을 버퍼에 저장하는 것을 제공하고, 어떤 주어진 시간에서 버퍼에 저장되는 정도는 상기 셀을 포함하는 전송에 따라 결정되며, 상기 전송은 앞서 참조된 VPI 및 VCI에 의해 식별된다. 추가로 상기 DBC는 그 특정한 전송에 적용가능한 현재 CR과 같도록 네트워크(10)로 공급된 트래픽을 제어하거나 또는 형상화하고, 상기 CR은 할당된 대역폭에 종속된다.

그러므로 상기 종속된 대역폭 및 상기 CR은 어떤 주어진 전송을 위해 전송에 따른 루트의 결정 및 공지된 액티브 전송수을 기초로 하는 루트상에서 이용가능한 용량의 정당한 분배를 할당하는 것을 기초로 상기 CAC(18)(도 1 참조)에 의해 결정된다.

전송이 시작되면, 그것은 상기 DBC에서 검출되고, 영구적으로 할당되어 먼저 등록된 최소 대역폭에 대응하는 낮은 지정 CR을 적절한 종단 시스템(14)(도 1 참조)으로 즉시 전송한다. 이전에, 그것이 전송되지않는 경우 최대 대역폭이 유효한 것으로 나타나도록 상기 종단 시스템은 상기 먼저 등록된 최대 대역폭에 대응하는 CR을 수신할 것이다. 낮은 지정 CR로의 감소는 상기 CAC(18)가 대역폭을 할당할 수 있기 전에 상기 시스템(10)에서 새로운 액티브 전송 소스가 부하를 일으키지 않고 그 전송을 위한 CR을 유도하지 않는다는 것을 보증한다. 그러한 부하는 전형적으로 그 전송을 위한 셀 손실을 일으킬 것이다. 상기 DBC(20)를 남겨두는 전송과 관련된 트래픽은 지정 CR과 대응하도록 형상화된다. 이것은 상기 DBC의 제 2 주기능 부분이다, 즉 그 전송된 셀전송속도를 제어할 목적으로 종단 시스템으로 피드백 신호를 전송하는 것이다. 실제로, 상기 CAC(18)가 전송을 위해 새로운 CR을 획득하는 각각의 시간에, CR 권고 신호는 상기 종단 시스템으로 피드백된다.

상기 DBC를 버퍼에 저장하는 앞선 전송은 서로 협력하는 종단 시스템에게 그 출력을 가장 마지막의 CR 피드백 권고로 조정하는데 충분한 시간을 허용하는데 사용된다. 이것은 초과 셀이 적어도 상기 DBC와 종단 시스템간의 왕복 지연과 같은 주기동안 들어갈 수 있도록 상기 DBC에서 충분한 버퍼에의 저장이 있다는 것을 의미한다. 만일 셀들이 상기 권고된 피드백 CR보다 큰 비율로 상기 종단 시스템(14)으로부터 도착하기를 계속하는 경우(예를 들면, 상기 CR이 루트에서 실종되었기 때문에, 또는 문제가 있는 종단 시스템 때문에), 상기 초과 셀들은 상기 버퍼의 오버플로우에 의해 상기 DBC내에 존재할 것이다.

그러나, 후술되는 바와 같이, 특정한 종단 시스템이 그 대역폭 할당을 충분히 사용하고 있는가 여부를 결정하기 위해, 때때로 상기 권고된 피드백 CR을 상기 DBC(20)를 남겨두는 셀이 셰이프되는 CR보다 계획적으로 크게 하는 것이 요구된다.

적절한 DBC에서, 버퍼 임계값을 사용하여 과실 관용을 포함하는 것도 가능하다. 주어진 전송과 관련되는 저장된 셀이 상기 임계값에 도달하는 경우, 상기 종단 시스템으로의 상기 CR 권고 피드백의 재전송은 개시된다. 이 특징은 과실이 있는 터미널 또는 제한된 전송 규칙을 가지는 계획적인 비순응으로 인해 쓸모 없는 대역폭 사용을 막기 위해 종단 시스템을 단속하는 메카니즘으로서도 유용하다. 이러한 방법에서, 순응적인 종단 시스템 서로를 위해 제공된 서비스의 질을 가진 간섭은 예방된다. 사실상, 상기 DBC는 상기 네트워크(10)와의 ABR 트래픽 계약을 정의한다.

지금부터 도 4를 참조로 상기 DBC(20)의 모듈을 좀더 상세히 설명하도록 하겠다.

도 4에 나타나있는 DBC(20)는 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 수신하는 입력 포트(30), 및 교환 네트워크(10) 부분을 형성하는 교환기(12 또는 16)(도 1 및 도 2 참조)로 데이터 셀을 공급하는 출력을 갖는 분리된 유닛이다. 상기 유닛은 또한 상기 교환기(12 또는 16)로부터 메세지를 되돌려 수신하는 또다른 입력(34) 및 피드백 메세지를 상기 종단 시스템(14)으로 전송하는 피드백 출력(35)도 가지고 있다. 상기 DBC(20)가 분리된 유닛임에도 불구하고 도 4는 소프트웨어 기능으로 실시될 수 있는 많은 더 큰 데이터 프로세싱 유닛의 서브셋 시스템을 나타내는 기능적인 도면으로 고려될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

입력(30)상에 입력되는 셀은 액티비티 검출기(36)로 먼저 공급되는 사용자 셀 스트림으로 도착한다. 액티비티 검출기의 목적은 제어기 모듈(38)로 각 수신된 정보에 관한 상태 정보를 제공하는 것이고, 각 전송은 상기 셀 헤더에 포함된 VPI 및 VCI에 의해 식별된다. 전송은 만일 그것이 앞서 눈에 띄지 않았다면 액티비티 검출기에 의해 활동준인 것으로 분류되고, 적절한 VPI 및 VCI를 갖는 셀은 종단 시스템에서 입력(30)으로 전송되는 것이 감시된다. 셀 헤더의 시작으로의 액티비티 검출기(36)의 동기화는 상기 셀 헤더에 포함된 오류검사필드를 사용하여 처리될 수 있다. 상기 오류검사필드는 그 이름이 시사하는 바와 같이 에러 체크가 헤더 정보상에서 처리될 수 있으므로 소정의 여유도를 제공한다. 따라서, 상기 오류검사필드를 제공하는 주요 이유는 상기 헤더 정보가 정확하다는 것을 보장하고 그러므로 셀들이 틀린 주소로 전송되지 않는다는 것을 보장하는 것이다.

전송은 만일 그것이 앞서 활동적이었다면 비활동적인 상태에 있는 것으로 간주되고, 적절한 VPI 및 VCI를 가지고 있는 어떤 셀도 시간(t)의 주기동안 검출되지 않는다. 액티비티 검출기(36)는 타이머 및 각 VPI/VCI 값의 쌍의 상태 테이블을 유지한다. 대개, t는, 수천분의 1초의 상태중의 하나인 어떤 주어진 VPI/VCI값의 쌍과 관련되는 활동-비활동-활동 전이들이 전송이 이 조건하에 활동 상태에 남아있는 것으로 지시되도록 검출되지 않고 남아있도록 수 초가 되도록 설정된다. 이것은 상기 네트워크의 사용을 낮추는 일부 비용으로 상기 DBC(20)에 의해 상기 CAC(18)로 전송된 메세지들의 주파수를 줄이는 효과를 가지고 있다.

상기 액티비티 검출기(36)의 또다른 기능은 셀 계수 획득과 셀 계수 정지간의 간격이 상기 제어기(38)로부터 요구하는 동안 전송을 위한(즉, 특정한 VP 상에서의 전송을 위한) 셀을 세는 것이다. 이 정보는 예를 들면 청구 목적으로 사용될 수 있고 상기 제어기(38)에 의해 수신된 전송의 실제 셀전송속도를 산정하는데 사용될 수도 있다.

상기 액티비티 검출기의 의사코드는 아래에 나와 있고 그 대응하는 SDL이 도 5에 나타나 있다.

입력되는 사용자 셀 스트림이 중심이 되는 한, 상기 액티비티 검출기(36)는 도착하는 셀 스트림의 각 셀 헤더에서 VPI/VCI 값을 읽고, 이 정보는 그것이 각 VPI/VCI값의 쌍을 위해 유지하는 상태 테이블을 갱신하는데 사용되는 것이 나타내어질 것이다. 상기 제어기(38)와의 통신이 중심이 되는 한, 상기 검출기(36)는 어떤 VPI/VCI 값의 쌍의 상태 변화를 제어기에게 알려준다. 상기 제어기는 사용될 타이머 값(t)을 상기 액티비티 검출기에게 알려줄 수 있다. 대개, t와 같은 값이 모든 VPI/VCI값의 쌍에서 사용된다. 셀 계수 정보는 시작.셀.계수메세지를 통해 상기 제어기(38)에 의해 액티비티 검출기(36)로부터 습득될 수 있다. 상기 액티비티 검출기가 이 메세지를 수신하는 경우, 그것은 타이머를 시작하고 각 셀 도착을 센다. 각 사이클(t)의 종료에서, 상기 액티비티 검출기는 상기 제어기로 셀 계수를 전송한다.

입력(30)으로 도착하는 사용자 셀 스트림의 셀들은 그들이 FIFO(First-In, First_out) 버퍼 큐에 저장될 때 지연없이 버퍼 모듈(40)로 전송되고, 각 큐는 주어진 VPI/VCI값의 쌍을 갖는 셀을 구비하고 있다. 상기 검출기(36)는 셀 타입에 비특수적이다. 따라서, 어떤 데이터 셀의 도착은 검출될 것이고, 제어 또는 관리 셀의 존재 또는 부재에 독립적으로 VPI/VCI값의 쌍과 관련된 활동 상태에 잠재적으로 영향을 줄 수 있다. 버퍼에 저장된 셀들은 출력(32)을 통해 ATM 교환기로 공급되기 전에 상기 버퍼(40)에서 셰이퍼 멀티플렉서 모듈(42)로 공급된다. 상기 버퍼 및 셰이퍼/멀티플렉서 모듈(40,42)의 작동은 좀더 상세히 후술될 것이다. 시간이 있는 동안, 상기 버퍼 모듈은 어떤 버퍼 큐가 예정된 버퍼 채움 경계값에 도달한 경우 상기 제어기(38)로 시그낼링할 수 있다고 충분히 말할 수 있다. 상기 셰이퍼 멀티플렉서 모듈(42)은 상기 버퍼 모듈(40)에서 셀을 제거하고 그들을 그들의 착신지를 향해 온워드로 전송할 책임이 있다. 그것은 멀티플렉서 기능을 포함하고 상기 셰이퍼는 상기 출력으로부터 공급된 셀 스트림이 할당된 대역폭에 의해 결정된 바와 같이 각 전송을 위한 네트워크를 통한 각 경로의 용량이 초과하지 않는 것을 보장하도록 셰이프되기 위해 각 VPI/VCI값의 쌍을 위한 CR 값을 저장한다. 상기 제어기(38)는 또한 입력(34)에서 네트워크로부터 피드백 메세지를 수신하고 상기 제어기(38) 자신으로부터 피드백 메세지를 수신하기 위해 출력(35)을 통한 상기 종단 시스템(14)으로의 온워드 전송에서 피드백 모듈(44)을 제어한다. 상기 버퍼, 셰이퍼/멀티플렉서, 및 피드백 모듈(40,42,44)의 기능은 좀더 상세히 후술될 것이다. 상기 제어기(38)가 먼저 고려될 것이다.

상기 제어기(38)의 목적은 주어진 VPI/VCI값의 쌍에 의해 식별된 ABR 타입 전송이 할당되거나 재결정된 네트워크에서 대역폭을 가져야하는 CAC(18)로 시그널하는 것이다.

본 발명의 실시예에서, 대역폭 재결정 신호는 상기 액티비티 검출기(36)가 특정한 VPI/VCI값의 쌍을 가지고 있는 전송이 눈에 띄지 않는 것을 나타내는 경우, 그 전송을 위한 대역폭 변수는 예정된 최소 대역값으로 세트되어야 하도록 상기 제어기에 의해 상기 CAC(18)로 전송된다. 새로운 활동적인 전송에서, 대역폭은 상기 CAC로 재결정되어야 하고, 상기 CAC가 그 자신의 제어 변수에 따라 대역폭을 전송으로 배포하는 경우에, (예정된 최대 대역폭의 구속내에서) 유효한 만큼 많은 대역폭을 위한 요청으로서 상기 CAC(18)(도1)에 의해 번역된다.

상기 제어기(18)는 상기 액티비티 검출기(36)가 해당 전송을 위한 상태 전이를 나타낼 때마다 재결정을 시그널한다. 이것은 평가 주기의 시작을 표시한다. 이 점에서, 종단 시스템은 상기 CAC(18)가 여전히 (상기 DBC(20)로부터의 셀 출력이 셰이프되는) 영구 최소 할당을 유지하기만 하는 동안 최대 대역폭과 대응하는 CR에서 전송될 수 있기를 여전히 희망한다. 평가 주기의 엔드에서(평가 타이머가 종료되는 때), 상기 제어기(38)는 상기 버퍼 모듈(40)로부터 버퍼 셀 계수를 요청한다. 만일 상기 평가 주기의 엔드에서 상기 버퍼 셀 계수가 제로보다 클 경우(즉, 상기 종단 시스템이 최소값보다 큰 비율로 전송하고 있을 경우), 상기 피드백 모듈(44)은 상기 출력(35)을 통해 상기 종단 시스템으로 최소 CR을 발생하도록 명령받는다. 만일 상기 버퍼 셀 계수가 제로이면(즉, 상기 종단 시스템이 상기 최소값보다 작거나 같은 비율로 전송하는 경우), 상기 종단 시스템(14)은 상기 최소 대역폭과 같은 대역폭을 요구한다(만일 그것이 그렇다면, 상기 버퍼는 평가 주기동안 채워지기 시작할 것이기 때문). 상기 제어기(38)는 서비스로 요구된 대역량의 CAC(18)에게 연결을 권고하고, 상기 종단 시스템의 행위를 모니터하는 시작을 표시하는 모니터 타이머를 시작한다. 상기 모니터 타이머는 상기 연결의 일생동안 빈번한 간격에서 타임아웃되도록 세트된다; 이것은 상기 종단 시스템이 그 CR 할당을 사용하여 재할당을 가능하게 한다. 종단 시스템이 연결의 지속기간내내 그 현 CR을 증가, 감소, 또는 보유하는 것이 가능하다. 상기 CAC(18)는 그것이 유효하게 되는 만큼 더 많은 대역폭을 상기 제어기에게 주기적으로 제공한다. 새로운 CR이 상기 CAC(18)로부터 수신되는 경우, 상기 피드백 모듈은 이 새로운 CR을 상기 종단 시스템으로 전송하도록 시그널되고, 상기 값은 갱신된 CR로 저장된다. 후술된 모니터 루프는 상기 종단 시스템이 제공된 대역폭을 사용할 수 있는지 여부를 결정하는데 사용된다.

상기 모니터 타이머의 각 타임아웃에서, 상기 제어기(18)는 상기 버퍼 모듈(40)로부터 새로운 버퍼 셀 계수를 요구하고, 이것을 마지막 모니터 주기동안 저장된 초과 셀 계수와 비교한다.

현재의 버퍼 계수가 초과 셀 계수보다 작다면, 측정 기간동안 사용자 셀 전송속도는 출력에 대해 형성된 셀의 속도보다 낮으며, 종단 시스템은 할당된 대역폭의 완전한 사용을 만들지 않는다. 따라서, 초과 대역폭은 측정된 사용자 속도에 같아지는 CR을 설정하고, 새로운 CR의 CAC(18)를 권고하며, 새로운 CR의 셰이퍼 모듈(42)에 신호를 보내는 것과 종단 시스템에 새로운 CR을 내리도록 피드백 모듈(40)을 명령하는 것에 의해 재할당될 수 있다. 그후 모니터 타이머는 재시작된다.

현재의 버퍼 셀 계수가 초과 셀 계수보다 더 크다면, 즉 사용자 셀전송속도가 셰이퍼 셀 전송속도보다 더 크면, 종단 시스템은 새로운 CR값(종단 시스템이 CAC로부터 업데이터된 CR로 인해 그의 전송 속도가 증가됨)에 의해 제공된 추가 대역폭을 사용한다. 상기 CAC(18)는 셰이퍼 모듈(42)이 CAC(18)에 의해 제공된 최후의 CR에 아직 권고되지 않있기 때문에 DBC(20)에 의해 사용되지 않은 이미 할당된 추가 대역폭을 가진다. 따라서, 이 경우에 있어서, 저장된 CR은 갱신된 CR과 같아지도록 설정하는 것에 의해 중가되며, 이 CR은 셰이퍼 모듈(42)에 보내진다. 현재의 버퍼 셀 계수는 새로운 초과 셀 계수로서 저장된다. 그 후, 모니터 타임은 재시작된다.

세 번째 가능성은 현재의 셀 계수가 초과 셀 계수와 동일하다는 것이다. 이 표시는 새로운 CR값 권고신호를 통해 증가된 대역폭이 제공되는 것을 나타내며, 종단 시스템은 그의 전송속도가 변경되지 않는다. 이 경우에 있어서, 제어기(38)는 종단 시스템의 현재 속도를 CAC(18)에 신호를 보내어 CAC가 얼마나 많은 대역폭을 사용하고 있으며 사용되지 않은 대역폭을 얼마나 할당할 수 있는지를 알 수 있게 한다. 셰이퍼 모듈과 종단 시스템은 신호를 보내지 않는다. 따라서, 셰이퍼 모듈(42)은 CAC(18)에 의해 알려진 값에 상응하는 CR값을 가지며, 종단 시스템은 CAC(18)에 의해 원래 할당된 CR과 같은 CR값을 가진다. 그 후, 제어기(38)는 모니터 타이머를 재시작한다.

액티비티 검출기(36)가 질문이 중지되었다는 것을 전송하는 것을 표시하면, 제어기는 단지 지정된 최소 대역폭만을 할당하도록 CAC(18)에 정지 신호를 내린다. 피드백 모듈(40)은 최대 대역폭과 동일한 CR값을 내리도록 하며 셰이퍼 모듈은 최소 대역폭에 동일한 CR로 신호를 보낸다. 종단 시스템에서 전송되지 않을 때 최대 대역폭에 액세스를 가지는 것을 나타낸다.

버퍼 셀 계수의 정상 측정은 버퍼 오버플로우를 통하여 손실되는 셀의 가능성을 크게 피한다.

따라서, 제어기(38)는 3 단계; 정지, 추정 및 측정의 3 단계를 가진다.

요청이 없을 때 대역폭이 할당되어지는 것을 방지하기 위한 선택적인 전략이 이하와 같이 이루어진다. 제어기(38)는 스타트 카운트요청을 액티비티 검출기(36)에 보내며, 차례로 t의 종료기간을 갖는 모니터 타이머를 시작한다. 이 기간의 끝에서, 액티비티 검출기(36)는 셀 계수를 제어기(38)에 보낸다. 이 정보는 사용자의 현재 보내지고 있는 속도와 동일한 시스템 용량을 추정하도록 처리된다. 이 용량이 지금 할당된 용량 이하이면, 사용자는 관련된 전송에 대해 액티비티 검출기 상태를 유지하도록 입력(30)에 셀의 트리클을 비교적 느리게 보내는 것에 의해 쉽게 큰 용량을 유지하도록 시도하고 있다는 것을 의미한다. 명백하게, 이 상황은 네트워크의 사용을 무용하게 만들며, 이하의 단계는 할당되어 지금 사용된 용량에 불일치하면 제어기(38)에 의해 형성된다. 첫 번째로, 셰이퍼(42)는 관련된 VPI/VCI값에 대한 현재 CR에 존재하도록 즉시 재설정된다. 다음으로, 피드백 모듈(44)은 출력(35)을 통해 사용자에 현재 CR을 내리도록 명령된다. 최종적으로, 제어기(38)는 CAC에 대역폭 재교섭 신호를 보내며, 이 신호는 사용자에 의해 사용되는 현재 동일한 용량과 동일하게 설정된 대역폭값을 포함한다. 그 후, 이 신호는 다른 고객에 대한 보유 용량에 옵션으로서 CAC에 의해 해석된다. 선택적으로, 불일치는 셰이퍼와 피드백 모듈(42, 44), 현재 CR보다 실패 CR에 할당하는 것에 의해 처리될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어기(38)는 또한 주어진 VPI/VCI 값 쌍에 대한 버퍼 충전이 주어진 임계에 도달했을 때 버퍼 모듈(40)로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 이 신호로 인해 제어기(38)는 소위 자원 관리(RM) 셀을 발생하도록 피드백 모듈(44)에 지시하며, 이에 대해서는 이후 보다 상세히 기술할 것이다. 제어기(38)는 또한 설정되는 각각의 새로운 전송(새로운 VPI/VCI 값 쌍에 의해 식별된)에 대한 DBC 식별값을 수신할 수 있는데, 이 DBC 식별값은 CAC로부터 수신된다. 대안적으로 DBC는 어느 것도 제공되지 않는 경우에 지정된 식별을 사용할 수 있다.

제어기에 대한 의사 코드는 아래에 나타나 있다.

제어기에 대한 SDL은 도 6-1 및 도 6-2에 도시되어 있다.

제어기(38)는 DBC, VPI/VCI 식별값 쌍을 피드백 모듈(44)에 기록하도록 구성된다. 또한 피드백 모듈에 특정 VPI/VCI 값 쌍에 대한 자원 관리 명령을 발생하도록 지시하는 구성을 갖는다. 이런 명령은 또한 적당한 CR 쌍 T, τ(T는 평균적인 셀의 중간 도달 시간이고, τ는 버스트 내성이다)을 포함할 수 있다. CAC가 CR 값을 갱신할 때마다 새로운 VPI/VCI 값 쌍에 대해 RM 셀에 특정된 값중 하나의 변경만이 전송된다는 것에 주의해야 한다(하나 또는 그 이상의 반복 RM셀은 첫 번째 하나가 수신되지 않았다면 보내어질 수 있다). 통상 이것은 공용 네트워크에서 30초 또는 그 이상마다 한 번씩 있을 수 있고, DBC(20)의 액티비티 검출기에 대한 감도 세팅(setting)에 의존한다. 요청된 피드백 제어 대역폭은 비교적 작게할 수 있다.

의사 코드로부터 알 수 있는 바와 같이, 버퍼 충전 임계가 특정한 VPI/VCI 값 쌍을 가지는 셀까지 도달될 때마다 제어기(38)는 버퍼 모듈(40)로부터 신호를 수신한다.

액티비티 검출기(36)를 갖는 인터페이스는 이미 기술되었다.

이제 피드백 모듈(44)의 목적에 대해서 기술될 것이다.

전술한 바와 같이, 피드백 모듈(44)은 현재의 CR 값(제어기(38)에 의해 신호처리되는 바와 같이)을 출력(35)을 통해 종단 시스템에 전송한다. 선택적으로 상기 셀의 한 필드는 종단 시스템간의 경로에서 종단 시스템(14)(도 1 참조)으로 하여금 서로 다른 DBC들로 하여금 서로 다른 DBC들(예를 들면, 도 2에 도시된 DBC(20-1 및 20-2))로부터의 CR 권고를 구별하도록 하는데 사용되는 DBC 식별값이다. 상기 DBC 식별 필드는 도 7에서 필드(50)로 나타나 있다. CR은 필드(52)에 위치해 있다. 다른 셀과 같이 상기 RM 셀은 셀이 자원 관리(RM) 셀인 것을 나타내는 PT 필드(54)를 포함하는 5개의 옥셋 헤더를 가진다.

DBC 식별 값이 사용된다면, 고정된 값이 아니라 VPI/VCI 값들에 대해서 네트워크상의 전송경로를 설정하는 시기에 선택될 수 있도록 제안된다. 상기는 CAC(18)가 각각의 VPI/VCI 값들에 대해서 DBC 식별 값들을 할당하고, 피드백 모듈(44)은 (DBC, VPI/VCI) 식별 값들의 표를 가지고 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 도 2에서 나타난 바와 같이, 공용 네트워크(10-1)는 주어진 VPI/VCI 값에 대해서 DBC 식별 값을 선택하도록 구성되고, 공용 네트워크(10-2)가 동일한 값을 선택하지 않도록 하기 위해 상기 정보를 송신한다(예를 들면, 공용 네트워크(10-1)는 식별 값 1을 할당하고, 공용 네트워크(10-2)는 식별 값 2를 할당함 등). DBC 식별 값은 피드백 모듈(44)이 가지고 있는 표에 저장되어 있다.

RM 셀(도 7 참조)내의 CR 필드(52)는 평균 셀 도착간 시간(T)과 버스트 허용오차(τ)의 합으로 제공되는 CAC로부터의 CR 권고를 포함한다.

피드백 모듈(44)의 동작은 (a) CAC(18)에 의해서 새로운 CR이 권고될 때, (b) 버퍼 모듈(40)에서 VPI/VCI 값쌍에 해당하는 버퍼 충전 레벨이 버퍼 충전 한계를 넘을 때 제어기(38)에 의해 트리거된다. 자원 관리(RM) 셀은 이때 종단 시스템이 전송된다.

피드백 모듈(44)에 해당하는 의사코드는 하기와 같으며, 해당하는 SDL은 도 8에 나타나 있다.

다음은 버퍼 모듈(40)이 설명될 것이다.

버퍼 모듈(40)은 도 9에 더 상세히 나타나 있다. 그의 목적은 셀에 포함되어 있는 VPI/VCI 값쌍에 기초하여 입력 데이터 셀을 저장하기 위함이다. 셀을 버퍼링하는 것은 종단 시스템(14, 도 1)에게 모듈(44)로부터의 피드백 신호에 응답할 시간을 제공한다. 버퍼 모듈(40)의 다른 기능은 버퍼 충전 한계에 도달했을 때 종단 시스템이 피드백 신호에 대해서 응답하지 않았음을 나타내는 신호를 제어기(38)에 보내는 것이다(이는 상기에서 언급한 바와 같이 역으로 제어기(38)로 하여금 종단 시스템에 셀 웨이트 신호를 재전송하도록 한다). 버퍼 모듈(40)은 또한 주어진 VPI/VCI 값쌍에 대해서 최대 버퍼 할당이 추가되었을 때 수신된 셀을 존재시킨다. 상기 버퍼 오버플로에 의해서 행해진다.

예를 들면, DBC(20)가 모든 소스로부터의 통합 입력율로 150 Mbit/s를 가지고, 또한 종단 시스템에의 라운드 트립 지연 시간이 100μs라면, CR값이 바뀔 때마다 35 미만의 셀이 전송될 것이다.

상기 비율의 변화는 단지 소수의 초과 셀 도착을 초래하기 때문에 공용 메모리 영역(56)의 크기는 주로 버스트 허용오차의 변화를 충족하기 위한 것이다. 각각의 VPI/VCI 값쌍에 할당된 고정 셀 위치는 도 9의 상기 인용 숫자(58)에 의해 나타나 있다. 상기 위치의 셀들은 각자 고유의 VPI/VCI 값쌍을 갖고 있는 다수의 큐의 프론트 셀을 나타낸다. 다시 말해서, 큐들은 프론트 셀들을 오른쪽에 두고 도 9에서 수평으로 진행되는 것으로 가시화될 수 있다. 버퍼 모듈(40)에서 셀 도착은 큐 내에서 퍼스트-인,퍼스트-아웃(FIFO) 순서로 위치한다.

하기의 버퍼 모듈 의사코드에 의해 정의된 대로 셀들은 셰이퍼/멀티플렉서 모듈(42)의 셰이퍼 부분으로부터 적절한 신호가 수신되었을 때, 버퍼 모듈(40)로부터 제거된다:

해당 SDL은 도 10에 나타나 있다.

이제 도 11과 함께 도 4를 참고하면, 셰이퍼/멀티플렉서 모듈(42)은 버퍼 모듈(40)으로부터 셀들을 제거하고, 네트워크 스위치를 통해 그들의 목적지로 전송하도록 동작한다. 모듈(42)은 멀티플렉서(60)와 셰이퍼(62)의 두 부분으로 구성된다. 각각의 VPI/VCI 값쌍에 대해서 셰이퍼(62)는 셀비율(CR)값과 타이머를 가지고 있다.

출력(32)으로부터 지연됨이 없이 통과할 시 있도록 셰이퍼에 의해 세이핑된다. 그러나 멀티플렉스 기능은 서로다른 VPI/VCI 값쌍에 의해 대표되는 여러개의 전송이 동시에 이루어진다면 셀을 지연시킬 수도 있다. 상기 경우에는 멀티플렉서(60)가 각각의 능동 VPI/VCI 값쌍에 적절히 분할된 DBC 출력 대역폭을 할당한다. 상기는 능동 VPI/VCI 값쌍들을 라운드-로빈 방법으로 폴링함으로써 상기를 수행한다. 비율간격(T)이상의 시간동안 대기하는 셀들은 이 셀은 전송되어야 한다.는 값의 가장 높은 우선권을 가지도록 표시된다. 멀티플렉서는 상기 셀드를 우선적으로 선택한다(도 11 참조). 셀들은 버스트 허용오차 유효값보다 더 긴 버스트가 도착한다면, 셰이퍼 기능에 의해서 대기하게 된다. 셰이퍼/멀티플렉서 모듈(42)의 상세한 동작은 하기의 의사코드로부터 명백해질 것이다:

DBC(20)이 특별한 전송에 할당된 대역폭의 변화를 요청했을 때, CAC는 네트워크 용량이 가장 효과적으로 사용되도록 네트워크에서의 다른 전송량을 제어해야만 하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 하기의 설명은 전송량 재조정 문제를 해결하기 위한 접속 허가 제어방법을 다룰 것이다.

두가지의 접속승인 제어방법이 이제 설명될 것이다. 상기 모두 재조정 전송량 문제를 다룰 것이다. 다시 말해서, 전송이 드물거나 새롭게 시작되었을 때 얼마나 많은 다른 제어 메시지가 다른 전송들을 위해서 발생될 필요가 있는가를 결정할 필요가 있다. 목표는 상기와 같은 제어 메시지의 숫자를 최대한 작게 하는 것이다.

첫번째 방법은 실제 조정과 관련 없는 비교적 간단한 접속 허가 제어방법에 관한 것이다. 상기 방법에서 새롭게 시작된 전송(VPI/VCI 값쌍)에게 전송이 다시 드물어질때까지 유지되는 하나의 지속적인 셀 비율(CR)이 제공된다. 이것이 다시 재활성될 때에만 전송이 다른 CR을 얻는다. 상기는 하나의 VPI/VCI 값쌍에 관련된 드문 신호는 그것과 용량을 공유하는 다른 VPI/VCI 값쌍에게 아무런 제어 신호도 빌생하지 않음을 의미한다.

상기는 (ⅰ) 처음 새롭게 활성된 접속에게 총 가능 용량의 절반에 해당하는 유효용량을 주는 것; (ⅱ) 다음으로 새롭게 활성된 접속에게 잔류 용량의 절반에 해당하는 유효용량을 주는 것; (ⅲ) 그 다음으로 새롭게 활성된 접속에게 그때까지의 잔류 용량의 절반에 해당하는 유효용량을 주는 것 등을 포함하는 충전방법을 포함한다. 상기 방법은 VPI/VCI 값쌍에 의해 유일화된 전체 분배에 링크-바이-링크 형태로 적용되며, 가장 적은 유효용량의 산출이 DBC(20)에 귀환되는 CR의 결정물이다.

그리고 하나의 VPI/VCI 값쌍을 가지고 있는 새롭게 활성화된 신호는 용량을 공유하는 다른 VPI/VCI 값쌍에 대해서 아무런 제어 신호도 발생하지 않는다.

DBC(20)은 VPI/VCI 값쌍이 활성화 검출기(36, 도 4)에서 활성 상태에 남아있고, 소비자에 의해서 발생된 셀 비율이 유효 대역폭 값에 가까운 동안만(상기된 활성화 검출기의 셀 카운팅 기능 참조) 네트워크 상에 큰 유효용량을 유지할 수 있도록 설계되었기 때문에, 사용자는 그들이 부가한 비례적으로 큰 부하에 대해 충전되도록 준비되어 있는 동안만 큰 유효 대역폭을 사용할 수 있다.

상기 방법은 충분히 긴 기간동안 시스템적으로 어떠한 사용자에게도 용량이 부족하지 않도록 제공되었다는 점에서 유용하다.

그러나 때로는 상대적으로 큰 대역폭 할당을 확보할 수 있는 사용자 수를 증가시키는 것이 필요하므로 두 번째 방법, 즉 하기의 수정된 방법에 의해서 충족되어 질 수 있다:

상기 경우, 주목할 만한 원칙은, 만약 활성화된 신호가 다른 VPI/VCI 값쌍에 대한 제어 신호를 발생했을 때 그 신호가 링크 당 단지 한 개가 되도록 제한하는 것으로 즉, 풍부한(가장 큰 용량) VPI/VCI 값쌍이다. 상기는 제한된 재조정 방법 또는 가장 부유한 사람들로부터만 취하는(로빈 후드) 방법이라고 기술될 수 있다.

상기는 충전 방법예로서 가장 잘 설명될 수 있다:

(ⅰ) 처음으로 새롭게 활성화된 VPI/VCI 값쌍에게 총 가능 용량의 절반에 해당하는 유효용량을 할당한다;

(ⅱ) 다음으로 새롭게 활성화된 접속에게 남아있는 용량의 절반과 첫 번째 VPI/VCI 값쌍(즉, 현재 가장 풍부한 용량)의 유효용량의 5분의 1을 합한 용량을 할당한다;

(ⅲ) 그 다음으로 새롭게 활성화된 접속에게 남아있는 용량의 절반과 현재 가장 풍부한 용량의 5분의 1을 합한 용량을 제공한다.

상기 과정을 설명하기 위해서, 100Mbit/s 용량의 단일 링크를 가정해 볼 수 있다. 상기 과정은 하기의 예를 든 과정을 초래한다:

(ⅰ) 처음으로 새롭게 활성화된 VPI/VCI 값쌍은 50Mbit/s를 갖고 50Mbit/s가 남게 된다;

(ⅱ) 다음 VPI/VCI 값쌍은 나머지의 절반(25Mbit/s가 됨)과 첫 번째의 5분의 1의 합을 얻는데 즉, 이제 첫 번째의 것은 40Mbit/s를 가지고 두 번째는 35Mbit/s를 갖게 된다;

(ⅲ) 그 다음의 VPI/VCI 값쌍은 나머지의 절반, 즉 12.5Mbit/s와 첫 번째의 5분의 1의 합을 얻는데 이제 첫 번째는 32Mbit/s를 갖고 두 번째는 여전히 35Mbit/s를 갖고 세 번째는 20.5Mbit/s를 갖는다.

이제 더 많은 사용자가 큰 용량을 취했음을 주목해야 한다. 그러나 링크 상에서 보내야 할 단지 하나의 부가 제어 메시지가 필요할 뿐이다. 따라서 제한된 재조정 또는 로빈 후드 방법이 된다.

상기 방법을 다수의 링크의 분배에 확장시키면 상기 방법을 링크-바이-링크 방식으로 반복한다. 가장 적은 유효용량을 산출하는 어떠한 링크라도 DBC에 재전송되는 CR값의 결정물이다. 이제 상기와 같은 유효용량값을 사용하여 CAC는 해당링크의 남아있는 용량의 절반을 취함으로써 링크-바이-링크 형태로 할당하고, 필요한 추가분은 그 링크의 가장 풍부한 VPI/VCI 값쌍으로부터 취한다. 결과적으로 상기는 네트워크에 전송된 각각의 VPI/VCI 활성화된 신호에 대해 링크 당 기껏해야 하나의 추가적인 CR 제어 메시지만을 발생한다. 드문 신호는 여전히 아무런 추가 제어 메시지를 발생하지 않는다.

상기 방법은 또한 다른 사용자들이 활성화되었을 때에 한 사용자가 매우 큰 용량을 차지하지 못하도록 한다. 게다가 전송량 재조정 복잡도를 최소로 유지하면서 가능한한 많은 사용자들에게 합리적으로 충분히 큰 용량을 제공한다.

요약하면, 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 교환하기 위한 광대역 교환 시스템에 있어서, 동적 대역폭 제어기(DBC)는 시스템 입력포트에서의 데이터 셀의 적용을 제어하며, 상기 데이터 셀은 다수의 전송 종단 기지국에 의해 공급되어지며, 상기 DBC는 셀을 입력함며, 셀의 소스를 표시하며, 셀에 대해 버퍼링을 제공하며, 각각의 소스로부터 셀에 할당된 현재의 셀전송속도에 따라 시스템 교환기로의 셀의 출력을 제어한다. 상기 시스템은 또한 시스템내에서 이용할 수 있는 대역폭을 결정하는 접속승인(CAC)모듈을 포함한다. DBC와 CAC는 시스템을 통하여 지정된 최소 대역폭의 영구적인 가상경로를 함께 유지하도록 동작하며 최대에 이를도록 요구되는 추가 대역폭을 할당한다. 경로에 할당된 추가 대역폭은 소스에 의해 사용되지 않았다면 자동적으로 제거되거나 감소될 수 있다. 소스로의 피드백은 시스템내의 경로에 대해 이용할 수 있는 대역폭의 한정에 의해 셀 손실를 가져올 수 있는 속도로 셀이 공급되는 것을 방지하도록 제공될 수 있다.

Claims

각각의 신호원에 접속하기 위한 적어도 하나의 입구와 선택된 신호수신시스템에 접속하기 위한 적어도 하나의 출구를 갖는 광대역 교환 시스템에 있어서,

상기 교환 시스템은 입구로부터 출구로 정보를 수반하는 비동기적으로 전달된 데이터 셀을 전송하기 위한 적어도 하나의 교환기;

상기 교환기를 통해 입구와 출구사이에 지정된 기반 대역폭으로 가상 접속을 수용하고 설정하기 위한 시스템제어수단; 및

입구에서 수신된 셀을 검출하도록 구성된 대역폭 제어수단을 구비하여,

검출된 셀의 대역폭 요청을 결정하여 셀 검출과 대역폭 결정에 자동적으로 응답하며, 상기 시스템제어수단이 출구에 셀의 전송을 위한 기반 대역폭에 추가로 요청된 추가 대역폭을 선택적으로 할당하도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템제어수단은 각각의 신호원에 지정된 대역폭을 결합시키기 위한 저장 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 대역폭 제어수단은 신호원으로의 전송을 위해 입구에 최대 셀전송속도값을 전송하며 출구로의 셀 공급의 최대허용 전송속도를 지시하도록 구성된 피드백 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 대역폭 제어기는 신호원이 활동하지 않을 때와 활동하지 않는 신호원에 최대 셀전송속도값을 전송할 때를 검출하도록 구성되어 있으며, 활동하지 않은 기간 후에 즉시 셀을 보내는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 대역폭제어수단은 신호원으로부터 입구로의 셀 공급속도를 추정하기 위한 셀전송속도 추정수단을 포함하며,

이어지는 추정은 상기 추정수단에 의해 이루어지며, 상기 대역폭제어수단은 상기 시스템제어수단이 신호원으로부터의 셀에 대한 추가 대역폭을 할당하도록 배열될 수 있어 전체 대역폭 할당은 추정된 셀전송속도와 동일하고, 상기 대역폭 제어수단은 상기 피드백 수단이 상기 신호원에 최대 셀전송속도표시를 전송하도록 입구로의 셀공급의 최대허용속도로 추정된 속도를 지시하도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 대역폭 제어기는 셀전송속도를 추정하도록 주기적으로 배열되어 있으며, 상기 시스템제어수단에 의한 재할당과 추정된 셀전송속도에 따른 최대 셀전송속도값의 재전송을 일으키도록 주기적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 재할당은 상기 추가 대역폭의 감소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템.
적어도 하나의 교환기를 통해 시스템의 입구로부터 시스템의 출구에 정보를 수반하는 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 전송하는 광대역 교환 시스템용 동적 대역폭 제어기에 있어서,

상기 제어기는 입구와 출구사이에 지정된 기반 대역폭에 영구적인 가상접속을 설정하기 위한 수단;

입구에서 수신된 상기 셀을 검출하기 위한 수단; 및

검출된 셀의 대역폭 요청을 결정하기 위한 수단 및 출구로의 셀의 전송을 위해 시스템내에 할당되어지는 기반 대역폭에 추가 대역폭을 추가하도록 셀 검출과 대역폭 결정에 자동적으로 응답하여 대역폭 요청신호를 내리기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 광대역 교환 시스템용 동적 대역폭 제어기.
적어도 하나의 교환기를 통해 시스템의 입구로부터 시스템의 출구에 정보를 수반하는 비동기적으로 전송된 데이터 셀을 전송하기 위한 광대역 교환 시스템을 작동시키는 방법에 있어서,

입구와 출구사이에 지정된 최대 대역폭을 구비한 가상접속을 유지하는 단계;

입구에 공급된 상기 접속에 대한 셀의 속도를 최소 대역폭에 의해 수용될 수 있는 초과 셀공급속도의 검출에 자동적으로 응답하여 검출하는 단계; 및

상기 접속에 추가 대역폭을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템 작동방법.
제 9 항에 있어서,

상기 추가 대역폭은 최대값, 즉 피드백 신호가 발생되어 상기 접속에 대한 셀이 상기 접속을 위한 시스템내의 이용할 수 있는 추가 대역폭의 레벨에 따라 입구에 공급되는 속도를 한정하기 위해 상기 입구에 피드백되며, 추가 대역폭은 지정된 량 이하의 셀공급속도의 검출에 응답하여 재할당되어, 최대 대역폭과 할당된 추가 대역폭의 합계에 의해 수용되는 것을 특징으로 하는 광대역 교환 시스템 작동방법.