DE60213357T2

DE60213357T2 - System und Verfahren zum Wiederzusammenfügen von Paketen in einem Netzelement

Info

Publication number: DE60213357T2
Application number: DE60213357T
Authority: DE
Inventors: Timothy Harris Kanata Kuhl; Mark Jason Nepean Thibodeau; David Michael Ottawa Motz
Original assignee: Alcatel Canada Inc
Current assignee: Nokia Canada Inc
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: EP1322081B1; US20030118052A1; US7212528B2; EP1322081A2; DE60213357D1; EP1322081A3

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Zusammensetzen von Paketen in einem Netzelement.
In einem Kommunikationsnetz leiten Netzelemente, wie Umschalter und Router, Daten aus Verkehrsströmen zu ihren Zielen. Auf Zellen basierende Netzelemente übertragen Daten intern unter Verwendung von Zellen mit fester Länge. Alternativ können durch das Netzelement geleitete Verkehrsströme Rahmen mit variabler Länge umfassen. Beim Verarbeiten von Rahmen aus einem auf Rahmen basierenden Verkehrsstrom, der durch ein auf Zellen basierendes Netzelement geleitet wird, werden die Rahmen zum Vermitteln oder Leiten durch das Netzelement zu Zellen segmentiert. Die Zellen werden dann nach einem internen Vermitteln oder Leiten wieder zu Rahmen zusammengesetzt, die vom Netzelement her übertragen werden. Da von Netzelementen gefordert wird, Daten aus einer wachsenden Anzahl von Verkehrsströmen zu leiten, erhöhen sich die Hardwareressourcen, die erforderlich sind, um Rahmen aus auf Rahmen basierenden Verkehrsströmen zu segmentieren und zusammenzusetzen.
Aus der Patentschrift EP-A-1 009 132 ist eine Kommunikationseinrichtung für Pakete mit variabler Länge mit einer Eingangsschnittstelle bekannt, die Pakete mit variabler Länge zu Zellen mit fester Länge segmentiert und interne Vermittlungsinformation auf der Basis von aus den Paketen genommener Kopfinformation erzeugt. Die Eingangsschnittstelle überträgt diese Information zu einem Umschalter und sendet nachfolgend die Zellen nacheinander zum Umschalter. Daher wird die Information für die Vermittlungsetablierung den Zellen nicht hinzugefügt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Zusammensetzen von Paketen in einem Netzelement bereitzustellen, das die Hardwareressourcen minimiert, die erforderlich sind, um Rahmen aus auf Rahmen basierenden Verkehrsströmen zu segmentieren und zusammenzusetzen.
Insbesondere stellt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Vermittlung von Paketen mit variabler Länge für ein Netzelement des Typs bereit, das eine Vielzahl von Eingangskarten und eine auf Zellen basierende Vermittlungsstruktur aufweist,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst, die im beigefügten unabhängigen Anspruch 1 definiert sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Netzelement bereit, das mit einer auf Zellen basierenden Vermittlungsstruktur zum Vermitteln von Paketen mit variabler Länge ausgerüstet ist, das die Mittel umfasst, die im beigefügten unabhängigen Anspruch 8 definiert sind.
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Wiederzusammensetzen von Paketen aus einer Vielzahl von Verkehrsströmen in einem Netzelement bereitgestellt, wobei jedes Paket wenigstens einen Datenteil aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(1) Einreihen jedes der wenigstens einen Datenteile der Pakete der Vielzahl von Verkehrsströmen in eine einzelne Wiederzusammensetzungsschlange in sortierter Reihenfolge, wobei der wenigstens eine Datenteil von jedem der Pakete kontinuierlich gruppiert wird, ohne dass Datenteile von anderen der Pakete darin verzahnt sind; und
(2) Wiederzusammensetzen des wenigstens einen Datenteils von jedem der Pakete, die in einer einzelnen Wiederzusammensetzungsschlange eingereiht sind.

Weil Zellen aus verschiedenen Segmentierungsschlangen in einer Eingangskarte nicht verzahnt sind, sind somit Zellen jedes Zellenpakets, die an einer Wiederzusammensetzungsschlange ankommen, aufeinanderfolgend und zusammen gruppiert. Folglich kann beim Wiederzusammensetzen eines Rahmenpakets die Zusammensetzungsschlange erwarten, dass aufeinanderfolgende Zellen entweder zum laufenden Rahmenpaket oder zum nächsten Rahmenpaket gehören. Als solches muss die Wiederzusammensetzungsschlange nicht Zellen ordnen oder gruppieren, bevor sie sie wieder zu Rahmenpaketen zusammensetzt. Im Stand der Technik wurde dieses Ordnen und Gruppieren erreicht, indem für jeden Verkehrsstrom separat eine Warteschlange gebildet wurde, wobei in der Tat Zellen zu separaten Wiederzusammensetzungsschlangen getrennt wurden. Folglich vermeidet die Ausgangskarte die Notwendigkeit zum Ordnen und Gruppieren von Zellen und stellt eine Wiederverwendung von Wiederzusammensetzungsschlangen durch Übertragen von Zellen in zu Paketen geordneten Strömen und Einreihen von Zellen von derselben Eingangskarte in dieselbe Wiederzusammensetzungsschlange bereit.
Das Verfahren kann ferner einen Anfangsschritt des Übertragens der Datenteile zu einer Ausgangskarte des Netzelements in einem zu Paketen geordneten Strom umfassen, wobei Datenteile von jedem der Pakete kontinuierlich gruppiert werden könne, ohne einen verzahnten Datenteil eines weiteren Pakets, wobei die Schritte (1) und (2) bei der Ausgangskarte ausgeführt werden können.
Die Verkehrsströme können Rahmen zu einem Netzelement übertragen und der Anfangsschritt kann ferner die Einreihung jedes Verkehrsstroms in eine Warteschlange vor der Übertragung jedes der Datenteile zur Ausgangskarte und das Segmentieren der Rahmen in den Verkehrsströmen zu Datenteilen nach dem Einreihen der Rahmen in eine Warteschlange umfassen.
Die Netzelemente können eine Eingangskarte umfassen und die Anfangsschritte können von der Eingangskarte ausgeführt werden.
Jeder Verkehrsstrom der Verkehrsströme kann ein Gewicht aufweisen und jeder Verkehrsstrom kann auf dem Gewicht jedes Verkehrsstroms basierend Bandbreite auf dem zu Paketen geordneten Strom erhalten.
Jeder Verkehrsstrom der Verkehrsströme kann zu einer Verkehrsstromklasse gehören, wobei die Klasse die Priorität für den Verkehrsstrom angibt.
Bei einem zweiten Aspekt wird ein Netzelement bereitgestellt, das eine Datenpfad-Verbindungsfähigkeit für eine Vielzahl von Verkehrsströmen bereitstellt. Das Netzelement überträgt Zellen im Netzelement. Verkehrsströme übertragen Pakete mit variabler Länge zum Netzelement. Das Netzelement umfasst eine Eingangskarte mit einem Segmentierungsmodul, das dafür ausgelegt ist, Pakete mit variabler Länge von Verkehrsströmen zu wenigstens einer Zelle zu segmentieren, wobei die Eingangskarte Zellen, die aus jedem Pakete mit variabler Länge gebildet wurden, in einem zu Paketen geordneten Strom überträgt, der in sortierter Reihenfolge zusammengruppiert ist. Das Netzelement umfasst ferner eine Ausgangskarte, die die Zellen empfängt, die in dem zu Paketen geordneten Strom übertragen werden. Die Ausgangskarte weist ein Ausgangswarteschlangenmodul, das dafür ausgelegt ist, Zellen der Pakete mit variabler Länge von Verkehrsströmen in eine einzelne Wiederzusammensetzungsschlange einzureihen, und ein Wiederzusammensetzungsmodul auf, das dafür ausgelegt ist, die in eine einzelne Wiederzusammensetzungsschlange eingereihten Zellen wieder zu Paketen mit variabler Länge zusammenzusetzen.
Bei einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen von Verkehrsgarantien für eine Vielzahl von Verkehrsströmen in einem Netzelement bereitgestellt. Jeder Verkehrsstrom der Verkehrsströme weist ein Gewicht auf. Das Netzelement weist eine Eingangskarte und eine Ausgangskarte auf. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Verkehrsströmen an der Eingangskarte im Netzelement und das Übermitteln von Verkehrsströmen zur Ausgangskarte im Netzelement über einen Paketstrom, wobei ein Verkehrsstrom der Verkehrsströme basierend auf dem Gewicht des Verkehrsstroms Bandbreite auf dem Paketstrom erhält.
In weiteren Aspekten der Erfindung werden verschiedene Kombinationen und eine Untermenge der obigen Aspekte bereitgestellt.
Das vorhergehende und weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen davon und den beigefügten Zeichnungen deutlicher, die nur als Beispiel die Prinzipien der Erfindung darstellen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Elemente gleiche Bezugszahlen aufweisen (und in denen einzelne Elemente eindeutige alphabetische Beifügungen tragen), zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Netzes, das mit einem Netzelement aus dem Stand der Technik verbunden ist;
2 ein Blockdiagramm der Komponenten des Netzelements von 1;
3A ein Blockdiagramm der Umwandlung eines auf Rahmen basierenden Pakets zu einem auf Zellen basierenden Paket im Netzelement von 1;
3B ein Blockdiagramm, das ein Bespiel der Übertragung von Zellen durch das Netzelement von 1 darstellt;
4A ein Blockdiagramm von Komponenten eines Netzelements, das die Erfindung verkörpert;
4B(i) ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Übertragung von Zellen von Eingangskarten aus zu einer Struktur des Netzelements von 4A darstellt;
4B(ii) ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Übertragung von Zellen von einer Struktur aus zu einer Ausgangskarte des Netzelements von 4A darstellt;
5A ein Blockdiagramm von Komponenten eines Netzelements, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst;
5B(i) ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Übertragung von Zellen von einer Eingangskarte aus zu einer Struktur des Netzelements von 5A darstellt;
5B(ii) ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Übertragung von Zellen von einer Struktur aus zu einer Ausgangskarte des Netzelements von 5A darstellt;
6 ein Blockdiagramm der Konfigurierung von Datenpfadverbindungen im Netzelement von 5A;
7A(i) ein Blockdiagramm, das für ein Netzelement der 5A exemplarisch ist, wobei keine Datenpfadverbindungen aufgebaut sind;
7A(ii) ein Blockdiagramm, das für den Aufbau einer Datenpfadverbindung im Netzelement von 5A exemplarisch ist;
7A(iii) ein Blockdiagramm, das für den Aufbau einer zweiten Datenpfadverbindung im Netzelement von 5A exemplarisch ist;
7A(iv) ein Blockdiagramm, das für den Aufbau einer dritten Datenpfadverbindung im Netzelement von 5A exemplarisch ist;
7B ein Blockdiagramm, das für das Einreihen von Pakten aus den in 7A(ii), (iii) und (iv) aufgebauten Datenpfadverbindungen in eine Warteschlange im Netzelement von 5A exemplarisch ist;
8 ein Blockdiagramm, das eine exemplarische Zuweisung von Bandbreite für zu Paketen geordnete Ströme in einem Netzelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
9 ein Blockdiagramm von Verbindungen in einem Netzelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wo eine Eingangskarte zu Paketen geordnete Ströme nicht unterstützt.
Die nachfolgende Beschreibung und die darin beschriebenen Ausführungsformen sind nur als Darstellung eines Beispiels oder von Beispielen besonderer Ausführungsformen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Diese Beispiele sind zu Zwecken der Erläuterung und nicht der Einschränkung jener Prinzipien der Erfindung bereitgestellt. In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen mit den gleichen jeweiligen Bezugszahlen markiert.
Kurz: eine Ausgangsleitungskarte in einem Netzelement einer Ausführungsform verwendet eine Zusammensetzungsschlange wieder für eine Anzahl von Verkehrsströmen anstatt eine separate Zusammensetzungsschlange für jeden Verkehrsstrom zuzuweisen. Dies verringert die erforderliche Anzahl von Zusammensetzungsschlangen. Außerdem stellt das Netzelement der Ausführungsform an der Eingangsleitungskarte Verkehrsgarantien für Verkehrsströme durch das Netzelement bereit.
Zuerst wird eine Beschreibung eines Warteschlangenbildungssystems aus dem Stand der Technik zur Verfügung gestellt, gefolgt von einer Beschreibung einer Systemarchitektur einer Ausführungsform, gefolgt von einer Beschreibung des operationellen Leitens von Verkehrsströmen einer Ausführungsform.
1.0 Systemarchitektur und Betrieb des Standes der Technik
Zuerst ist unter Bezugnahme auf 1 ein Netzelement 108 aus dem Stand der Technik gezeigt. Das Netzelement 108 schließt Einrichtungen 102A, 102B und 102C, wie eine Ausrüstung beim Kunden (CPEs), die den Einrichtungen 102 gestattet, Datenverkehrsströme zur Netzwolke 104 zu übertragen und von ihr zu empfangen, wodurch es als Umschalter wirkt und eine Verbindungsstelle für Einrichtungen 102 zur Netzwolke bereitstellt. Das Netzelement 108 aus dem Stand der Technik kann ein Vermitteln oder Routen für bis zu 128.000 Verkehrsströme von jeder CPE bereitstellen. Es ist einzusehen, dass das Netzelement 108 als ein Router zwischen Netzwerken wirken kann, die ebenso ein Routing für Verkehrsströme bereitstellen. Es ist einzusehen, dass Begriffe, wie "Routing-Switch", "Kommunikationsumschalter", "Kommunikationseinrichtung", "Umschalter" "Router", "Weiterleitungseinrichtung" und weitere in der Technik bekannte Begriffe verwendet werden können, um das Netzelement 108 zu beschreiben.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Netzelement 108 eine Vielzahl von Leitungskarten 208 (Eingangskarten 202 und Ausgangskarten 204), eine Vielzahl von Ein-/Ausgabe-Karten (I/O-Karten) (nicht gezeigt), eine Vermittlungs- oder Routingstruktur 206, einen Steuerkomplex 210 und Verbindungen 212.
Die I/O-Karten stellen eine Eingabe- und Ausgabeverarbeitung für das Netzelement 108 bereit, die die Verbindung von Einrichtungen, wie Einrichtungen 102A, 102B und 102C (1), und Netzen, wie Netz 104, mit dem Netzelement 108 gestatten. Die I/O-Karten schließen an die Leitungskarten 208 an.
Die Leitungskarten 208 führen ein Formen des von den I/O-Karten her empfangenen Verkehrs aus, bevor sie den Verkehr zur Struktur 206 weiterleiten. Leitungskarten sind Eingangskarten 202 und Ausgangskarten 204. Eine Eingangskarte 202 stellt eine Eingangsverarbeitung für einen in das Netzelement 108 eintretenden Verkehrsstrom bereit. Eine Ausgangskarte 204 stellt eine Ausgangsverarbeitung für einen das Netzelement 108 verlassenden Verkehrsstrom bereit. Es ist einzusehen, dass eine Leitungskarte 208 sowohl eine Eingangskarte 202 als auch eine Ausgangskarte 204 sein kann, wenn sie sowohl eine Eingangsverarbeitung als auch eine Ausgangsverarbeitung im Netzelement 108 bereitstellt.
Die Eingangskarten 202A, 202B und 202C stellen eine Datenpfadverbindung zur Struktur 206 für Verkehrsströme bereit, die in das Netzelement 108 bei seinen angeschlossenen I/O-Karten eintreten. Verkehrsströme werden über eine Verbindung 212 von einer Eingangskarte 202 zur Struktur 206 übertragen. Die Verbindungen 212 sind Verbindungen auf der Rückwandplatine, die in einem System mit mehreren Fächern eine HISL (Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Fächern) überqueren. Die Struktur 206 stellt eine Zellenvermittlungs- oder -routingkapazität für das Netzelement 108 bereit. Die Struktur 206 sendet den Verkehrsstrom über eine weitere Verbindung 212 zur richtigen Ausgangskarte 204. Bei den Ausgangskarten 204A, 204B und 204C werden Verkehrsströme über I/O-Karten übertragen und verlassen das Netzelement 108.
Der Steuerkomplex 210 stellt eine zentrale Verwaltung des Vermittelns und Routings und operationeller Aspekte des Netzelements 108 bereit.
Im Stand der Technik verarbeitet das Netzelement 108 in Zellen oder Rahmen eingekapselte Daten. Unter Bezugnahme auf 3A trägt eine ATM-Zelle 320, wie in der Technik bekannt, 48 Bytes an Benutzerdaten in der Zellennutzinformation 324 und 5 Bytes an Kopfinformation im Zellenkopf 322. Im Netzelement 108 wird die Zelle 320 mit zusätzlichen 7 Bytes internem Kopf 326 zum Adressieren der Zelle 320 im Netzelement 108 versehen. Ein Rahmen 302 hat eine variable Länge und weist eine Marke 304 Anfang des Rahmens und eine Marke 306 Ende des Rahmens, eine Rahmennutzinformation 310 und einen Rahmenkopf 308 auf. Zu Zwecken der Beschreibung des Betriebs eine Netzelements 108 wird auf den Rahmen 302 als Rahmenpaket 302, den Kopf 304 Anfang des Rahmens als Kopf 304 Anfang des Pakets, den Kopf 306 Ende des Rahmens als Kopf 306 Ende des Pakets, den Rahmenkopf 308 als Paketkopf 308 und die Rahmennutzinformation 310 als Paketnutzinformation 310 Bezug genommen.
Das Netzelement 108 verarbeitet Verkehrsströme unter Verwendung von Zellen 320. Rahmenpakete 302 mit variabler Länge werden verarbeitet, indem die Rahmenpakete 302 für ein internes Vermitteln oder Routing in der Struktur 206 zu Zellen 320 segmentiert werden. Die Zellen 320 werden nach dem internen Vermitteln oder Routing zu Rahmenpaketen 302 zusammengesetzt, bevor sie das Netzelement 108 verlassen.
3A stellt die Segmentierung eines Rahmenpakets 302 zu Zellen 320 dar. Auf die Gruppe von Zellen 320(1), 320(2), ..., 320(x), die aus einem Rahmenpaket 302 segmentiert werden, wird für die Zwecke dieser Beschreibung kollektiv als Zellenpaket 300 Bezug genommen. Es ist einzusehen, dass weitere Begriffe verwendet werden können, wie eingekapselte Daten RFC1483. Ein Zellenpaket 300 weist eine Gruppe von Zellen 320(1), 320(2), ..., 320(x) auf, wobei jede Zelle 320 einen Zellenkopf 322, eine Zellennutzinformation 324 und einen internen Kopf 326 aufweist.
Beim Eintritt in das Netzelement 108 empfängt die Eingangskarte 202 ein Rahmenpaket 302 aus einem auf Rahmen basierenden Verkehrsstrom. Die Eingangskarte 202 reiht die Rahmenpakete 302 aus dem Verkehrsstrom in wenigstens eine Segmentierungsschlange ein. Es ist einzusehen, dass Rahmenpakete 302 aus einem Verkehrsstrom auf verschiedene Segmentierungsschlangen geleitet werden können, was neue Verkehrsströme in die Struktur 206 erzeugt. Die zu verwendende Segmentierungsschlange ist durch Nachschauen im Inhalt des Paketkopfs 308 bestimmt. Beim Empfang eines Rahmenpakets 302, wie durch Empfang der Marke 306 Ende des Pakets in der Segmentierungsschlange angegeben, segmentiert die Eingangskarte 202 das Rahmenpaket 302 zu Zellen 320.
Beim Bilden der Zellen 320 aus dem Rahmenpaket 302 wird der Paketkopf 308 verwendet, um Zellenköpfe 322(19); 322(2), ..., 322(x) zu erzeugen, um eine geeignete Adressierung für die Zellen 320 bereitzustellen. Der tatsächliche Paketkopf wird in die Nutzinformation der ersten Zelle 320(1) gesetzt. Die Eingangskarte 202 fügt jeder Zelle 320 einen internen Kopf 326 hinzu, um eine Adressierungsinformation im Netzelement 108 bereitzustellen. Die Eingangskarte 202 segmentiert auch die Paketnutzinformation 310 des Rahmenpakets 302 zu Nutzinformationssegmenten 312(1), 312(2), ..., 312(x), die jeweils zu Zellennutzinformation 324(1), 324(2), ..., 324(x) der Zellen 320(1), 320(2), ..., 320(x) ausgebildet werden, durch die Pfeile 316(1), 316(2), ..., 316(x) gezeigt. Jedes Nutzinformationssegment 312(1), 312(2), ..., 312(x – 1) enthält 48 Bytes an Daten aus der Paketnutzinformation 310. Das letzte Nutzinformationssegment 312(x) der Paketnutzinformation 310 enthält bis zu 48 Bytes an Daten, die zur Zellennutzinformation 324(x) der Zelle 320(x) mit einem Füllabschnitt 314 ausgebildet werden. Der Füllabschnitt 314 hat eine Länge von 0 bis 47 Bytes und füllt die Zellennutzinformation 324(x) zu 48 Bytes auf, um das Datenfeld der Zelle 320(x) zu füllen. Es ist einzusehen, dass der Füllabschnitt 314 in der Zellennutzinformation 324(x) nicht vorhanden ist, wenn das Nutzinformationssegment 312(x) eine Länge von 48 Bytes hat.
Es ist einzusehen, dass Rahmenverkehrsströme am Netzelement 300 nicht immer in Rahmenpaketen 302 ankommen. Beispielsweise kommen für ATM-Schnittstellen Rahmenverkehrsströme im Modus mit aneinanderhängenden Zellen an. In einem solchen Fall fügt das Netzelement 300 den internen Kopf 326 hinzu, um Zellen 320 zu bilden.
Die Eingangskarte 202 überträgt die Zellen 320 über einen Paketstrom in Verbindung 212 des Zellpakets 300 zur Struktur 206. Ein Paketstrom umfasst einen gemultiplexten Satz von seriellen Zellen 320, die von einer Eingangskarte 202 her zur Struktur 206 übertragen werden. Die Zellen 320 werden im Netzelement 108 im selben Paketstrom auf der Basis Zelle für Zelle übertragen, d.h. immer nur eine Zelle aus einem Zellenpaket 300 gleichzeitig. Daher kann die Struktur 206 Zellen 320 aus verschiedenen Zellenpaketen 300, die miteinander verzahnt sind, im Paketstrom empfangen.
Unter Bezugnahme auf 3B ist ein Beispiel des Verzahnens von Zellen 320 in einem verzahnten Paketstrom 370 dargestellt. Die Eingangskarte 202 weist Segmentierungsschlangen 356(1) und 356(2) auf, die zwei verschiedene Verkehrsströme in die Struktur 206 übertragen. Ein Zellenpaket 351(1), das die Segmentierungsschlange 356(1) verlässt, weist die Zellen 320(a), 320(b) und 320(c) auf. Ein Zellenpaket 351(2), das die Segmentierungsschlange 356(2) verlässt, weist die Zellen 320(d), 320(e) und 320(f) auf. Die Zellen 320(a)–(f) werden im verzahnten Paketstrom 370 auf der Basis Zelle für Zelle zur Struktur 206 übertragen. Wie in 3B zu sehen, sind die Zellen 320 aus dem Zellenpaket 351(1) im verzahnten Paketstrom 370 mit den Zellen 320 aus dem Zellenpaket 351(2) verzahnt.
Die Struktur 206 überträgt die Zellen 320 des Zellenpakets 300 über einen verzahnten Paketstrom 370 in Verbindung 212 auf der Basis Zelle für Zelle zur richtigen Ausgangskarte 204, was zu einem Verzahnen der Zellen 320 wie in 3B gezeigt führt. Die Ausgangskarte 204 des Netzelements 108 reiht die Zellen 320 aus dem Verkehrsstrom vor der Zusammensetzung zum Rahmenpaket 302 in eine Wiederzusammensetzungsschlange 360 ein. Die Wiederzusammensetzung zum Rahmenpaket 302 tritt nur auf, wenn die Ausgangsschnittstelle eine Rahmenschnittstelle ist. Wenn die Ausgangskarte auf Zellenbasis arbeitet (wie als ATM-Schnittstelle) ist keine Wiederzusammensetzung zu einem Rahmenpaket 302 erforderlich. Der interne Kopf 326 der Zelle 320 enthält Information, die von der Ausgangskarte 204 verwendet wird, um die Zellen 320 in die richtige Wiederzusammensetzungsschlange 360 einzureihen. Die Ausgangskarte 204 weist für jeden Verkehrsstrom separate Wiederzusammensetzungsschlangen 360 zu, beispielsweise die Wiederzusammensetzungsschlange 360(1) für die Zellen 320 aus der Segmentierungsschlange 356(1) und die Wiederzusammensetzungsschlange 360(2) für die Zellen 320 aus der Segmentierungsschlange 356(2). Dies führt zu einem Trennen der Zellen 320 aus verschiedenen Zellenpaketen 300, wie das Trennen des Zellenpakets 361(1) vom Zellenpaket 351(2), in 3B gezeigt, wenn die Zellen 320 zu den Wiederzusammensetzungsschlangen 360 gesendet werden.
Wenn alle Zellen 320 des Zellenpakets 300 in der Wiederzusammensetzungsschlange 360 aufgenommen sind, entfernt die Ausgangskarte 204 die internen Köpfe 326 und die Zellenköpfe 322 und bildet die enthaltene Information zurück zum Paketkopf 308 ab. Die Ausgangskarte 204 setzt die Zellennutzinformationen 324(1), 324(2), ... und 324(x) wieder zur Paketnutzinformation zusammen und ersetzt die Marke 304 Anfang des Pakets und 306 Ende des Pakets. Die Ausgangskarte 204 überträgt dann das zusammengesetzte Rahmenpaket 302 aus dem Netzelement 108 heraus. Wieder wird diese Zusammensetzung zum Rahmenpaket 302 nicht angewendet, wenn die Ausgangsschnittstelle auf Zellenbasis arbeitet.
Das Netzelement 108 verwendet eine kundenspezifische integrierte Schaltung (IC) in der Ausgangskarte 204, um einen Datenspeicher für getrennte Wiederzusammensetzungsschlangen für bis zu 128.000 Verkehrsströme bereitzustellen. Diese IC liefert eine physikalische Begrenzung für die Anzahl von für das Netzelement 108 verfügbaren Warteschlangen.
2.0 Systemarchitektur und Betrieb des Netzelements der Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 4A ist die Systemarchitektur und der allgemeine Betrieb des Netzelements 400 der Ausführungsform ähnlich der in 1–3 hinsichtlich dem Stand der Technik dargestellten. Das Netzelement 400 der Ausführungsform unterscheidet sich vom Netzelement 108 in der Funktionalität und dem Betrieb seiner Leitungskarten, insbesondere der Eingangskarten 402 und der Ausgangskarten 404.
Im Netzelement 400 der Ausführungsform verwendet die Ausgangskarte 404 die Wiederzusammensetzungsschlange 410 wieder für eine Anzahl von Verkehrsströmen, was die Anzahl der erforderlichen Wiederzusammensetzungsschlangen 410 verringert. Die Ausgangskarte 404 der Ausführungsform verwendet ein anwenderprogrammierbares Gate-Array (FPGA), um den Datenspeicher für die Zusammensetzungsschlangen zu implementieren, der für bis zu 128.000 Verkehrsströme erforderlich ist. Aufgrund der Einschränkungen der FPGA-Technologie, liefert die Vorrichtung nur 3072 Wiederzusammensetzungsschlangen. Dies ist nicht angemessen, um eine separate Wiederzusammensetzungsschlange für alle 128.000 Verkehrsströme bereitzustellen, die der in 3B gezeigte Stand der Technik verwendet. Die Ausführungsform überwindet diese Einschränkung wie unten beschrieben.
Außerdem stellt das Netzelement 400 der Ausführungsform bei der Eingangskarte 402 Verkehrsgarantien für Verkehrsströme durch das Netzelement 400 bereit. Die Eingangskarte 402 versorgt einen Verkehrsstrom mit einer Bandbreite von Verbindung 212 in die Struktur, die einem Gewicht entspricht, das dem Verkehrsstrom in die Eingangskarte 402 zugewiesen wird.
Einzelheiten der Warteschlangen der Eingangskarten 402 und Ausgangskarten 404 des Netzelements 400 sind in 4A zur Verfügung gestellt. Die Eingangskarten 404 weisen eine Segmentierungsschlange 406 für jeden Verkehrsstrom in das Netzelement 400 und ein Paketordnungsmodul 412. Die Ausgangskarten 404 weisen ein Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen und Wiederzusammensetzungsschlangen 410 auf.
Wie im Stand der Technik kommen auf Rahmen basierende Verkehrsströme an den Eingangskarten 402A und 402B am Netzelement 400 von verschiedenen angeschlossenen CPEs (nicht gezeigt) her an. Die Rahmenpakete 302 werden in Segementierungsschlangen 406(1), 406(2) und 406(3) eingereiht. 4A stellt zwei Verkehrsströme in die Eingangskarte 402A bzw. einen Verkehrsstrom in die Eingangskarte 402B dar. Die Eingangskarte 402A segmentiert die Rahmenpakete 302 aus den Verkehrsströmen zu Zellen 320. Anstatt die Zellen 320 einzeln auf der Basis Zelle für Zelle in die Struktur 206 zu senden, wie im Stand der Technik, werden die Zellen 320 eines Zellenpakets 300 zum Paketordnungsmodul 412A gesendet. Die Paketordnungsmodule 412 sind Hardwareressourcen, die Software auf der Eingangskarte 402 steuert und einer Segmentierungsschlange 406 zuweist. Das Paketordnungsmodul 412A sendet alle Zellen 320 eines Zellenpakets 300 aus einer Segmentierungsschlange 406 in einem zu Paketen geordneten Strom 420 über die Verbindung 212 in die Struktur 206.
Es ist einzusehen, dass Rahmenverkehrsströme am Netzelement 300 nicht immer in Rahmenpaketen 302 ankommen. Beispielsweise kommen Rahmenverkehrsströme bei ATM-Schnittstellen im Modus mit aneinanderhängenden Zellen an, wo eine oder mehrere Zellen zu einem Zellenpaket gehören. In einem solchen Fall fügt das Netzelement 400 einen internen Kopf 326 hinzu, um Zellen 320 zu bilden, und sendet sie zu ihrem zugewiesenen Paketordnungsmodul 412. Wie bei den Zellen aus den Segmentierungsschlangen 406 sendet das Paketordnungsmodul 412 alle Zellen 320 eines Zellenpakets 300 in einem zu Paketen geordneten Strom 420 über die Verbindung 212 in die Struktur 206.
Ein zu Paketen geordneter Strom 420 umfasst einen gemultiplexten Satz von seriellen Zellen 320, die von einer Eingangskarte 402 her zur Struktur 206 übertragen werden. Er unterscheidet sich vom verzahnten Paketstrom 370 dadurch, dass alle der Zellen 320 eines Zellenpakets 300 über den zu Paketen geordneten Strom 420 in aufeinanderfolgend ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Zellenpaketen 300 von der Eingangskarte 402 her übertragen werden. Dieses Format beseitigt das verzahnen von Zellen 320 aus Zellenpaketen 300 aus verschiedenen Segmentierungsschlangen 406 in der Eingangskarte 402, beispielsweise aus den Segmentierungsschlangen 406(1) und 406(2), bei der Verbindung 212.
Die Struktur 206 überträgt die Zellen 320 über die Verbindung 212 zur richtigen Ausgangskarte 404 auf der Basis Zelle für Zelle. Die Zellen 320 aus einem Zellenpaket 300 in der Verbindung 212 zur Ausgangskarte 404 können mit denen aus den Zellenpaketen 300 von anderen Eingangskarten 402 verzahnt sein. Die Ausgangskarte 404 empfängt die Zellen 320 am Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen. Das Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen prüft den internen Kopf 326 der empfangenen Zellen 320, um ihren Verbindungsidentifikator zu identifizieren. Jede Zelle 320 wird dann entsprechend ihrem Verbindungsidentifikator (CI), der Verbindungs- und Quelleninformation über die Zelle enthält und in einem Feld im Kopf gespeichert ist, in die Wiederzusammensetzungsschlange 410 eingereiht Insbesondere gibt der Verbindungsidentifikator einer Zelle 320 die Eingangskarte 402 an, von der die Zelle 320 ausging, da diese beim Beginn der Datenpfadverbindung verwendet wird, um die Beziehung des Verbindungsidentifikators zur Wiederzusammensetzungsschlange 410 zu definieren. Weitere Einzelheiten über die Aspekte des Verbindungsidentifikators werden später zur Verfügung gestellt. Daher werden Verkehrsströme, die von den Segmentierungsschlangen 406(1) und 406(2) in der Eingangskarte 402A ausgehen und zur Ausgangskarte 404 übertragen werden, in dieselbe Wiederzusammensetzungsschlange 410, beispielsweise die Wiederzusammensetzungsschlange 410(1), eingereiht. Ebenso wird ein Verkehrsstrom von der Eingangskarte 402B, der zur Ausgangskarte 404 übertragen wird, vom Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen in eine andere Wiederzusammensetzungsschlange 410, beispielsweise die Wiederzusammensetzungsschlange 410(2) eingereiht.
Weil die Zellen 320 aus verschiedenen Segmentierungsschlangen 406 in einer Eingangskarte 402 nicht verzahnt sind, sind die Zellen 320 jedes Zellenpakets 300, die an einer Wiederzusammensetzungsschlange 410 ankommen, aufeinanderfolgend und zusammen gruppiert. Folglich kann beim Wiederzusammensetzen eines Rahmenpakets 302 die Zusammensetzungsschlange 410 erwarten, dass aufeinanderfolgende Zellen 320 entweder zum laufenden Rahmenpaket 302 oder zum nächsten Rahmenpaket 302 gehören. Als solches muss die Wiederzusammensetzungsschlange 410 nicht Zellen 320 ordnen oder gruppieren, bevor sie sie wieder zu Rahmenpaketen 320 zusammensetzt. Im Stand der Technik wurde dieses Ordnen und Gruppieren erreicht, indem für jeden Verkehrsstrom separat eine Warteschlange gebildet wurde, wobei in der Tat die Zellen 320 zu getrennten Wiederzusammensetzungsschlangen unverzahnt angeordnet wurden. Folglich vermeidet die Ausgangskarte 404 die Notwendigkeit zum Ordnen und Gruppieren der Zellen 320 und stellt eine Wiederverwendung der Wiederzusammensetzungsschlangen 410 durch Übertragen der Zellen 320 in zu Paketen geordneten Strömen 420 und Einreihen der Zellen 320 von derselben Eingangskarte 402 in dieselbe Wiederzusammensetzungsschlange 410 bereit. Die Ausgangskarte 404 setzt die Rahmenpakete 302 aus den eingereihten Zellen 320 in den Zusammensetzungsschlangen 410 wieder zusammen und überträgt die wiederzusammengesetzten Rahmenpakete 302 aus dem Netzelement 400 hinaus, wie vorher beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4B(i) und 4B(ii) wird ein Beispiel einer Übertragung von Zellen 470 durch die Ausführungsform durch das Netzelement 400 hindurch dargestellt. Zunächst unter Bezugnahme auf 4B(i) umfassen in der Eingangskarte 402A die Zellenpakete 451(1)(i) und 451(1)(ii), die die Segmentierungsschlange 406(1) verlassen, die Zellen 470(a) und 470(b) bzw. die Zellen 470(c), 470(d) und 470(e). In der Eingangskarte 402A umfassen die Zellenpakete 451(2)(i) und 451(2)(ii), die die Segmentierungsschlange 406(2) verlassen, die Zellen 470(f), 470(g) und 470(h) bzw. die Zellen 470(i) und 470(j). In der Eingangskarte 402B umfassen die Zellenpakete 451(3)(i) und 451(3)(ii), die die Segmentierungsschlange 406(3) verlassen, die Zellen 470(k) und 470(l) bzw. die Zellen 470(m) und 470(n). Die Zellen 470 der Zellenpakete 451 werden ihren jeweiligen Paketordnungsmodulen 412A und 412B zugeführt.
Für die Eingangskarte 402A wird vom Paketordnungsmodul 412A aus der zu Paketen geordnete Strom 420A erzeugt, in dem die Zellen 470 aus den Zellenpaketen 451 aufeinanderfolgend zusammen gruppiert sind, ohne dazwischenliegende Zellen 470 zwischen den aufeinanderfolgenden Zellen 470 aus einem Zellenpaket 451. Ebenso werden alle Zellen 470 aus jedem Zellenpaket 451 in der Eingangskarte 402B über den zu Paketen geordneten Strom 420B aufeinanderfolgend ohne dazwischenliegende Zellen 470 aus anderen Zellenpaketen 451 übertragen.
Nun unter Bezugnahme auf 4B(ii) können die Zellen 470 aus den Zellenpaketen 451 von der Eingangskarte 402A dazwischenliegende Zellen 470 aus anderen Zellenpaketen 451 von der Eingangskarte 402B aufweisen, wie oben beschrieben, wenn die Übertragung von Zellen 470 durch die Struktur 206 hindurch auf der Basis Zelle für Zelle und nicht auf Zellenpaketbasis ausgeführt wird. Dies ist in Bezug auf das Zellenpaket 451(1)(i) gezeigt, das eine dazwischenliegende Zelle 470(k) zwischen seinen Zellen 470(a) und 470(b) aufweist. Die Zellen 470(a) und 470(b) stammen von der Eingangskarte 402A, während die Zelle 470(k) von der Eingangskarte 402B stammt. Ebenso weist das Zellenpaket 451(2)(i) eine dazwischenliegende Zelle 470(1) zwischen seinen Zellen 470(g) und 470(h) auf. Die Zellen 470 von den Zellenpaketen 451 von der Eingangskarte 402A sind jedoch nicht miteinander verzahnt, weil das Paketordnungsmodul 412A die Zellen 470 nacheinander freigibt, ohne Zellen 470 aus verschiedenen Segmentierungsschlangen 406 in der Eingangskarte 402A zu verzahnen. Ebenso werden Zellen 470 von verschiedenen Zellenpaketen 451 aus der Eingangskarte 402B nicht miteinander verzahnt.
Ein der Ausgangskarte 404 prüft das Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen die Zellen 470 wie oben beschrieben. Da die Zellen 470(a), 470(b), 470(f), 470(g) und 470(h) von der Eingangskarte 402A stammen, werden diese Zellen 470 zur selben Wiederzusammensetzungsschlange 410(1) gesendet. Das Zuweisungsmodul 408 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die dazwischenliegenden Zellen 470(k) und 470(l) zur Wiederzusammensetzungsschlange 410(2), da diese Wiederzusammensetzungsschlange 410 der Eingangskarte 402B zugewiesen wurde. Wie in 4B(ii) zu sehen ist, führt dies zur Gruppierung der Zellenpakete 451 in den Wiederzusammensetzungsschlangen 410.
Unter Bezugnahme auf 5A wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt. 5A zeigt die Eingangskarte 502A im Netzelement 500, die die Segmentierungsschlangen 506(1), 506(2), ..., 506(7) und die Paketordnungsmodule 512A(H), 512A(M) und 512A(L) aufweist, und die Eingangskarte 502B im Netzelement 500, die die Segmentierungsschlangen 506(8) und 506(9) und das Paketordnungsmodul 512B(H) aufweist.
Einem Verkehrsstrom der Ausführungsform kann eine Priorität, wie hoch (H), mittel (M) und gering (L) zugewiesen werden. Ein Benutzer kann die Priorität, die einem Verkehrsstromtyp oder einem bestimmten Verkehrsstrom durch das Netzelement 500 gegeben wird, durch kommunizieren mit dem Steuerkomplex 210 konfigurieren. Beim Aufbau eine Verbindung im Netzelement 500, später beschrieben, wird die Priorität des Verkehrsstroms verwendet, um eine Ausgabe aus einer Segmentierungsschlange 506 zum richtigen Paketordnungsmodul 512 zu senden. Ein Rahmenpaket 302, das an der Eingangskarte 502 ankommt, wird zu seiner zugewiesenen Segmentierungsschlange 506 geleitet, wie früher beschrieben. Die Priorität des einzelnen Rahmenpakets 302 wird durch die Priorität des Verkehrsstroms bestimmt, zu dem es gehört.
In der Eingangskarte 502 werden die Zellen 320 aus den Segmentierungsschlangen 506 zu ihrem zugehörigen Paketordnungsmodul 512 gesendet. Beispielsweise werden in der Eingangskarte 502 die Zellen 470 aus den Segmentierungsschlangen 506(1), 506(2) und 506(3) für die Verkehrsströme mit hoher Priorität zum Paketordnungsmodul 512A(H) gesendet. Das Paketordnungsmodul 512A(H) sendet alle Zellen 320 eines Zellenpaketes 300 aus einer angeschlossenen Segmentierungsschlange 506 über die Verbindung 212 in einem zu Paketen geordneten Strom 520A(H) ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Segmentierungsschlangen 506.
Wie beim Netzelement 400 kommen Rahmenverkehrsströme nicht immer in Rahmenpaketen 320 am Netzelement 500 an. In einem solchen Fall fügt das Netzelement 300 einen internen Kopf 326 hinzu, um Zellen 320 zu bilden, und sendet sie zu ihrem zugewiesenen Paketordnungsmodul 512. Wie bei den Zellen 320 aus den Segmentierungsschlangen 506 sendet das Paketordnungsmodul 512 alle Zellen 320 eines Zellenpakets 300 in einem zu Paketen geordneten Strom 520 ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Segmentierungsschlangen 506 über die Verbindung 212 in die Struktur 206.
Die Zellen 320 aus den Segmentierungsschlangen 506(4) und 506(5) für Verkehrsströme mit mittlerer Priorität werden zum Paketordnungsmodul 512A(M) gesendet. Das Paketordnungsmodul 512A(M) sendet alle Zellen 320 eines Zellenpaketes 300 aus einer angeschlossenen Segmentierungsschlange 506 über die Verbindung 212 in einem zu Paketen geordneten Strom 520A(M) ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Segmentierungsschlangen 506.
Die Zellen 320 aus den Segmentierungsschlangen 506(6) und 506(7) für Verkehrsströme mit geringer Priorität werden zum Paketordnungsmodul 512A(L) gesendet. Das Paketordnungsmodul 512A(L) sendet alle Zellen 320 eines Zellenpaketes 300 aus einer angeschlossenen Segmentierungsschlange 506 über die Verbindung 212 in einem zu Paketen geordneten Strom 520A(L) ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Segmentierungsschlangen 506.
Die zu Paketen geordneten Ströme 520A(H), 520A(M) und 520(L) werden auf der Basis Zelle für Zelle von der Eingangskarte 502A aus über die Verbindung 212 in die Struktur 206 übertragen. Daher können die Zellen 320 aus einem Zellenpaket 300 in der Verbindung 212 mit Zellen 320 aus einem Zellenpaket 300 aus einem anderen zu Paketen geordneten Strom 520A verzahnt sein.
Für die Eingangskarte 502B werden Zellen 320 aus Segmentierungsschlangen 506, beispielsweise den Segmentierungsschlangen 506(8) und 506(9), für Verkehrsströme in der Eingangskarte 502B mit hoher Priorität zum Paketordnungsmodul 512B(H) gesendet. Das Paketordnungsmodul 512B(H) sendet alle Zellen 320 eines Zellenpaketes 300 aus einer angeschlossenen Segmentierungsschlange 506 über die Verbindung 212 in einem zu Paketen geordneten Strom 520B(H) ohne dazwischenliegende Zellen 320 aus anderen Segmentierungsschlangen 506. Der zu Paketen geordnete Strom 520B(H) wird auf der Basis Zelle für Zelle von der Eingangskarte 502B aus über ihre Verbindung 212 in die Struktur 206 gesendet.
Die Zellen 320 aus den zu Paketen geordneten Strömen 520A(H), 520(M), 520(L) und 520(H) werden von der Struktur 206 aus auf der Basis Zelle für Zelle über die Verbindung 212 zur richtigen Ausgangskarte 504 gesendet, in diesem Beispiel zur selben Ausgangskarte 504. Daher können Zellen 320 aus verschiedenen zu Paketen geordneten Strömen 520 aus verschiedenen Eingangskarten 502 oder mit verschiedenen Prioritäten in der Verbindung 212 verzahnt sein.
An der Ausgangskarte 504 prüft das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen den internen Kopf 326 der empfangenen Zellen 320, um ihren Verbindungsidentifikator zu identifizieren. Der Verbindungsidentifikator kennzeichnet, welche Eingangskarte 502 sie übertrug, und die Priorität des Verkehrsstroms, zu dem sie gehören. Das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen reiht für jedes Prioritätsniveau jeder Eingangskarte 502 die Zellen 320 in eine separate Wiederzusammensetzungsschlange 510 ein. Beispielsweise werden die Zellen 320 mit hoher Priorität aus der Eingangskarte 502A, d.h. aus dem zu Paketen geordneten Strom 520A(H), zur Wiederzusammensetzungsschlange 510A(H) geschickt. Inzwischen werden die Zellen 320 mit mittlerer Priorität aus der Eingangskarte 502A, d.h. aus dem zu Paketen geordneten Strom 520A(M) zur Wiederzusammensetzungsschlange 510A(M) und die Zellen 320 mit hoher Priorität aus der Eingangskarte 502B, d.h. aus dem zu Paketen geordneten Strom 520B(H), zur Wiederzusammensetzungsschlange 510B(H) geschickt.
Weil die Zellen 320 aus verschiedenen Segmentierungsschlangen 506 mit der gleichen Priorität in einer Eingangskarte 502 nicht verzahnt werden, sind die Zellen 320, die an einer Wiederzusammensetzungsschlange 510 ankommen, aufeinanderfolgend und zu Zellenpakets 300 gruppiert. Die Ausgangskarte 504 setzt die Rahmenpakete 302 aus den eingereihten Zellen 320 in den Wiederzusammensetzungsschlangen 510 wieder zusammen und überträgt die wiederzusammengesetzten Rahmenpakete 302 aus dem Netzelement 500 hinaus, wie vorher beschrieben.
Das Aufteilen der Verkehrsströme in 3 separate zu Paketen geordnete Ströme verbessert die Verkehrsverwaltungsfähigkeiten des Netzelements 500. Wenn auf einer Ausgangskarte 504 oder der Struktur 206 eine Überlastung wahrgenommen wird, hat die Eingangskarte 502 die Fähigkeit, unter Verkehrsströmen zu priorisieren. Während einer Überlastung wird die Eingangskarte 502 Verkehr aus dem Paketordnungsmodul 512 für hohe Priorität schneller abarbeiten als aus Paketordnungsmodulen für mittlere oder geringe Priorität. Dies gestattet es der Eingangskarte 502, Bandbreitengarantien für die Verkehrsströme mit hoher Priorität zu geben. Die Struktur 206 wird ebenfalls den Verkehr entsprechend der 3 Prioritäten priorisieren.
Unter Bezugnahme auf 5B(i) und 5B(ii) ist ein Beispiel der Übertragung von Zellen 570 in zu Paketen geordneten Strömen 520 von 5A dargestellt. Unter Bezugnahme auf 5B(i) geben die Segmentierungsschlangen 506(1), ..., 506(9) Zellenpakete 551 aus, die die folgenden Zellen 570 umfassen, wie in der folgenden Tabelle bereitgestellt:
Wie früher beschrieben, werden alle Zellen 570 aus jedem Zellenpaket 551 mit hoher Priorität über den zu Paketen geordneten Strom 520A(H) aufeinanderfolgend ohne dazwischenliegende Zellen 570 aus anderen Zellenpaketen 551 übertragen. Dies ist im zu Paketen geordneten Strom 520A(H) aus der Eingangskarte 502A dargestellt, wo Zellen 570 aus Zellenpakten 551 zusammen gruppiert sind. Ebenso werden alle Zellen 570 aus jedem Zellenpaket 551 in der Eingangskarte 502A mit mittlerer Priorität über den zu Paketen geordneten Strom 520A(M) aufeinanderfolgend ohne dazwischenliegende Zellen 570 aus anderen Zellenpaketen 551 übertragen. Auch werden alle Zellen 570 aus jedem Zellenpaket 551 in der Eingangskarte 502A mit geringer Priorität über den zu Paketen geordneten Strom 520A(L) aufeinanderfolgend ohne dazwischenliegende Zellen 570 aus anderen Zellenpaketen 551 übertragen. Wie vorher in Bezug auf 5A beschrieben, kann ein Zellenpaket 551 in Verbindung 212 zur Struktur 206 dazwischenliegende Zellen 570 aus anderen zu Paketen geordneten Strömen 520 aufweisen.
Die obige Beschreibung für verzahnte Zellen 570 in der Verbindung 212 von der Eingangskarte 502A her ist auch auf Zellenpakete 551 in der Verbindung 212 von der Eingangskarte 502B her anwendbar.
Nun unter Bezugnahme auf 5B(ii) können Zellen 570 aus Zellenpaketen 551 aus der Eingangskarte 502A, die in der Verbindung 212 von der Struktur 206 her zur Ausgangskarte 504 übertragen werden, auch dazwischenliegende Zellen 570 aus Zellenpaketen 551 aus der Eingangskarte 502B aufweisen, wie oben beschrieben. Dies ist in Bezug auf das Zellenpaket 551(1) in Verbindung 212 gezeigt, das eine dazwischenliegende Zelle 570(q) zwischen seinen Zellen 570(a) und 570(b) aufweist. Die Zellen 570(a) und 570(b) stammen von der Eingangskarte 502A mit hoher Priorität, während die Zelle 570(q) von der Eingangskarte 502B mit hoher Priorität stammt.
An der Ausgangskarte 504 prüft das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen an der Ausgangskarte 504 den internen Kopf der Zellen 570, um den Verbindungsidentifikator zu ermitteln, der kennzeichnet, welche Eingangskarte 502 sie übertragen hat, und die Priorität des Verkehrsstroms, zu der sie gehören. Da die Zellen 570(a), 570(b), 570(c), 570(d) und (e) von der Eingangskarte 502A und einem Verkehrsstrom mit hoher Priorität stammen, werden diese Zellen 570 zur selben Wiederzusammensetzungsschlange 510A(H) geschickt. Das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die dazwischenliegenden Zellen 570(h) und 570(i) zur Wiederzusammensetzungsschlange 510A(M), da diese Wiederzusammensetzungsschlange 510 der Eingangskarte 502A für Zellen 570 aus einem Verkehrsstrom mit mittlerer Priorität zugewiesen wurde. Das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die dazwischenliegenden Zellen 570(o) und 570(p) zur Wiederzusammensetzungsschlange 510A(L), da diese Wiederzusammensetzungsschlange 510 der Eingangskarte 502A für Zellen 570 aus einem Verkehrsstrom mit geringer Priorität zugewiesen wurde. Schließlich leitet das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen die dazwischenliegenden Zelle 570(q) zur Wiederzusammensetzungsschlange 510B(H), da diese Wiederzusammensetzungsschlange 510 der Eingangskarte 502B für Zellen 570 aus einem Verkehrsstrom mit hoher Priorität zugewiesen wurde. Wie in 5B(ii) zu sehen ist, führt dies zur Gruppierung der Zellenpakete 551 in den Wiederzusammensetzungsschlangen 510.
3.0 Aufbauen von Verbindungen im Netzelement der Ausführungsform
Der folgende Abschnitt beschreibt die Mechanik des Aufbauens von Verbindungen für Verkehrsströme in einem Netzelement der Ausführungsform, um die Zellen 320 aus diesen Verkehrsströmen unter Verwendung der Ausführungsform zu verarbeiten und zu leiten.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine Darstellung des Dialogs des Steuerkomplexes 210 mit der Eingangskarte 502 und der Ausgangskarte 504 beim Aufbauen von Verbindungen bereitgestellt. Das Aufbauen von Verbindungen im Netzelement 500 ist unten in Bezug auf die Ausführungsform des Netzelements 500 beschrieben, das in 5A dargestellt ist. Es ist einzusehen, dass das Aufbauen von Verbindungen im Netzelement 400, das in 4A dargestellt ist, auf ähnliche Weise bereitgestellt wird.
Die Eingangskarte 502 des Netzelements 500 weist eine Eingangssoftware 604 und eine Eingangshardware 606 auf. Die Eingangshardware 606 beinhaltet Segmentierungsschlangen 506, den Speicher, der für die Segmentierungsschlangen 506 verwendet wird, und Paketordnungsmodule 512. Die Ausgangskarte 504 des Netzelements 500 weist eine Ausgangssoftware 614 und eine Ausgangshardware 616 auf. Die Ausgangshardware beinhaltet die Wiederzusammensetzungsschlangen 510, den Speicher, der für die Wiederzusammensetzungsschlangen 510 verwendet wird, und das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen.
Der Steuerkomplex 210 baut eine Verbindung für einen Verkehrsstrom durch das Netzelement 500 auf, wenn er eine Nachricht von einem weiteren Netzelement oder einer mit dem Netzelement 500 verbundenen Einrichtung empfängt, durch den Pfeil 600 angegeben, dass eine Verbindung durch das Netzelement 500 hindurch für einen Verkehrsstrom gewünscht wird. Die Nachricht kann dem Netzelement 500 signalisiert oder von einer Bedienperson von Hand erzeugt werden, die die Verbindung konfiguriert, wie es in der Technik bekannt ist. Sie enthält Prioritätsinformation, die es dem Steuerkomplex 210 gestattet, die für den Verkehrsstrom erwünschte Priorität zuzuweisen. Um die Verbindung aufzubauen, weist der Steuerkomplex 210 zuerst einen Verbindungsidentifikator für diesen Verkehrsstrom zu und sendet dann eine Initialisierungsnachricht an die Eingangskarte 502 für den Verkehrsstrom, durch den Pfeil 602 angegeben. Diese Nachricht enthält die Identität der Ausgangskarte 504, die gewünschte Priorität und den neu zugewiesenen Verbindungsidentifikator. Die Information im Verbindungsidentifikator wird von der Ausführungsform verwendet, um Prioritäts-, Schlangenbildungs- und weitere Aspekte der Nachrichten und ihre zugehörigen Schlangen zu verfolgen.
Die Eingangskarte 502 empfängt eine Initialisierungsnachricht, die die Eingangssoftware 604 startet, um Speicher aus der Eingangshardware 606 zuzuweisen, durch den Pfeil 608 angegeben, um eine Segmentierungsschlange 506 für den. Verkehrsstrom zu definieren. Die Eingangssoftware 604 ermittelt dann, welche Paketordnungsmodule 512 den Segmentierungsschlangen 506 in der Eingangskarte 502 zugewiesen wurden. Die Verwaltung der Paketordnungsmodule 512 der Eingangskarte 502 ist in der Eingangssoftware 604 implementiert. Die Eingangssoftware 604 weist Paketordnungsmodule 512 in der Eingangskarte 502 den Segmentierungsschlangen 506 zu, wenn Verkehrsströme initialisiert werden. Die Eingangskarte 502 weist in Antwort auf die Nachricht vom Steuerkomplex ein neues Paketordnungsmodul 512 nur zu, wenn das Paketordnungsmodul 512 für diese bestimmte Priorität in der Eingangskarte 502 zur spezifizierten Ausgangskarte 504 noch nicht zugewiesen wurde. Sonst weist die Eingangssoftware 604 das bestehende Paketordnungsmodul 512 für die bestimmte Priorität und die Ausgangskarte 504 so zu, dass Ausgaben aus der Segmentierungsschlange 506 aufgenommen werden.
Der Steuerkomplex 210 sendet auch eine zweite Initialisierungsnachricht an die Ausgangskarte 504, durch den Pfeil 612 angegeben, um eine neue Verbindung für den Verkehrsstrom aufzubauen. Diese zweite Initialisierungsnachricht enthält die Identität der Eingangskarte 502, die gewünschte Priorität und den neu zugewiesenen Verbindungsidentifikator.
Die Ausgangskarte 614 ermittelt, ob eine Verbindung mit derselben Kombination aus Eingangskarte 502 und Priorität bereits aufgebaut wurde. Wenn eine Verbindung für diese Kombination noch nicht aufgebaut wurde, konfiguriert die Ausgangssoftware 614 die Ausgangshardware 616, durch den Pfeil 618 angegeben, um eine Wiederzusammensetzungsschlange 510 für die Zellen 320 zuzuweisen, die mit diesem Verbindungsidentifikator ankommen. Wenn eine Verbindung für diese Kombination besteht, konfiguriert die Ausgangssoftware 614 die vorher zugewiesene Wiederzusammensetzungsschlange 510 für diese Kombination so, dass mit diesem Verbindungsidentifikator verbundene Zellen 320 aufnimmt. Schließlich wird das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen mit der Beziehung Verbindungsidentifikator zu Wiederzusammensetzungsschlange programmiert. Es ist einzusehen, dass es eine Anzahl von Verfahren gibt, den Verbindungsidentifikator einer ankommenden Zelle 320 auf die richtige Wiederzusammensetzungsschlange 510 abzubilden. Ein Verfahren ist es, in dem Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen eine Tabelle zu haben, die die zugehörige Wiederzusammensetzungsschlange 510 für den Verbindungsidentifikator abbildet. Unter Verwendung dieses Abbildungsschemas ist es auch möglich, einen Satz von Wiederzusammensetzungsschlangen 510 zu haben, die zu einem bestimmten Verbindungsidentifikator gehören. Elemente dieses Satzes können einer Zelle 320 auf einer Reigenmodellbasis oder anderen in der Technik bekannten Zuweisungsschemata zugewiesen werden.
Nachdem der Verbindungsidentifikator verwendet wurde, die Route den ganzen zugehörigen Verkehr aufzubauen, kann die Verarbeitung von Zellen, die durch en Verbindungsidentifikator verbunden sind, ausgeführt werden. Wenn ein Rahmenpaket 302 an der Eingangskarte 502 ankommt, ist das Kontextetikett oder die Adresse, die den Verkehrsstrom kennzeichnet, im Paketkopf 308 enthalten. Die Eingangshardware 606 an der Eingangskarte 502 verwendet das Kontextetikett oder die Adresse, um die richtige Segmentierungsschlange 506 für das Rahmenpaket 302 zu identifizieren sowie den Verbindungsidentifikator für dieses Paket zu identifizieren. Die Eingangskarte 502 segmentiert dann das Rahmenpaket 302, wie früher beschrieben, und fügt den Verbindungsidentifikator für den Verkehrsstrom in den internen Kopf 326 jeder Zelle 320 des Zellenpakets 300 ein. Die Zelle 320 werden zur richtigen Ausgangskarte 504 übertragen, wie früher beschrieben. Bei Empfang einer Zelle 320 liest die Ausgangskarte 504 den Verbindungsidentifikator aus ihrem internen Kopf 326. Die Ausgangshardware 616 verwendet den Verbindungsidentifikator, um die Zelle 320 in ihre zugewiesene Wiederzusammensetzungsschlange 510 einzureihen.
Es ist einzusehen, dass die zugewiesene Wiederzusammensetzungsschlange durch das Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen in einem Feld "Schlange" im Kopf des Zelle 320 markiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 7A(i) bis 7A(iv) ist ein Beispiel für das Aufbauen von drei Verbindungen im Netzelement 500 bereitgestellt, um den Dialog der Hardware und Software seiner Eingangs- und Ausgangskarten darzustellen. Außer wo es angemerkt ist, ist der grundlegende Betrieb der in 7 eingeführten Elemente ähnlich zu den entsprechenden Elementen in 6. Folglich ist die Eingangskarte 702 zur Eingangskarte 502 von 5A äquivalent. Die Eingangssoftware 754 ist zur Eingangssoftware 604 von 6 äquivalent. Die Eingangshardware 756 ist zur Eingangshardware 606 von 6 äquivalent. Die Ausgangskarte 704 ist zur Ausgangskarte 504 von 5A äquivalent. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen ist zum Zuweisungsmodul 508 für Wiederzusammensetzungsschlangen von 5A äquivalent. Die Ausgangssoftware 764 ist zur Ausgangssoftware 614 von 6 äquivalent. Die Ausgangshardware 766 ist zur Ausgangshardware 616 von 6 äquivalent.
Das Netzelement 500 beginnt in 7A(i), wobei keine Verbindungen aufgebaut sind. Das Netzelement 500 weist daher keine zugewiesenen Segmentierungsschlangen 706 und Wiederzusammensetzungsschlangen 710 und keine programmierten Paketordnungsmodule 712 auf.
Unter Bezugnahme auf 7A(ii) empfängt der Steuerkomplex 210 eine Nachricht 750A, dass eine Verbindung zwischen der Eingangskarte 702 und der Ausgangskarte 704 mit hoher Priorität angefordert wird, mit Pfeil 738A angegeben. Die Nachricht 750A wird durch Signalisierung oder Konfigurieren der neuen Verbindung von Hand erzeugt, wie es in der Technik bekannt ist. Der Steuerkomplex 210 weist diesem Verkehrsstrom einen Verbindungsidentifikator 33 zu und sendet eine Nachricht 752A, die die Identität der Ausgangskarte 704, den Verbindungsidentifikator und die Priorität der Verbindung zur beinhaltet, zur Eingangskarte 702, um diese Verbindung aufzubauen, wie durch Pfeil 740A angegeben. Die Eingangssoftware 754 weist ein Paketordnungsmodul 712(H) in der Eingangshardware 756 zu und weist Speicher aus der Eingangshardware 756 zu, um eine Segmentierungsschlange 706A für diesen Verbindungsidentifikator 33 zu definieren. Die Segmentierungsschlange 706A wird von der Eingangssoftware 754 so konfiguriert, dass sie ihre Ausgabe zum Paketordnungsmodul 712(H) sendet, durch Pfeil 742A angegeben.
Der Steuerkomplex 210 erzeugt auch eine Nachricht 762A und sendet sie, durch Pfeil 744A angegeben, zur Ausgangskarte 704, um die Ausgangskarte 704 zu veranlassen, diese Verbindung aufzubauen. Die Nachricht 762A beinhaltet die Identität der Eingangskarte 702, den Verbindungsidentifikator 33 und die Priorität für die Verbindung. Als Reaktion ermittelt die Ausgangssoftware 764, dass noch keine Wiederzusammensetzungsschlange 710 für einen Verkehrsstrom von der Eingangskarte 702 aus mit hoher Priorität zugewiesen wurde. Daher weist die Ausgangsssoftware 764 Speicher aus der Ausgangshardware 766 zu, um eine Wiederzusammensetzungsschlange 710A für Zellen 320 zu definieren, die mit dem Verbindungsidentifikator 33 ankommen. Die Ausgangssoftware 764 speichert die Identität dieser Zusammensetzungsschlange 710 im Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen der Hardware. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen sendet die Zellen 320 mit dem Verbindungsidentifikator 33 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710A, durch Pfeil 746A angegeben.
Unter Bezugnahme auf 7A(iii) empfängt der Steuerkomplex 210 eine Nachricht 750B, dass eine Verbindung zwischen der Eingangskarte 702 und der Ausgangskarte 704 mit mittlerer Priorität angefordert wird, mit Pfeil 738B angegeben. Der Steuerkomplex 210 weist diesem Verkehrsstrom einen Verbindungsidentifikator 37 zu und sendet eine Nachricht 752B, die die Identität der Ausgangskarte 704, den Verbindungsidentifikator und die Priorität der Verbindung zur beinhaltet, zur Eingangskarte 702, um diese Verbindung aufzubauen, wie durch Pfeil 740B angegeben. Die Eingangssoftware 754 weist ein Paketordnungsmodul 712(M) der Hardware 756 zu und weist Speicher aus der Eingangshardware 756 zu, um eine Segmentierungsschlange 706B für diesen Verbindungsidentifikator 37 zu definieren. Die Segmentierungsschlange 706B wird von der Eingangssoftware 754 so konfiguriert, dass sie ihre Ausgabe zum Paketordnungsmodul 712(M) sendet, durch Pfeil 742B angegeben.
Der Steuerkomplex 210 sendet auch eine Nachricht 762B an die Ausgangskarte 704, um diese Verbindung aufzubauen, durch Pfeil 744B angegeben. Die Nachricht 762B beinhaltet die Identität der Eingangskarte 702, den Verbindungsidentifikator 37 und die Priorität der Verbindung. Als Reaktion ermittelt die Ausgangssoftware 764, dass noch keine Wiederzusammensetzungsschlange 710 für einen Verkehrsstrom von der Eingangskarte 702 aus mit mittlerer Priorität zugewiesen wurde. Daher weist die Ausgangssoftware 764 Speicher aus der Ausgangshardware 766 zu, um eine Wiederzusammensetzungsschlange 710B für Zellen 320 zuzuweisen, die mit dem Verbindungsidentifikator 37 ankommen. Die Ausgangssoftware 764 speichert die Identität dieser Wiederzusammensetzungsschlange 710 im Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen sendet die Zellen 320 mit dem Verbindungsidentifikator 37 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710B, durch Pfeil 746B angegeben.
Unter Bezugnahme auf 7A(iv) empfängt der Steuerkomplex 210 eine weitere Nachricht 750C, dass eine Verbindung zwischen der Eingangskarte 702 und der Ausgangskarte 704 mit hoher Priorität angefordert wird, durch Pfeil 738C angegeben. Der Steuerkomplex 210 weist diesem Verkehrsstrom einen Verbindungsidentifikator 41 zu und sendet eine Nachricht 752C zur Eingangskarte 702, um diese Verbindung aufzubauen, durch Pfeil 740C angegeben. Die Nachricht 752C beinhaltet die Identität der Ausgangskarte 704, den Verbindungsidentifikator und die Priorität der Verbindung. Die Eingangssoftware 754 weist kein weiteres Paketordnungsmodul 712 zu. Statt dessen weist die Eingangssoftware 754 Speicher aus der Eingangshardware 756 so zu, dass eine Segmentierungsschlange 706C für diesen Verbindungsidentifikator 41 definiert wird, und konfiguriert die Segmentierungsschlange 706C so, dass sie ihre Ausgabe zum Paketordnungsmodul 712(H) der Hardware sendet, durch Pfiel 742C.
Der Steuerkomplex 210 sendet auch eine Nachricht 762C an die Ausgangskarte 704, um diese Verbindung aufzubauen, durch Pfeil 744C angegeben. Die Nachricht 762C beinhaltet die Identität der Eingangskarte 702, den Verbindungsidentifikator 41 und die Priorität der Verbindung. Als Reaktion ermittelt die Ausgangssoftware 764, dass die Wiederzusammensetzungsschlange 710A für einen Verkehrsstrom von der Eingangskarte 702 aus mit hoher Priorität bereits zugewiesen wurde. Daher definiert die Ausgangssoftware 764 eine Wiederzusammensetzungsschlange 710A für die Zellen 320 die vom Verbindungsidentifikator 41 ankommen. Die Ausgangssoftware 764 speichert die Identität dieser Wiederzusammensetzungsschlange 710A im Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen der Hardware sendet die Zellen 320 mit dem Verbindungsidentifikator 41 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710A, durch Pfeil 746C angegeben.
Unter Bezugnahme auf 7B ist ein Beispiel des Einreihens von Rahmenpaketen 752 und Zellenpaketen 300 aus Verbindungen bereitgestellt, die im Beispiel der 7A(ii)–(iv) aufgebaut sind. Wenn ein Rahmenpaket 752 an der Eingangskarte 702 ankommt, der Paketkopf 758 wird von der Hardware geprüft, um den Verbindungsidentifikator zu ermitteln. Dieses Rahmenpaket 752 wird in die Segmentierungsschlange 710A eingereiht, durch Pfeil 770A angegeben. Die Eingangskarte 702 segmentiert dann das Rahmenpaket 752, wie früher beschrieben, und fügt den Verbindungsidentifikator 33 für den Verkehrsstrom in den internen Kopf 766 jeder Zelle 760 ihres Zellenpakets ein. Die Zellen 760 werden zum Paketordnungsmodul 712(H) übertragen, durch Pfeil 746A angegeben. Das Paketordnungsmodul 712(H) überträgt die Zellen 760 über den zu Paketen geordneten Strom 720(H) zur richtigen Ausgangskarte 704, wie früher beschrieben.
Wenn ein Rahmenpaket 752 an der Eingangskarte 702 ankommt, wird der Paketkopf geprüft und wird der Verbindungsidentifikator 37 mit diesem Paket identifiziert. Dieses Rahmenpaket 752 wird in die Segmentierungsschlange 710B eingereiht, durch Pfeil 770B angegeben. Die Eingangskarte 702 segmentiert dann das Rahmenpaket 752, wie früher beschrieben, und schreibt den Verbindungsidentifikator 37 in den internen Kopf 766 jeder Zelle 760. Die Zellen 760 werden zum Paketordnungsmodul 712(M) übertragen, durch Pfeil 746B angegeben. Das Paketordnungsmodul 712(M) überträgt die Zellen 760 über den zu Paketen geordneten Strom 720(M) zur richtigen Ausgangskarte 704, wie früher beschrieben.
Wenn ein Rahmenpaket 752 an der Eingangskarte 702 ankommt, wird der Paketkopf 758 geprüft und wird der Verbindungsidentifikator 41 mit diesem Paket identifiziert. Dieses Rahmenpaket 752 wird in die Segmentierungsschlange 710C eingereiht, durch Pfeil 770C angegeben. Die Eingangskarte 702 segmentiert dann das Rahmenpaket 752, wie früher beschrieben, und schreibt den Verbindungsidentifikator 41 in den internen Kopf 766 jeder Zelle 760. Die Zellen 760 werden zum Paketordnungsmodul 712(H) übertragen, durch Pfeil 746C angegeben. Das Paketordnungsmodul 712(H) überträgt die Zellen 760 über den zu Paketen geordneten Strom 720(H) zur richtigen Ausgangskarte 704, wie früher beschrieben.
Bei Empfang einer Zelle 760 liest die das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen in der Ausgangskarte 704 den Verbindungsidentifikator aus ihrem internen Kopf 766. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die Zellen 760 mit dem Verbindungsidentifikator 33 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710A, durch Pfeil 742A angegeben. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die Zellen 760 mit dem Verbindungsidentifikator 37 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710B, durch Pfeil 742B angegeben. Das Zuweisungsmodul 708 für Wiederzusammensetzungsschlangen leitet die Zellen 760 mit dem Verbindungsidentifikator 41 zur Wiederzusammensetzungsschlange 710A, durch Pfeil 742C angegeben.
Wie vorher beschrieben, sind Wiederzusammensetzungsschlangen und das Zuweisungsmodul 410 für Wiederzusammensetzungsschlangen in 4A und Wiederzusammensetzungsschlangen und das Zuweisungsmodul 510A für Wiederzusammensetzungsschlangen in 5A in ihren jeweiligen Ausgangskarten 404 und 504 unter Verwendung eines FPGA, wie das Xilinx XCV1600EFGA860, implementiert. Das in den Ausführungsformen des Netzelements 400 von 4 und Netzelements 500 von 5 verwendete FPGA unterstützt 3072 Wiederzusammensetzungsschlangen für bis zu annähernd 128.000 Verkehrsströmen in einer Ausgangskarte. Das Netzelement 500 der Ausführungsform von 5A weist bis zu 128 Eingangskarten 502 auf, wobei jede Eingangskarte 502 drei Prioritäten unterstützt. Daher verwendet das Netzelement 500 ein Maximum von 384 Wiederzusammensetzungsschlangen, eine für jede Kombination aus Eingangskarte 502 und Priorität. Dies lässt annähernd 2600 Wiederzusammensetzungsschlangen in einer Ausgangskarte 504 ungenutzt.
Eine Eingangskarte unterstützt jedoch vielleicht nicht das Senden aller Zellen 320 aus einem Zellenpaket 300 über einen zu Paketen geordneten Strom, der unverzahnt ist mit Zellen 320 aus anderen Zellenpaketen 300, wie oben beschrieben. Unter Bezugnahme auf 9 ist ein weiterer Aspekt einer Ausführungsform, bei der eine Eingangskarte 902 das senden von Zellen 320 über einen zu Paketen geordneten Strom nicht unterstützt, in Bezug auf das Netzelement 900 dargestellt. Das Netzelement 900 weist die gleichen Komponenten wie das Netzelement 500 der vorher beschriebenen Ausführungsform auf, außer dass die Eingangskarte 902 das Senden von Zellen 320 über einen zu Paketen geordneten Strom nicht unterstützt. Es ist einzusehen, dass eine Unterstützung für solche Eingangskarten für Netzelemente mit den gleichen Komponenten wie Netzelement 400 in ähnlicher Weise bereitgestellt werden kann.
Im Netzelement 900 wird dieses Szenario wie folgt verarbeitet. Vor dem Verbinden von Verkehrsströmen über die Eingangskarte 902 informiert die Eingangskarte 902 den Steuerkomplex 210, durch den Pfeil 904 angegeben, dass sie das Senden von Zellen 320 auf einem zu Paketen geordneten Strom nicht unterstützt. Wenn eine Nachricht an den Steuerkomplex 210 gesendet wird, durch Pfeil 600 angegeben, um eine neue Verbindung aufzubauen, kann diese Verbindung über die Eingangskarte 902 an die Ausgangskarte 504 angeschlossen werden. Wie vorher beschrieben, sendet der Steuerkomplex 210, um diese Verbindung über diese Eingangskarte 902 aufzubauen, eine Nachricht an die Eingangskarte 902 (nicht gezeigt). Die Eingangskarte 902 baut Verbindungen untern Verwendung der Eingangssoftware 914 und der Eingangshardware 916 ähnlich denen der Eingangskarte 502 auf, die Eingangshardware 916 beinhaltet jedoch keine Paketordnungsmodule, um Pakete über einen zu Paketen geordneten Strom zur Ausgangskarte 504 zu senden. Der Steuerkomplex 210 sendet auch eine Nachricht mit der Identität der Eingangskarte 902, dem für diese Verbindung zugewiesenen Verbindungsidentifikator und der Priorität für die Verbindung an die Ausgangskarte 504, durch den Pfeil 612 angegeben. Diese Nachricht beinhaltet auch die Information, dass die Eingangskarte 902 das Senden von Zellen 320 auf einem zu Paketen geordneten Strom nicht unterstützt.
Als Reaktion auf diese Nachricht weist die Ausgangssoftware 614 Speicher aus der Ausgangshardware 616, durch Pfeil 618 angegeben, so zu, dass für Zellen 320, die mit diesem Verbindungsidentifikator ankommen, eine separate Wiederzusammensetzungsschlange 510 zugewiesen wird. Alle Verkehrsströme von dieser bestimmten Eingangskarte 902 im Netzelement 900 werden vom Zuweisungsmodul für Wiederzusammensetzungsschlangen einer separaten Wiederzusammensetzungsschlange 510 zugewiesen Daher können die verbleibenden annähernd 2600 ungenutzten Wiederzusammensetzungsschlangen 510 in einer Ausgangskarte 504 Verkehrsströmen von den Eingangskarten 902 zugewiesen werden, die das Senden von Zellen 320 auf einem zu Paketen geordneten Strom nicht unterstützen.
4.0 Verkehrsgarantien in zu Paketen geordneten Strömen
Ein Netzelement der Ausführungsform kann auch Verkehrsgarantien an einer Eingangskarte für Verkehrsströme bereitstellen, die über das Netzelement übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf 8 ist das Bereitstellen von Verkehrsgarantien in einer Eingangskarte unten in Bezug auf eine Ausführungsform des Netzelements 800 mit den gleichen Komponenten wie in 5A dargestellt Netzelement 500 beschrieben. Es ist einzusehen, dass Verkehrsgarantien in der Eingangskarte 402 im in 4A dargestellten Netzelement in ähnlicher Weise bereitgestellt werden.
Die Eingangskarte 802 versorgt einen Verkehrsstrom mit einer Bandbreite für seinen zu Paketen geordneten Strom 820, die einem Gewicht entspricht, das dem Verkehrsstrom in die Eingangskarte 802 zugewiesen ist. Dies wiederum versorgt einen Verkehrsstrom mit einer Bandbreite von der Verbindung 212 zur Struktur 204, die einem Gewicht entspricht, das dem Verkehrsstrom in die Eingangskarte 802 zugewiesen wird.
Die Verkehrsströme 850 im Netzelement 800 sind als an den Eingangskarten 802 ankommend dargestellt. Die Verkehrsströme 850(1), 850(2), ..., 850(7) sind als jeweils an den Segmentierungsschlangen 806(1), ..., 806(7) in Eingangskarte 802A ankommend gezeigt. Außerdem sind die Verkehrsströme 850(8) und 850(9) sind als an den Segmentierungsschlangen 806(8) bzw. 806(9) in Eingangskarte 802B ankommend gezeigt. Die Verkehrsströme 850(1), 850(2), 850(3), 850(8) und 850(9) haben eine hohe Priorität, die Verkehrsströme 850(4) und 850(5) haben eine mittlere Priorität und die Verkehrsströme 850(6) und 850(7) eine niedrige Priorität.
Den Verkehrsströmen 850 wird auch ein Gewicht 802 zugewiesen, um die Ressourcen des Netzelements 800, wie die Bandbreite der Verbindung 800 den Verkehrsströmen 850 zuzuweisen. Der Wert des Gewichts 802 kann von einer Anzahl von Faktoren abhängen, wie der Datenmenge im Verkehrsstrom 850 oder der Priorität des Verkehrsstroms 850. Das zugewiesene Gewicht 802 kann statisch oder variabel sein. Die Gewichte 802, die beispielhaften Verkehrsströmen 850(a) bis 850(9) in 8 zugewiesen wurden, in der folgenden Tabelle.
Wie vorher beschrieben, wird eine Ausgabe aus den Segmentierungsschlangen 806 zum richtigen Paketordnungsmodul 812 gesendet. Die Zellen 320 aus einer Segmentierungsschlange 806 werden jedoch mit einer Bandbreite für ihren zu Paketen geordneten Strom 820 auf Basis des Gewichts 802 ihres Verkehrsstroms 850 versehen. Beispielsweise werden Daten aus den Verkehrsströmen 850(1), 850(2) und 850(3) zum Paketordnungsmodul 812A(H) gesendet. Das Paketordnungsmodul 812A(H) stellt für den Verkehrsstrom 850(1), basierend auf den obigen Gewichten, mehr Bandbreite als für den Verkehrsstrom 850(2) und mehr für den Verkehrsstrom 850(2) als für den Verkehrsstrom 850(3) bereit. Wenn die Bandbreite des zu Paketen geordneten Stroms 820A(H) in 22 Zeiteinheiten unterteilt wäre, würde der Verkehrsstrom 850(1) zehn (10) Zeiteinheiten erhalten, würde der Verkehrsstrom 850(2) sieben (7) Zeiteinheiten erhalten und würde der Verkehrsstrom 850(3) fünf (5) Zeiteinheiten erhalten, in welchen die Zellen 320 zu senden sind. Das Gesamtgewicht 808 des zu Paketen geordneten Stroms 820(H) beträgt 22 (10 + 7 + 5).
Die gleiche Zuweisung von Bandbreite für den zu Paketen geordneten Strom 820A(M) für die Verkehrsströme 850(4) und 850(5), für den zu Paketen geordneten Strom 820A(L) für die Verkehrsströme 850(6) und 850(7) und für den zu Paketen geordneten Strom 820B(M) für die Verkehrsströme 850(8) und 850(9) ist bereitgestellt. Das Gesamtgewicht 808 des zu Paketen geordneten Stroms 820A(M) beträgt 8, das Gesamtgewicht 808 des zu Paketen geordneten Stroms 820A(L) beträgt 6 und das Gesamtgewicht 808 des zu Paketen geordneten Stroms 820B(H) beträgt 20.
Die Eingangskarte 802 stellt ebenfalls Bandbreite der Verbindung 212 in die Struktur 206 für den zu Paketen geordneten Strom 820 entsprechend dem Gesamtgewicht 808 des zu Paketen geordneten Stroms 820 im Vergleich mit weiteren zu Paketen geordneten Strömen 820 in Verbindung 212 bereit. Wenn beispielsweise die Bandbreite der Verbindung 212 in 36 Zeiteinheiten unterteilt wäre, würde der zu Paketen geordnete Strom 820A(H) 22 Zeiteinheiten erhalten, würde der zu Paketen geordnete Strom 820A(M) acht (8) Zeiteinheiten erhalten und würde der zu Paketen geordnete Strom 820A(L) sechs (6) Zeiteinheiten erhalten. Die richtige Bandbreite der Verbindung 212 wird für einen Verkehrsstrom 850 bereitgestellt, indem für ihn eine Bandbreite in seinem zu Paketen geordneten Strom 820 festgesetzt wird und für seinen zu Paketen geordneten Strom 820 eine Bandbreite der Verbindung 212 festgesetzt wird. Beispielsweise werden für den Verkehrsstrom 850(1) im Durchschnitt 10 der 22 Zeiteinheiten bereitgestellt, die für den zu Paketen geordneten Strom 820A(H) in Verbindung 212 festgesetzt werden.
Die Bandbreite der Verbindung 212 von der Struktur 206 her zu einer Ausgangskarte wird ähnlich zugeteilt, wenn genügend Bandbreite vorhanden ist, um alle der Verkehrsströme zu bedienen. Wenn die Verkehrsströme über die Verbindung 212 aus der Struktur 206 heraus mehr Bandbreite erfordern, als die Verbindung 212 unterstützt, tritt eine Überlastung auf. Verkehr mit hoher Priorität wird auf die Verbindung 212 aus der Struktur 206 heraus erschöpfend abgearbeitet, gefolgt vom Verkehr mit mittlerer Priorität und schließlich Verkehr mit niedriger Priorität.
Das für Verkehrsströme mit hoher Priorität bereitgestellte Gewicht liefert eine garantierte Bandbreite durch das Paketordnungsmodul und auf die Verbindung 212 in die Struktur 206. Die Verkehrsströme mit mittlerer und geringer Priorität teilen die verbleibende Bandbreite zu. Daher stellen die Gewichte der Verkehrsströme mit mittlerer Priorität nur eine relative Ordnung zwischen mittleren Strömen bereit. Nachdem alle Verkehrsströme mit hoher und mittlerer Priorität erschöpfend abgearbeitet sind, wird die verbleibende Bandbreite der Verbindung 212 zwischen den Verkehrsströmen mit geringer Priorität auf Basis des zugewiesenen Gewichts zugeteilt.
Während die Ausführungsform für die Netzelemente 400, 500, 800 und 900 beschrieben wird, ist einzusehen, dass das hier beschriebene System und Verfahren an jedes Vermittlungs- oder Routingsystem angepasst werden kann.
Es wird bemerkt, dass Fachleute auf dem Gebiet einsehen werden, dass verschiedene Modifikationen im Detail an der vorliegenden Ausführungsform vorgenommen werden können, die alle im Umfang der Erfindung liegen würden.

Claims

Verfahren zum Vermitteln von Rahmen mit variabler Länge für ein Netzelement (400) des Typs, der eine Vielzahl von Eingangskarten (402), eine Vielzahl von Ausgangskarten (404) und eine auf Zellen basierende Vermittlungsstruktur (206), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: i) bei einer Eingangskarte: Segmentierung (406) aller eingehenden Rahmen, die in einer Vielzahl von Eingangsströmen empfangen werden, zu Zellen mit fester Länge und Hinzufügen eines internen Zellenkopfes zu den Zellen, der einen Verbindungsidentifikator beinhaltet; ii) Ordnen (421A) der Zellen aus einer Vielzahl von Eingangsströmen durch kontinuierliches Gruppieren von Zellen aus einem Rahmen zu einer aufeinanderfolgenden Anordnung; iii) Vermitteln der geordneten Zellen zu einer Vielzahl von zu Paketen geordneten Strömen (420); iv) bei einer Ausgangskarte: Zuweisen (408) der Zellen in einem jeweiligen in Pakten geordneten Strom zu einer Wiederzusammensetzungsschlange (410) entsprechend dem Verbindungsidentifikator; und v) Wiederzusammensetzen der Zellen in der jeweiligen Wiederzusammensetzungsschlange zu den ursprünglichen eingehenden Rahmen mit variabler Länge und Übertragen der wiederzusammengesetzten Rahmen in einem Ausgangsstrom, wodurch jede Wiederzusammensetzungsschlange eine Vielzahl von Eingangsströmen bedient anstatt einem vorherzugewiesenen Eingangsstrom zu bedienen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die von einer Wiederzusammensetzungsschlange (410) bedienten Eingangsverkehrsströme unterschiedliche Datenformate aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Schritt ii) ferner das Ordnen der Zellen aus einer Vielzahl von Eingangsströmen zu einer definierten Anzahl von zu Paketen geordneten Strömen entsprechend einer Verkehrsstromklasse der eingehenden Rahmen in den jeweiligen Eingangspaketströmen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Schritt iv) ferner das Bereitstellen einer zugehörigen Wiederzusammensetzungsschlange für jede Klasse von Verkehrsströmen und das Zuweisen der Zellen in einem jeweiligen zu Paketen geordneten Strom zu der zugehörigen Wiederzusammensetzungsschlange entsprechend dem Verbindungsidentifikator und der Verkehrstromklasse umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem Schritt v) das Wiederzusammensetzen der Zellen in der zugehörigen Wiederzusammensetzungsschlange (410) zu den ursprünglichen eingehenden Rahmen und das Übertragen der wiederzusammengesetzten Rahmen in der spezifizierten Anzahl von Ausgangsströmen entsprechend der jeweiligen Verkehrsstromklasse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Verkehrsstromklasse eine hohe, mittlere oder niedrige Verkehrspriorität angibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner das unterschiedliche Gewichten jedes Eingangsverkehrsstroms zu dem jeweiligen zu Paketen geordneten Strom zum Aufrechterhalten der Verkehrsstrompriorität im zu Paketen geordneten Strom umfasst.
Netzelement, das mit einer auf Zellen basierenden Vermittlungsstruktur zum Vermitteln von Rahmen mit variabler Länge ausgestattet ist, welches umfasst: – Mittel zum Segmentieren (406) aller eingehenden Rahmen mit variabler Länge, die in einer Vielzahl von Eingangsströmen empfangen werden, zu Zellen mit fester Länge, und Hinzufügen eines internen Kopfes zu jeder Zelle, der einen Verbindungsidentifikator beinhaltet; – Mittel zum Ordnen (421) der Zellen von den Mitteln zum Segmentieren durch kontinuierliches Gruppieren von Zellen aus einem Rahmen zu einer aufeinanderfolgenden Anordnung; – Mittel zum Vermitteln (206) der geordneten Zellen zu einer Vielzahl von zu Paketen geordneten Strömen (420); – eine Wiederzusammensetzungsschlange (419) für jede Eingangskarte zum Wiederzusammensetzen der Zellen zu den ursprünglichen eingehenden Rahmen mit variabler Länge und Übertragen der wiederzusammengesetzten Rahmen in einem Ausgangsstrom; – Mittel zum Zuweisen (408) der Zellen aus einem jeweiligen zu Paketen geordneten Strom zu einer Wiederzusammensetzungsschlange entsprechend dem Verbindungsidentifikator; wodurch jede Wiederzusammensetzungsschlange dafür ausgelegt ist, eine Vielzahl von Eingangsströmen anstatt einen vorher zugewiesenen Eingangsstrom zu bedienen.
Netzelement nach Anspruch 8, bei dem die Mittel zum Segmentieren (406) und die Mittel zum Ordnen (412) auf einer Eingangskarte (402) bereitgestellt sind.
Netzelement nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Wiederzusammensetzungsschlange (410) und die Mittel zum Zuweisen (408) auf einer Ausgangskarte (404) bereitgestellt sind.
Netzelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die Wiederzusammensetzungsschlangen (410) auf der Ausgangskarte (404) unter Verwendung eines anwenderprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA) implementiert ist.