CN1108678C - 在atm交换系统中的反馈控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种用于在ATM交换系统中实现ABR服务的ABR控制能力。用户线路处理装置包括根据单元在终端折回计算周转延迟时间的能力。交换装置或去多路复用器用于检测拥挤。速率计算装置计算对应于输出信道的传输速率。速率改变装置根据拥挤发生的程度适当地改变传输速率。速率改变装置对通信连接的数目计数。根据通信连接的数目确定一个系数，估测实际的通信连接的数目。利用该系数，下一个估测值将被估测得更为准确。

Description

在ATM交换系统中的反馈控制方法和装置
技术领域
本发明涉及一种在ABR(可用位速率)的通信系统中，基于反馈控制防止网络拥挤的技术。
背景技术
近来，ATM论坛和ITU-T建议了一种称为ABR服务的服务，用于将利用ATM(异步传输模式)方法实现的数据交换技术，应用到高速通信网络，例如LAN(局域网)，WAN(广域网)等等。利用ABR服务，交换机将网络中的拥挤信息送回到发送终端。更具体地说，交换机改变发送终端的传输速率同时监视网络资源的使用状态，使得网络被有效地操作，并且在ABR服务中防止拥挤和单元损失。下面说明ABR服务。
<ABR服务>
在利用ABR服务的通信系统中，资源管理单元(以下简称为RM单元)被用来通知终端有关网络资源的信息。每当发送终端发送预定的数目的用户数据单元时也发送RM单元。RM单元通过ATM网络到达接收终端，并折回到发送终端。
图1为显示RM单元的格式的示意图。与用户数据单元相同的方式，RM单元由5字节(或5个8位)的标头和48字节的有效负荷构成，如图所示。
在标头中的GFC/VPI区被用作UNI(用户网络接口)中的GFC(通用流控制)区，同时它还被用作NNI(网络节点接口)中的VPI(虚拟路径标识符)区的一部份。因此，虚拟路径标识符VPI在NNI中作为12位处理时，在UNI中被以8位处理。此外，在标头中，VCI区指示一个16位的虚拟通道标识符，PT区指示一个3位的有效负荷类型。如果有效负荷类型的值为“000”，它指示一个没有(无)拥挤的用户单元。如果有效负荷类型的值为“110”，它指示一个RM单元。CLP指示一个1位的单元损失优先级的指示。HER区指示一个8位的标头错误控制。
在RM单元的48字节的有效负荷中，1字节的RM协议ID区为RM协议标识符，1位的DIR区为方向指示位。如果DIR区的值为“0”，它指示一个F-RM单元(前向RM单元)。如果DIR区的值为“1”，它指示一个B-RM单元(后向RM单元)。一个1位的BN区指示一个后向显拥挤通知位，指示在ATM网络中的交换机中或者接收终端中产生的B-RM单元。一个1位的CI区指示一个拥挤位。一个1位的NI区指示单元速率未增加位。一个1位的RA区指示在ABR服务中没有使用的请求确认应答位。3位的Res区指示未使用位。
一个2字节的ER区指示一个显单元速率。一个2字节的CCR区指示当前的单元速率。一个2字节的MCR区指示当连接建立时公布的最小单元速率。一个4字节的QL区指示根据ATM论坛规则在ABR服务中未使用的排队长度。一个4字节的SN区指示序列号。30字节加6位的Res区指示未使用位。一个10位的CRC区指示一个循环的冗余编码校验位。
ATM网络中的ATM交换机通过向经过交换机的RM单元写入有关交换机状态的资源信息(带信息和拥挤信息)，向发送终端通知关于网络的信息。发送终端接收写有带和拥挤信息等的RM单元，根据该信息重新计算其ACR(允许单元速率)，并以等于或低于该ACR的速率执行通信。
此外，发送终端在通信开始时，向/和网络公布最大传输率的PCR(峰值单元速率)，和最小请求速率的MCR(最小单元速率)。发送终端不能以高于通过谈判确定的PCR的速率发送ATM单元(以下称为单元)。此外，ATM网络保证一个等于或高于通过谈判确定的MCR的速率。因此，在发送终端的ACR在MCR和PCR(MCR≤ACR≤PCR)之间变化。
利用这些操作，ATM网络方面可以避免并且可以从拥挤恢复，终端方面可以在网络资源不拥挤的状态下以高速率发送单元。
<由ABR终端执行的操作>
使用ABR服务进行通信的，由发送终端(ABR发送终端)和接收终端执行的操作，是ATM论坛的标准化的目标。下面是由这些终端执行的主要操作的简要描述。
ABR发送终端：
在每个时间点，发送终端以等于或低于允许的单元速率ACR发送单元。ABR发送终端每发送一个预定数目(Nrm-1)的用户数据单元时发送一个RM单元。当接收RM单元时，如果在RM单元中为拥挤指示位的CI(拥挤指示器)被设置为“0”(指示没有拥挤)时，发送终端增加ACR一个预定值。相反，如果CI位被设置为“1”(指示拥挤)时，发送终端减小ACR一个预定值。与上述操作同时地，发送终端在包括在RM单元中的显速率ER(Explicit Rate)和预先计算的ACR之间进行比较，并限定最低的速率作为新的ACR。但是，注意ACR的值必须在MCR≤ACR≤PCR范围内。
对于F-RM单元传输，发送终端，在F-RM单元的ER区中，设置峰值单元速率PCR(由用户在建立一个单元呼叫时公布)，在CCR区设置允许的单元速率ACR，在MCR区设置最小单元速率MCR。
当接收B-RM单元时，发送终端可以根据预定的规则，在拥挤指示位CI指示不拥挤，并且单元速率不增加位NI指示单元速率没有增加的情况下，在峰值单元速率PCR的范围之内提升单元速率。如果拥挤指示位CI指示拥挤，发送终端根据预定的规则在不低于最小单元速率MCR的范围内，降低单元速率。因此，发送终端的允许的单元速率ACR在MCR≤ACR≤PCR的范围内改变。如果在ATM网络中不发生拥挤，发送终端以峰值单元速率PCR或接近于PCR的单元速率执行传输。
ABR接收终端：
ABR接收终端接收从发送终端发送的用户数据单元，并将接收的RM单元返回到发送终端。如果指示拥挤是否发生的EFCI(Explicit ForwardCongestion Indication)位在RM单元的接收之前被收到的用户数据单元中被设置为“1”，接收终端将值“1”指定到要被返回的RM单元中的拥挤指示位CI，并返回该RM单元。
<由ATM交换机执行的操作>
在ATM网络方面执行的，用于实现ABR服务的操作，即，由ATM交换机执行的操作，被分成两个主要的类型，并分别称为，EFCI模式和ER模式。
在EFCI模式中的交换机在拥挤状态中通过ATM交换机的用户数据单元中设置EFCI位。利用这种设置，在交换机中的拥挤可被通知给接收终端，并然后返回CI位已经被接收终端本身设置的RM单元。结果，拥挤可被通知给发送终端。
在ER模式中的交换机根据拥挤状态计算终端可以执行的速率，以及在交换机中可以得到的频带，也计算发送终端被允许执行传输的速率的显速率ER，并将该ER写入以前向(从发送方到接收方)或以后向(从接收方到发送方)通过ATM交换机的RM单元的ER区。利用这些操作，ATM交换机可以直接指示终端所述的速率，从而更精确地执行速率控制。
此外，交换机本身可以产生RM单元，并除了从终端发送的RM单元之外，发送产生的RM单元到发送终端，与EFCI模式或者ER模式无关。此时，ATM交换机可以根据其拥挤状态或者可得到的频带在RM单元中设置CI位，或者向产生的RM单元写入计算的显速率ER。
ATM论坛的目标在于将上述的操作作为要被标准化的ATM交换机的操作。但是，具体的控制方法或者实现方法不是标准化的目标。例如，在ATM交换机中用于检测拥挤状态的方法，或用于计算显速率ER的算法是不要标准化的。
为了保证在ATM网络中对每个用户的通信质量，来自每个用户的单元流率在UNI(用户网络接口)中被监视，所述接口是在网络进入点设置的网络终端接口。如果超过允许的速率的单元被发送，用于放弃这些违反要求的单元等的UPC(使用参数控制)能力必须要被提供。
如果违反要求的单元被允许流入网络，由于大量的单元流入通信信道而产生拥挤。因此，不仅是该用户，而且其它的用户的通信质量也可能得不到保证。除了在呼叫建立时在用户和网络之间订立的单元流率之外，由于必须要监测用户是否观察到从网络由RM单元指示的速率，在UPC控制下的监测的速率必须根据RM单元的内容动态地改变。
在UPC的控制下，交换机在向RM单元写入ER或者拥挤指示之后不能立即改变监测的速率。这是因为下述的操作所需的时间造成的延迟的缘故：RM单元到达发送终端；发送终端根据接收的RM单元的内容改变ACR；在此之后发送的单元到达ATM交换机。因此，监测的速率必须在延迟的时间之后被改变。因此，执行ABR通信的ATM交换机需要测量用于UPC所需的延迟时间。
在ABR通信中，监测的速率必须在被写入RM单元的ER被根据UNI中的监测的速率被改变之后，并且上述的延迟时间经过之后被改变。
当用户方遵循来自交换机的指示时，为了防止用户方在UPC中错误地将一个单元确定为违反要求的单元，ATM论坛和ITU-T目前正在讨论是否根据延迟时间的最大值τ2使得UPC降低速率，或者根据延迟时间的最小值τ3提高速率。
由于发送终端终止了一个从交换机返回到发送终端的RM单元，通过将从交换机发送到发送终端的单元的传输时间加上从发送终端发送到交换机的单元的传输时间得到的传输时间总和可以用作为上述的要测量的延迟时间量。
由于用于测量发送机和交换机方双方的延迟的时钟相位必须要高度精确地同步，以便将上述的总量限定为一个准确的延迟时间，这实现起来是很困难的。
此外，还要克服下面两个问题以便在ATM交换系统中实现ABR服务。
问题1：由ABR终端执行的操作是上述的标准化的目标，但是由ATM交换机执行的具体操作不是标准化的目标。因此，ATM交换机必须包括用于实现上述EFCI模式或ER模式的操作的能力。结果，ATM交换机需要传统ATM交换机中不包括的新的控制能力。
问题2：由于在大规模ATM交换系统中ATM交换机的交换速度非常高，计算/改变显速率ER的能力不能在所有的缓冲器中实现。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的问题。本发明的第一目的是提供一种延迟时间测量方法，该方法可通过设置一个合适的值作为在UPC中设置的延迟参数来在ABR通信中检测和控制从发送终端流入到网络的单元流。本发明的第二个目的是提供一种ABR控制方法，和ABR控制系统，可以避免拥挤的同时改善线路使用效率。本发明的第三的目的是提供一个具体的ABR控制能力，它甚至可从在大规模ATM交换系统中等容纳ABR服务。
根据本发明的方法是一种在提供ABR服务的ATM网络中测量交换机的延迟时间的方法。该方法包括下述步骤：检测在ATM网络中以第一方向流动的第一RM单元，存储到达时间，连接标识符，以及检测的第一RM单元的序列号；当具有存储连接标识符的序列号相同的连接标识符和序列号的第二RM单元到达时，获得第二RM单元的到达时间，该第二RM单元以与第一方向相反的第二方向流动；通过从第二RM单元的到达时间减去第一RM单元的到达时间，计算RM单元到达交换机，在ABR终端折回，并返回到交换机期间所需的周转延迟时间。
所述方法进一步包括下述步骤：如果ABR连接是在终端之间双向建立的，测量ABR连接“N”(任意数)次的方向的周转延迟时间；对于不同方向的ABR连接，设置测量的周转延迟时间的最大值和最小值作为在UPC中使用的延迟参数的最大值和最小值。
此外，该方法进一步包括：如果ABR连接是在终端之间双向建立的，一次测量在ABR连接方向的周转延迟时间；对于不同方向的ABR连接，设置基于指数分布(其平均值为测量的周转延迟时间)计算的周转延迟时间的最大和最小值，作为在UPC中使用的延迟参数的最大和最小值。
根据本发明的交换机为提供ABR服务的ATM网络中的交换机。该交换机包括一个第一检测单元，用于检测在ATM网络中以第一方向流动的第一RM单元；一个存储单元，用于存储由第一检测单元检测的第一RM单元的到达时间，连接标识符，和序列号；一个第二检测单元，用于检测在ATM网络中以第二方向流动的第二RM单元；一个计算单元，如果第二RM单元的连接标识符和序列号与存储在所述存储单元中的第一RM单元的连接标识符和序列号匹配，通过从第二RM单元的到达时间中减去第一RM单元的到达时间，计算RM单元到达交换机，在ABR终端折回，及返回到交换机期间所需的周转延迟时间。
交换机可进一步包括一个UPC参数控制单元，用于测量ABR连接“N”次的方向的周转延迟时间，如果ABR连接是在终端之间双向建立的，对于不同方向的ABR连接，设置测量的周转延迟时间的最大和最小值作为在UPC中使用的延迟参数的最大和最小值。
此外，交换机可进一步包括一个UPC参数控制单元，用于测量ABR连接方向的周转延迟时间，如果ABR连接是在终端之间双向建立的，对于不同方向的ABR连接，设置基于指数分布(其平均值为测量的周转延迟时间)计算的周转延迟时间的最大和最小值作为在UPC中使用的延迟参数的最大和最小值。
根据本发明的存储介质是一种计算机可读存储介质。该存储介质存储用于执行上述的根据本发明的测量在提供ABR服务的ATM网络中的交换机中的延迟时间的方法的程序。
根据本发明的ABR控制方法是用于向ATM网络的终端通知允许的传输速率的方法。该方法包括：获得相应于输出信道的激活的连接(其中在观察期间有一个或多个单元到达)的数目；将通过用输出信道的频带除以激活的连接的数目得到的值通知发送终端作为允许的传输速率。因此，适于激活的连接的数目的传输速率可被设定。
根据本发明的另一个ABR控制方法是用于向ATM网络的发送终端通知允许的传输速率的方法。该方法包括：获得相应于输出信道的激活的连接(其中在观察期间有一个或多个单元到达)的数目；从输出信道的频带减去对应于输出信道的激活的连接的最小单元速率的总和的值，将相减的结果除以激活的连接的数目，将对应于每个激活的连接的最小单元速率加到被除的值，并将允许的传输速率通知发送终端。例如该方法，允许的传输速率可被设定以便不低于最小的单元速率。
上述的ABR控制方法可进一步包括：为暂时存储来自发送终端的共享的缓冲存储器和管理共享的缓冲存储器的地址的地址管理FIFO缓冲存储器的至少一个设置任意数目的阈值；设置相应于任意阈值的减小系数；当存储量超出任一阈值时将通过将允许的传输速率与对应于任意阈值的减小系数相乘得到的值通知发送终端。因此，基于输出信道的频带和激活的VS(虚拟连接)的数目获得的传输速率被根据发生拥挤前的状态调整，从而可以不出差错地防止拥挤。
此外，该方法可进一步包括：当存储的单元数目超过特定的阈值时，将允许的传输速率通知发送终端作为最小单元速率的步骤。
此外，根据该方法，对于每一个输出信道，到达的单元的数目被测量，预定数目的单元到达的时间期间被指定为观察时间。
根据该方法，观察时间被指定为固定的时间期间。该固定的时间期间是由，例如一个定时器设定的。
根据本发明的ABR控制系统是在ATM网络中用于通知发送终端允许的传输速率的系统，如图7所示。该系统包括；一个共享存储器，用于暂时存储从发送终端发送的单元；一个允许传输速率计算单元，用于计算对应于一个输出信道的允许的传输速率；一个地址管理FIFO缓冲存储器，用于管理存储在所述的共享的存储器中的单元的地址；一个拥挤检测控制单元，用于根据地址管理FIFO缓冲存储器或共享缓冲存储器的存储量检测拥挤；一个ER写入单元，用于将从允许传输速率计算单元接收的允许传输速率或根据从拥挤检测控制单元接收的拥挤通知信号降低允许传输速率获得的值写入到RM单元，以便将允许的传输速率通知发送终端，其中允许传输速率计算单元为每个输出信道，获得激活的连接的数目(其中在观察期间一个或多个单元到达)，并通过将输出信道的频带除以获得的数目计算允许传输速率。
允许传输速率计算单元可包括一个到达单元计数器，用于计数对应于输出信道的多个到达的单元，并当计数达到预定数目时，指定观察的时间期间；一个激活的VC(虚拟连接)表，其中写入了对应于输出信道的到达单元的连接标识符；一个激活的VC数目计数器，用于通过计数对应于输出信道的连接标识符获得激活的VC的数目，并写入到激活的VC表；一个允许传输速率计数控制单元，通过将输出信道的频带除以激活的VC计算允许的传输速率，所述的激活的VC是由激活的VC数目计数器计数(对应于输出信道)到达的单元数目计数器对预定数目的单元计数。
该单元可进一步包括一个总MCR计算控制单元，同于通过将对于每个输出信道的激活的连接的最小单元速率相加输出一个总MCR值；一个激活的VC数目计数器，用于在观察期间获得激活的连接的数目；一个允许传输速率计算控制单元，通过丛输出信道的频带中减去观察期间的总MCR值(由总MCR计算控制单元获得)，对差值除以激活的连接的数目，将对应于连接的最小单元速率加到被除的值，计算出允许的传输速率。
ER写入单元可包括一个ER改变参数表，其中设置了多个对应于地址管理FIFO缓冲存储器或所述共享缓冲存储器的阈值，对应于多个阈值的减小系数；一个ER计算单元，根据所述的地址管理FIFO缓冲存储器或所述共享缓冲存储器的存储量超过多个阈值的信息，用于将来自所述的允许传输速率计算单元的允许传输速率乘以从所述ER改变参数表读取的减小系数。
根据本发明的存贮介质为一个计算机可读存贮介质。并存储上述的用于在提供ABR服务的ATM网络中通知终端允许的传输速率的ABR控制方法。
根据本发明的ATM交换系统是通过反馈ATM交换系统中的拥挤状态用于调整单元的传输速率的系统。该系统包括：一个拥挤检测单元，用于检测ATM交换系统的拥挤状态；一个拥挤指示信息设置单元，用于根据由拥挤检测单元检测的拥挤状态，在由ATM交换系统交换的单元中，设置用于指示拥挤状态的拥挤指示信息；一个速率计算单元，用于计算用于将传输速率指定到有关拥挤状态发生的的单元的传输信道的显速率；一个速率改变单元，用于检测在发送信道中的拥挤的发生比率，根据发生比率改变显速率，并重新指定改变的显速率到反馈到终端的单元。
速率改变单元可在拥挤的发生比率和预定的阈值之间作出比较，并根据比较的结果改变由所述的速率计算单元计算的显速率。因此，速率改变单元通过将由所述的速率计算单元计算的显速率除以根据比较结果确定的值改变显速率。另外，速率改变单元可以检测其中设置拥挤指示信息的单元的数目(在预定的观察期间到达)，并根据到达的单元的数目确认拥挤的发生比率。此外，速率改变单元可以根据其中设置拥挤指示信息的单元的到达间隔确认拥挤的发生比率。另外，速率改变单元可以根据在接收单元之前确认的拥挤指示信息的设置比，平滑包括在接收的单元中的拥挤指示信息的设置比，在平滑的设置比和预定的阈值之间作出比较，并根据比较的结果改变由所述的速率计算单元计算的显速率。
另外，速率改变单元根据下述公式，平滑包括在接收的单元中的拥挤指示信息的设置比：
C(n)＝β·Now(n)+(1-β)·C(n-1)
C(n)：在当前的平滑操作之后的设置比。
β：加权因子(0＜β≤1)。
Now(n)：目前检测的未平滑的设置比。
C(n-1)：在前面的平滑操作之后的设置比。
此外，速率改变单元可以在包括在接收的单元中的拥挤指示信息的设置比和多个预定的阈值之间作出比较，按照比较的结果，确定根据多个预定的阈值的多个预定的阈值的一个，根据确定值，改变由速率计算单元计算的显速率。
此外，当其中设置拥挤指示信息的用户数据单元在一定的观察时间内到达时，速率改变单元利用预定的比，可以改变由所述的速率计算单元计算的显速率。
拥挤指示信息设置单元可以在用户数据单元的标头中的有效负荷类型区设置拥挤指示信息作为一个显性前向拥挤指示位。
此外，速率计算单元可以指定计算的显速率到在传输信道中被发送的并返回到终端的资源管理单元，同时速率改变单元可以抽取出由速率计算单元计算的显速率被指定的资源管理单元，根据拥挤的发生比改变指定到资源管理单元的显速率，重新指定改变的显速率到抽取的资源管理单元，并重新发送资源管理单元到传输信道。
此外，速率计算单元可以为每个输出信道计数在传输信道中的激活的虚拟连接的数目，将为每个输出信道指定的传输速率除以每个输出信道的激活的虚拟连接的数目，根据相除的结果计算显速率。
此外，速率计算单元可以按照在ATM交换系统中去多路复用传输信道的去多路复用器设置。此外，速率计算单元也可以按照在ATM交换系统中配置交换单元的SRM来设置。
根据本发明的ATM交换方法是通过反馈ATM交换系统中的拥挤状态到终端，用于调整单元的传输速率的方法。该方法包括：检测ATM交换系统的拥挤状态；根据检测的拥挤状态，在由ATM交换系统交换的单元中，设置用于指示拥挤状态的拥挤指示信息；计算用于将传输速率指定到有关拥挤状态发生的的单元的传输信道的显速率；检测在发送信道中的拥挤的发生比率，根据发生比率改变显速率，并重新指定改变的显速率到反馈到终端的单元。
该方法进一步包括：在拥挤的发生比率和预定的阈值之间作出比较，并根据比较的结果改变显速率。此外，该方法还包括，通过将显速率除以根据比较结果确定的值改变显速率。另外，该方法还包括，检测其中设置拥挤指示信息的单元的数目(在预定的观察期间到达)，并根据到达的单元的数目确认拥挤的发生比率。此外，该方法还包括，根据其中设置拥挤指示信息的单元的到达间隔确认拥挤的发生比率。
根据本发明的ATM交换方法还包括，根据在接收单元之前确认的拥挤指示信息的设置比，平滑包括在单元中的拥挤指示信息的设置比，在平滑的设置比和预定的阈值之间作出比较，并根据比较的结果改变显速率。
所述方法还包括，根据下述公式，平滑包括在接收的单元中的拥挤指示信息的设置比：
C(n)＝β·Now(n)+(1-β)·C(n-1)
C(n)：在当前的平滑操作之后的设置比。
β：加权因子(0＜β≤1)。
Now(n)：目前检测的未平滑的设置比。
C(n-1)：在前面的平滑操作之后的设置比。
此外，该方法还包括，在包括在单元中的拥挤指示信息的设置比和多个预定的阈值之间作出比较，按照比较的结果，确定根据多个预定的阈值的多个预定的阈值的一个，根据确定值，改变显速率。
根据本发明的存贮介质为一个计算机可读存贮介质。并存储用于执行上述的用于在提供ABR服务的ATM网络中通知终端允许的传输速率的ABR控制方法。
根据本发明的通信连接数计数系统为根据网络的状态在发送终端控制包(单元)的间隔的单元交换网络中使用的系统。该系统包括单元抽取单元，用于检测在单元交换网络中交换的单元；一个连接计数器，用于对由所述的单元抽取单元检测的其中至少有一个包(单元)到达的连接的数目计数，作为通信连接的数目；一个控制单元，用于在从观察开始点经过预定的时间之前确定通信连接的数目(已经由所述的连接计数器确认)。
观察开始点可以被定义为在所述的单元抽取单元中，单元到达的时间点，同时预定的时间可被定义为在所述的单元抽取单元中预定的单元数目到达的时间。此外，观察开始点可被定义为一个时间点，而预定的时间可被定义为一个时间间隔。
控制单元可确定每当在所述的单元抽取单元中预定数目的单元到达时通信连接的数目。此外，控制单元可以确定在预定的时间间隔的通信连接的数目。
根据本发明的第二通信连接数计数系统为根据网络的状态在发送终端控制包(单元)的间隔的单元交换网络中使用的系统。该系统包括单元抽取单元，用于检测在单元交换网络中交换的单元；一个连接计数器，用于对由所述的单元抽取单元检测的其中至少有一个包(单元)到达的连接的数目计数，作为通信连接的数目；一个控制单元，用于在从观察开始点经过预定的时间TM之后，用于估测和确定由所述的连接计数器确认的通信连接的数目。
控制单元可以限定从观察开始点，预定的“N”次通信连接被确认的时间量，为“T”，并利用一个系数α，确定从观察开始点经过预定的时间TM之后通信连接的数目，为NACTIVE＝α×N×TM/T。
此外，控制单元可对从观察开始点的时间TM内的通信连接的实际的数目NACTIVE-R计数，通过比较NACTIVE和NACTIVE-R确定一个新的系数α，并利用该新的系数α，以便确定下一个通信连接的数目。
此外，控制单元可以从观察时间点开始限定一个时间“Ti”，在该时间内，预定的“Ni”个通信连接被确认，每当时间Ti过去时，确定每当从观察开始点时间TM经过之后通信连接的数目NACTIVE，为NACTIVE＝Ni×TM/Ti。
此外，控制单元可将时间TM分成“n”个较短的期间TK，限定从观察开始点直到较短的期间TK经过确认的通信连接的数目为“N”，并在从观察开始点经过时间TM后，确定通信连接数目NACTIVE为NACTIVE＝N×n。
此外，控制单元可以将时间TM分成“n”个较短的时间TK，限定通信连接的次数(从观察开始点较短的时间TK经过时确认的)为数目“N”，确定从观察开始点开始在时间TM之后通信连接的数目NACTIVE为NACTIVE＝α×N×n，对从观察开始点开始在时间TM之内的通信连接的实际数目计数，通过比较NACTIVE和NACTIVE-R确定一个新的系数α，并利用该新的系数α，以便确定下一个通信连接的数目。
此外，控制单元可以将时间TM分成“n”个较短的时间TK，限定通信连接的次数(从观察开始点较短的时间TK经过时确认的)为数目“NK”，确定每当从观察开始点开始在较短的时间TK之后，通信连接的数目NACTIVE为NACTIVE＝NK+(NK-NK-1)×(n-K)。
通信连接数计数系统可进一步包括一个存储单元，用于存储在所述的单元抽取单元中已经到达的单元的连接标识符，如果连接标识符未被存储的话，设置一个对应于该连接标识符的识别标志，其中，当由所述的连接计数器计数的从观察开始点直到经过预定时间TM的通信连接数目，超过可以在所述的存储单元存储的连接的最大数目“L”时，控制单元将可以在交换机中设置的最大数目“M”设置为NACTIVE。
如果NACTIVE超过可在交换机中设置的连接的最大数目“M”，在该交换机中已经建立的连接的数目被设置为NACTIVE。
如果NACTIVE超过可在交换机中设置的连接的最大数目“M”，在该交换机中目前建立的连接的数目被设置为NACTIVE。
根据本发明的通信连接数计数方法为根据网络的状态在发送终端控制包(单元)的间隔的单元交换网络中使用的方法。该方法包括，检测在单元交换网络中交换的单元；对其中至少有一个包(单元)被检测的连接的数目计数，作为通信连接的数目；确定在从观察开始点经过预定的时间之前计数的通信连接的数目。该方法还包括实现在上述的第一通信连接数计数系统中的能力的步骤。
根据本发明的第二通信连接数计数方法为根据网络的状态在发送终端控制包(单元)的间隔的单元交换网络中使用的方法。该方法包括，检测在单元交换网络中交换的单元；对其中至少有一个包(单元)到达的连接的数目计数，作为通信连接的数目；在从观察开始点经过预定的时间TM之后，估测和确定由所述的连接计数器确认的通信连接的数目。该方法进一步包括实现在上述的第二通信连接数计数系统中的能力的步骤。
根据本发明的存贮介质为一个计算机可读存贮介质，并存储一个程序，该程序用于执行在一个单元交换网络中用于对通信连接计数的能力，该单元交换网络根据网络的状态控制发送终端的包(单元)传输的间隔。该能力包括，检测在单元交换网络中交换的单元；对其中至少有一个包(单元)被检测的连接的数目计数，作为通信连接的数目；确定在从观察开始点经过预定的时间之前计数的通信连接的数目。该存储介质可进一步包括实现在上述的第一系统的操作和上述第一方法的步骤的能力。
根据本发明的第二存贮介质为一个计算机可读存贮介质，并存储一个程序，该程序用于执行在一个单元交换网络中用于对通信连接计数的能力，该单元交换网络根据网络的状态控制发送终端的包(单元)传输的间隔。该能力包括，检测在单元交换网络中交换的单元；对其中至少有一个包(单元)被检测的连接的数目计数，作为通信连接的数目；在从观察开始点经过预定的时间TM之后，估测和确定由所述的连接计数器确认的通信连接的数目。该存储介质可进一步包括实现在上述的第二系统的操作和上述第二方法的步骤的能力。
本发明覆盖存储用于共同或分开实施所述的方法的计算机程序的每一种装置，系统，和存贮介质(例如磁盘)，光盘，磁光盘，ROM，RAM，等等)。本发明也覆盖被分开存储在多个存贮介质中的程序的使用。
附图说明
图1是显示RM单元的典型结构的示意图；
图2是根据本发明的ATM交换系统的原理示意图；
图3是根据本发明的延迟时间测量系统的示意图；
图4是根据本发明的参数存储存储器的结构的示意图；
图5是根据本发明的测量的延迟时间存储存储器的结构的示意图；
图6是根据本发明的用于确定延迟参数的方法；
图7是根据本发明的ABR控制系统的第一结构的示意图；
图8是显示允许传输速率计算单元的第一结构的示意图；
图9是根据本发明的激活的VC表的结构的示意图；
图10是一个流程图，显示了第一允许传输速率计算方法的示意图；
图11是一个流程图，显示了第二允许传输速率计算方法的示意图；
图12是显示根据本发明的允许传输速率计算单元的第二结构的示意图；
图13是显示激活的VC表的结构的示意图；
图14是一个流程图，显示了第三允许传输速率计算方法的示意图；
图15是一个流程图，显示了第四允许传输速率计算方法的示意图；
图16是根据本发明的ABR控制系统的第二结构的示意图；
图17是地址管理FIFO缓冲存储器的示意图；
图18是根据本发明的ER写入单元的示意图；
图19是说明ER改变参数表的示意图；
图20是根据本发明的ATM交换系统的基本结构的示意图；
图21是根据本发明的ABR交换系统的结构的示意图；
图22是根据本发明的交换单元中的SRM的结构的示意图；
图23是显示单元的数据格式的示意图；
图24是显示一个去多路复用器的示意图；
图25是根据本发明的速率计算单元的示意图；
图26是显示RM单元的数据格式的示意图；
图27是显示根据本发明的速率改变单元的结构的示意图；
图28是说明根据本发明的ER改变单元执行的操作的的示意图；
图29是显示拥挤的发生和ER之间的关系的的示意图；
图30是根据本发明的ABR交换系统的第二结构的示意图；
图31是显示拥挤的发生和ER之间的关系的的示意图；
图32是显示在本发明中使用的单元的结构的示意图；
图33是根据本发明的激活的连接存储表存储器的结构的示意图；
图34是显示根据本发明的通信连接数计数系统的结构的示意图；
图35是显示根据本发明的通信连接数计数单元的结构的示意图；
图36是根据本发明的第一通信连接数计数方法的示意图；
图37是根据本发明的第二通信连接数计数方法的示意图；
图38是根据本发明的利用估算的连接数计数方法第一个例子的示意图；
图39是根据本发明的利用估算的连接数计数方法第二个例子的示意图；
图40是根据本发明的利用估算的连接数计数方法第三个例子的示意图；
图41是根据本发明的利用估算的连接数计数方法第四个例子的示意图；
图42是显示根据本发明的通信连接数计数单元的结构的示意图；
图43是根据本发明的控制单元执行的第一程序的示意图；
图44是根据本发明的控制单元执行的第二程序的示意图；
图45举例了一个通过利用本发明的存贮介质实现本发明的方法的计算机系统。
具体实施方式
下面描述根据本发明的实施例。
图2是根据本发明的ATM交换系统的原理示意图。在该图中，1表示一个ATM网络；2和3表示ATM交换机；A和B分别为对应于ATM交换机2和3的ABR终端。该图显示了在ATM交换机2和ABR终端A之间产生的延迟被测量情形。4表示在UNI中对应于ABR终端A的用于ABR服务的UPC装置。5表示用于测量延迟时间量的延迟时间测量单元。
如果对于ABR终端A和B存在ABR连接≠1和≠2，后向ABR连接≠2被用来在前向ABR连接≠1中引起的延迟时间总量T1+T2。这里，延迟时间T1是从延迟时间测量单元5到ABR终端A行进的时间，延迟时间T2是从ABR终端A到延迟时间测量单元5行进的时间。时间T3(在该时间，在连接≠2的RM单元通过延迟时间测量单元5，在ABR终端A折回，并到达延迟时间测量单元5)被定义为对于ABR连接≠1获得的延迟时间。
根据本发明，在RM单元初始通过延迟时间测量单元5的时间Ta被存储，RM单元在其从相对的终端折回之后再次被延迟时间测量单元5检测的时间被定义为Tb，计算Ta-Tb，使得可以获得延迟时间(周转延迟时间)。此时，包括在RM单元中的序列号(SN)被用来校验检测的RM单元是相同的单元。ITU-T和ATM论坛规定SN在发送终端被指定，并在接收终端不被改变。因此，在SN之间的匹配允许检测的单元被鉴别为是相同的。
下面说明用于获得本发明的目的的具体的方法。
(1)当在提供ABR服务的ATM网络1中的交换机2中，一个前向RM单元被从ATM网络1由延迟时间测量单元5检测时，其连接标识符和序列号连同其到达时间Ta被首先存储。当连接标识符和序列号与存储的标识符和序列号相同的后向RM单元到达时，其到达时间Tb被获得。然后，周转延迟时间，在该时间，RM单元到达交换机2，在接收方2的相对的ABR终端2折回，返回到交换机2，通过从到达时间Tb减去存储的到达时间Ta而被计算出来。
(2)如果在上述的步骤中，ABR连接是双向建立的，在双向ABR连接中的一个当中的周转延迟时间T被测量N(任意整数)次。最大和最小测量值分别被设置为用于其它方向的ABR连接的UPC下使用的延迟参数的最大和最小值τ2和τ3。
(3)如果在上述的步骤中，ABR连接是双向建立的，在ABR连接中的一个当中的周转延迟时间T被一次测量。从测量值被用作平均值的指数分布中获得延迟时间的最大和最小测量值分别被设置为用于ABR连接的其它方向的UPC下使用的延迟参数的最大和最小值τ2和τ3。
下面的说明假定，在图2所示的上述的连接≠2中，RM单元从ATM网络方通过延迟时间测量单元5，在ABR终端A折回，并返回到延迟时间测量单元5的时间(延迟时间量)被计算，UPC参数τ2和τ3被根据上述的计算值计算出，并且这些参数τ2和τ3被设置为连接≠1的UPC参数。
图3是根据本发明的延迟时间测量系统的示意图。它也显示了延迟时间测量单元5的细节。延迟时间测量单元5被设置在，例如图20所示的用户线路处理装置106中。
在图3中，与图2中所示的相同的部分用相同的标号表示。11表示一个前向RM单元检测/参数抽取单元，用于在前向流动的RM单元(以下称前向RM单元为F-RM单元)。12表示一个控制单元。13表示一个参数存储存储器。14表示一个后向RM单元检测/参数抽取单元，用于在后向流动的RM单元(以下称后向RM单元为B-RM单元)。15表示一个延迟时间计算单元。16表示一个UPC参数计算/写入控制单元。17表示测量的延迟时间存储存储器。
下面描述由图3所示的延迟时间测量单元5执行的操作。下面的(a)到(g)描述了延迟时间测量单元5的操作和次序。图3显示了对应于每个操作的部分。
(a)F-RM单元检测/参数抽取单元11检测来自ATM网络方的F-RM单元。此时，一个包括在F-RM单元检测/参数抽取单元11中的确定单元，通过参考RM单元中的方向位，检测方向位(DIR)被设置为“0”的RM单元。DIR值“0”表示一个F-RM单元。
(b)在检测的RM单元中指示连接和序列号(SN)的连接标识符被取出并发送到控制单元12。
(c)控制单元12向参数存储存储器13写入抽取的连接标识符，序列号SN，和到达时间Ta。
(d)当DIR被设置为“1”的单元到达B-RM单元检测/参数抽取单元14时，其到达时间Tb被检测，并连同到达的RM单元的序列号SN一起发送到控制单元12。DIR值为“1”表示一个B-RM单元。控制单元12在到达的RM单元的SN和存储在参数存储存储器13中的SN之间进行比较，确定它们是否匹配。如果它们匹配，到达时间Ta和Tb被发送到延迟时间计算单元15。
(e)延迟时间计算单元15计算到达时间的差T(T＝Tb-Ta)。
(f)UPC参数计算/写入控制单元16获得UPC下使用的延迟参数τ2和τ3。
(g)获得参数τ2和τ3被设置为具有与存储在参数存储存储器13中的相同的连接标识符的用于后向连接≠2的UPC参数。
图4为显示根据该实施例的参数存储存储器13的结构的示意图。参数存储存储器13存储包括B-RM单元T0的连接标识符，序列号SN，和到达时间，如该图所示。
下面描述根据计算的时间差T用于获得UPC下使用的延迟参数τ2和τ3的方法(第一和第二方法)。
利用第一方法，对于一定的连接延迟时间T被测量N(任意整数)次，并且在测量的值中的最大和最小值被设置为τ2和τ3。在该例中，UPC参数计算/写入控制单元16在测量的延迟时间存储存储器17中存储测量的延迟时间T，当延迟时间T被测量N次时，在存储的N个延迟时间T中确定最大和最小值τ2和τ3。
图5显示了根据该实施例的测量的延迟时间存储存储器17的结构的示意图。测量的延迟时间存储存储器17存储连接标识符和测量的N次延迟时间T1，T2，...，TN，如该图所示。
利用第二方法，延迟时间T只测量一次，并且延迟参数τ2和τ3是根据测量的延迟时间T确定的。在该例中，UPC参数计算/写入控制单元16用作用于计算指数分布曲线(测量的延迟时间T被用作其平均值)的单元，并根据指数分布曲线确定延迟参数的最大和最小值。
图6是根据指数分布曲线用于确定延迟参数τ2和τ3的方法。指数分布曲线(测量的延迟时间T被用作其平均值)被确定，对应于指数分布曲线的x％的测量的延迟时间T的值被确定为延迟时间T的最小值Tmin，并被定义为τ3，对应于指数分布曲线的y％的测量的延迟时间T的值被确定为延迟时间T的最大值Tmax，并被定义为τ2，如该图所示。实施第二方法时测量的延迟时间存储存储器17是不必要的。需要注意的是x％和y％的值可以是预定的，以便获得最适合的延迟参数。
图7是根据本发明的ABR控制系统的基本结构的示意图。该ABR控制系统包括一个共享缓冲存储器21，允许传输速率计算单元(或显速率ER计算单元)22，ER写入单元23，拥挤检测控制单元24，地址管理FIFO缓冲存储器25-1到25-n。该ABR控制系统对应于操作于ER模式的ATM交换机的主部分。它包括“n”个输入信道(在输入侧的信道)和“n”个输出信道(在输出侧的信道)。
从发送终端通过多个输入信道发送的用户和RM单元由图中未示出的多路复用单元多路复用，并通过允许传输速率计算单元22存储在共享缓冲存储器21中。然后，每个被存储的单元被发送到对应于其标头的VPI和VCI的输出信道，并通过图中未示出的去多路复用单元发送。在所述的共享缓冲存储器21中的单元存储地址由地址管理FIFO缓冲存储器25-1到25-n管理(对应于由到达的单元的VPI/VCI识别的输出信道)。这样，即可确定是否发生拥挤。
地址管理FIFO缓冲存储器25-1到25-n中之一(对应于由到达的单元的VPI/VCI识别的输出信道)，存储到达的单元被写入共享缓冲存储器21中的地址。如果存储在地址管理FIFO缓冲存储器25-1到25-n(对应于一定的输出信道)中之一的地址的数目，超过预定的数目时，则确定在该输出信道发生拥挤。然后，一个拥挤检测信号被发送到拥挤检测控制单元24，它然后将拥挤通知信号发送到ER写入单元23。在该例中，拥挤检测控制单元24也可以根据在共享缓冲存储器21中存储的单元的数量检测拥挤的发生。
允许传输速率计算单元22根据对应于每个输出信道的ABR通信的可得到的频带计算允许的传输速率。在该例中，它计算允许的传输速率而不管拥挤是否发生。在非拥挤状态中，对应于输出信道的允许的传输速率被传送到ER写入单元23，并写入到用于前向和后向RM单元(F-RM和B-RM)的显性单元速率ER区。
当拥挤通知信号从拥挤检测控制单元24被发送到ER写入单元23时，ER写入单元23根据预定的规则，降低在允许传输速率计算单元22中计算的允许传输速率，并将降低的值写入接收的RM单元的显性单元速率ER区。发送终端接收RM单元，根据写入接收的RM单元的显性单元速率ER区的允许传输速率降低其传输速率。利用该过程，信道可以迅速地从拥挤状态恢复。
图8是显示允许传输速率计算单元22的结构的示意图。如该图所示，允许传输速率计算单元22单元抽取单元，到达单元数目计数器32，激活的VC表33，激活的VC数目计数器34，和允许传输速率计算控制单元(或显速率ER计算控制单元)35。单元抽取单元31抽取包括从发送终端侧发送的单元的VPI/VCI的连接标识符，将抽取的连接标识符加到激活的VC表33，并根据连接标识符，向到达单元数目计数器32提供一个对应于输出信道的单元检测信号。
到达单元数目计数器32对每个信号计算到达的单元，并增加其值。当每个输出信道的计数器值到达预定的值时，它向允许传输速率计算控制单元35输出观察期间终止通知信号。
激活的VC表33包括，例如，对应于图9所示的输出信道≠1到≠n的表(用于相应的输出信道的表)。每个表包括分别登记有连接标识符和单元到达识别标志的区。激活的VC数目计数器34通过在激活的VC表33中的用于输出信道≠1到≠n的每个表中对单元到达识别标志计数获得激活的VC的数目，并增加其值。
假定到达的单元被发送的输出信道为≠1，该单元的连接标识符被写入到用于输出信道≠1的表，并且其单元到达识别标志被设置。然后，对应于输出信道≠1的到达单元数目计数器32中的计数器被增加。同时，激活的VC数目计数器34计算每个输出信道的单元到达识别标志，并增加其值。
如果在此之后，具有相同的连接标识符的单元到达，到达单元数目计数器32增加其值。但是，对应于该连接标识符的单元到达识别标志被预先设置在激活的VC表33中的用于输出信道≠1的表中。因此，用于输出信道≠1的表保持未变，激活的VC数目计数器34不增加其值。
因此，激活的VC数目计数器34的值表示连接的次数(其中用户单元至少到达一次直到它被复位信号复位为止)，即，激活的连接次数。也可以控制激活的VC数目计数器34，计数新写入的连接标识符，增加其值，在激活的VC表33中设置单元到达识别标志(表示增加)，并不在对单元到达识别标志已经被设置在表中的连接标识符计数。
当接收到来自到达单元数目计数器32的对应于输出信道的观察期间终止通知信号，允许传输速率计算控制单元35从激活的VC数目计数器34中读出用于每个输出信道的激活的VC的数目，并传送输出信道的允许的传输速率到ER写入单元23。允许传输速率计算控制单元35输出一个复位信号到到达单元数目计数器32，激活的VC表33，和激活的VC数目计数器34，以便分别复位到达单元数目，连接标识符，单元到达识别标志，和激活的VC的数目。
图10是一个流程图，显示了根据本发明的ABR控制系统执行的允许传输速率计算方法的第一个实施例。
如该流程所示，在预定的数目的单元到达的期间内的激活的VC的数目NVC(n)，对于每个输出信道被计数(步骤S1)。当到达单元数目计数器32检测到对于每个输出信道到达的单元的数目达到预定的数目时，它向允许传输速率计算控制单元35输出观察期间终止通知信号。然后，根据激活的VC数目计数器34，为每个输出信道计数和增加的激活的VC的数目NVC(n)被获得。
然后，根据公式Ba(n)＝B(n)/NVC(n)计算出允许的传输速率Ba(n)(步骤S2)。注意，B(n)表示每个输出信道的频带。允许的传输速率Ba(n)被传送到到达单元数目计数器32(步骤S3)，并写入到用于前向和后向RM单元的显性单元速率ER的区。这里，通过将频带B(n)除以激活的VC的数目获得的值被定义为允许传输速率Ba(n)。如果激活的VC的数目在该例中较大，允许的传输速率Ba(n)变低。结果，可以防止拥挤的发生。
图11是一个流程图，显示了根据本发明的允许传输速率计算方法的第二实施例的示意图。
在该实施例中，在预定的观察期间的对于每个输出信道的激活的VC的数目NVC(n)被计数(步骤S11)。然后，允许的传输速率Ba(n)利用与上述步骤S2相似的运算操作被计算出(步骤S12)。该计算的传输速率Ba(n)被传送到到达单元数目计数器32(步骤S13)。在该例中的预定的观察期间是通过利用图8所示的到达单元数目计数器32作为用于每个输出信道的定时器，，或者通常的定时器来实现的，并向允许传输速率计算控制单元35以预定的时间间隔提供观察期间终止通知信号。利用该方法，允许的传输速率Ba(n)可以与第一实施例相似的方式获得。
图12是显示图7所示的允许传输速率计算单元22的结构的示意图。
如该图所示，允许传输速率计算单元22包括单元抽取单元41，到达单元数计数器42，激活的VC表43，激活的VC数目计数器44，允许传输速率计算控制单元(或显速率计算控制单元)45，RM单元抽取单元46，和总MCR计算控制单元47。
单元抽取单元41抽取从发送终端发送的单元的连接标识符，到达单元数计数器42对于相应的输出信道的单元计数，并增加其值。当计数的单元的数目达到预定的数目，到达单元数计数器42向允许传输速率计算控制单元45输出观察期间终止通知信号。激活的VC表43确定对应于输出信道的连接标识符是否被预先写入。如果没有，来连接标识符被写入，同时，单元到达识别标志被设置。激活的VC数目计数器44对单元到达识别标志已经设置的连接标识符计数，并增加其值。
RM单元抽取单元46从到达的单元中抽取连接标识符和MCR(最小单元速率)，并发送抽取的标识符和MCR到总MCR计算控制单元47。总MCR计算控制单元47参考激活的VC表43，并确定从RM单元抽取单元46中发送到连接标识符是否包括在激活的VC表43中。如果是，总MCR计算控制单元47加上MCR值。如上所述，在观察期间一个或多个单元到达的连接被认为是激活的，激活的连接的最小单元速率MCR被相加。在该例中，MCR相加标志被排列在激活的VC表43中，以便不重复地加上标识符连接的MCR值，当相应的连接为激活的VC建立时，最小单元速率MCR，相应于输出信道被输出。
图13显示了激活的VC表43的结构。
激活的VC表43包括用于输出信道≠1到≠n的表(对应于相应的输出信道)，如该图所示。每个表包括一个连接标识符区CI，单元到达识别标志区CF，和MCR相加识别标志区AF。在允许传输速率计算控制单元45计算用于每个输出信道的允许的传输速率之后，它对用于输出信道的相应的表复位。然后，它将下一个到达的单元的连接标识符写入到区CI，并在相应的区CF中设置单元到达识别标志。此外，允许传输速率计算控制单元45在区AF设置MCR相加识别标志，以便如果总MCR计算控制单元47参考激活的VC表43，表示对应于参考的连接的MCR被预先相加。
当从到达单元数计数器42中接收对应于输出信道的观察期间终止通知信号时，允许传输速率计算控制单元45从激活的VC数目计数器44读出输出信道的激活的VC的数目，而且从总MCR计算控制单元47中读出总MCR值，并计算允许传输速率。
如果通过将输出信道的频带除以激活的VC的数目得到的值定义为允许传输速率Ba(n)，允许传输速率有时可能是最小单元速率MCR或者更低。由于最小单元速率MCR对于每一发送终端是保证的，因此既使允许的发送速率低于MCR，发送终端也可以以MCR发送单元。这导致了拥挤的发生。
因此，每个激活的VC的MCR相应于输出信道被加入，从输出信道的频带中减去总MCR值，按如上所述，将得到的结果除以激活的VC的数目。结果，超过MCR的速率或者变为可行的速率被得到，并且对于每个激活的VC的MCR被加到该速率，使得允许传输速率被得到。因此，MCR对于每个发送终端是得到保证的，并且同时，可以防止拥挤的发生。
图14是一个流程图，显示了由允许传输速率计算单元的第二实施例执行的允许传输速率计算方法的示意图。如该图所示，RM单元的MCR被首先抽取(步骤S21)。然后确定对应的VC是否被包含在激活的VC表中，并被参考(步骤S22)。即，抽取的RM单元的MCR和连接标识符由RM单元抽取单元46抽取，并提供到总MCR计算控制单元47。总MCR计算控制单元47基于RM单元的连接标识符参考激活的VC表43，并确定连接标识符是否包含在激活的VC表43中。如果是，则确定它是否被参考，即，MCR附加识别标志是否被设置。
如果确定连接标识符被包含在激活的VC表43中，连接的MCR被对应于输出信道加入。即，进行加法运算∑MCR＝∑MCR+MCR(步骤S23)。如果确定连接标识符未被包含在激活的VC表43中，MCR不被加入。这是由于连接不是一个激活的VC。如果确定连接标识符被包含并且被参考，则激活的VC的MCR被预先加入。因此，不必进行进一步的相加。
与上述过程同时地，在预定数目的单元到达的一定时间内的激活的VC的数目被获得(步骤S24)。即，当由到达单元数计数器42对于每个输出信道计数的到达单元的数目达到预定的数目时，一个观察期间终止通知信号被提供到允许传输速率计算控制单元45。允许传输速率计算控制单元45从激活的VC数目计数器44中只读出对应于输出信道的激活的VC的数目，以及总MCR计算控制单元47中的对应于输出信道的总MCR值。
然后，允许的传输速率Ba(n)根据Ba(n)＝MCR+[(B(n)-∑MCR)/NVC(n))]被计算出(步骤S25)，并传送到ER写入单元。注意的是，MCR是当连接建立时公布的最小单元速率，Ba(n)是输出信道的频带。利用上述的方法，可以保证用于对应于激活的VC的发送终端的MCR的允许的传输速率可被指示。
图15是一个流程图，显示了由允许传输速率计算单元的第二实施例执行的第二允许传输速率计算方法的示意图。
根据图14的流程图，在预定的数目的单元到达的期间的激活的VC的数目在步骤S24被获得。图14和图15中的方法的唯一差别是在预定观察期间获得的激活的VC的数目NVC(n)是在图15中的步骤S34获得的，对应于图14中的步骤S24。其它步骤S31-S33和S35执行与步骤S21-S23和S25中相同的操作。在步骤S34中的预定的观察时间是通过设置和使用对应于输出信道的定时器或者对相应的信道通用的定时器测量的，而不是图12中所示的到达单元数计数器42，并通知允许传输速率计算控制单元45。
图16是根据本发明的ABR控制系统的第二实施例的示意图。如该图所示，ABR控制系统包括一个共享缓冲存储器51，允许传输速率计算单元52，ER写入单元53，拥挤检测控制单元54，对应于相应的输出信道的地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n，对应于相应的输出信道的拥挤检测单元56-1到56-n。
来自发送终端的用户和RM单元通过允许传输速率计算单元52被暂时存储在共享缓冲存储器51中，并且每个单元被输出到对应于其标头的VPI/VCI的输出信道。存储在共享缓冲存储器51中的单元的地址由对应于到达的单元的VPI/VCI识别的输出信道的地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n中的任一个管理。每个拥挤检测单元56-1到56-n检测相应信道的拥挤。
地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n和共享缓冲存储器51的结构在该图中未示出。在共享缓冲存储器51中单元到达的地址被存储在地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n中的任一个之中(对应于到达的单元的VPI/VCI识别的输出信道)。在这种情况下，多个地址管理阈值TH1-THm被设置在每个地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n中。
如果在共享缓冲存储器51中的单元的地址的数目(存储在对应于一定的输出信道的地址管理FIFO缓冲存储器中)超过预定的地址管理阈值THm，则确定在该输出信道发生拥挤。然后，拥挤检测信号被提供到拥挤检测控制单元54。拥挤检测控制单元54输出有关存储在对应于输出信道的地址管理FIFO缓冲存储器的地址数目超出那个地址管理阈值的信息，到ER写入单元53作为拥挤通知信号。
允许传输速率计算单元52的操作与图7中所示的允许传输速率计算单元22的操作相似。即，它计算对应于连接的允许传输速率，并将该计算的速率输出到ER写入单元53。如果在此时没有拥挤通知信号从拥挤检测控制单元54中输出，允许传输速率被写入到所述连接中的前向和后向RM单元的显性单元速率ER区，并且该单元被发射。
图17是说明地址管理FIFO缓冲存储器55(地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-n)的示意图。
地址管理FIFO缓冲存储器55在共享缓冲存储器51中存储单元的地址，作为从共享缓冲存储器51读取单元的排队。地址管理阈值TH1-THm根据排队长度设置。地址管理FIFO缓冲存储器55通过拥挤检测单元56-1到56-n向拥挤检测控制单元54(参见图16)发送有关对应于存储的地址的数目排队长度超出那个地址管理阈值。如果排队长度超出一个特定的阈值THm，拥挤检测单元56-1到56-n向拥挤检测控制单元54发送一个拥挤检测信号。
此外，允许的传输速率B(n)相乘的减小系数α1-αm按下面的条件设置，即，对于地址管理FIFO缓冲存储器55，存储的地址的数目超出每个阈值TH1-THm。减小系数α1-αm是对应于相应的地址管理阈值TH1-THm设置的。如果存储的地址的数目超出任一个地址管理阈值TH1-THm，对应于该值的减小系数α1-αm中的任一个被输出。ER写入单元53(参见图16)将从允许传输速率计算单元52输出的允许传输速率Ba乘以通过拥挤检测控制单元54输入的任一个减小系数α1-αm(1＜α1＜α2＜...αm)，并将结果值写入到前向和后向RM单元的ER区作为允许的传输速率。利用上述的方法，写入到RM单元的ER区的允许的传输速率可被降低到可以防止拥挤发生的速率。
图16显示了在每个地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-m中相同的地址管理阈值TH1-THm被设置的情形。但是，可以根据其特性为相应的输出信道设置不同的地址管理阈值。此外，对应于相应的地址管理阈值TH1-THm的减小系数α1-αm可以被设置为不同的值。此外，地址管理阈值可以与地址管理FIFO缓冲存储器中相似的方式，为存储在共享缓冲存储器51中的单元的数目设置。
此外，相应的地址管理阈值可以为共享缓冲存储器51和地址管理FIFO缓冲存储器55-1到55-m设置。根据存储的地址的数目是否超出相应的地址管理阈值，由允许传输速率计算单元52计算的允许的传输速率可以乘以减小系数α1-αm，从而降低允许的传输速率以防止拥挤的发生。
同时，允许传输速率计算单元52可以利用设置预定数目的单元的到达所需的时间作为计算允许的传输速率的观察时间的方法，或者设置预定的时间作为观察时间的方法。此外，允许的传输速率可以在考虑最小单元速率MCR的情况下被计算出。
图18是说明ER写入单元53的示意图。
如该图所示，ER写入单元53包括一个ER写入控制单元61，ER计算单元62，ER改变参数表63。ER改变参数表63包括，例如，如图19所示的地址管理阈值TH1-THm。它也包括对应于地址管理阈值TH1-THm的减小系数α1-αm(1＞α1＞α2...αm＞0)。
当允许的传输速率从允许传输速率计算单元52被发送到ER写入控制单元61时，一个拥挤通知信号被从拥挤检测控制单元54发出，ER计算单元62从ER改变参数表63根据包括在拥挤通知信号中地址管理阈值读取相应的减小系数，并将从允许传输速率计算单元52发送的允许的传输速率乘以读出的减小系数，以便获得允许的传输速率。然后，如此获得的允许的传输速率被写入到前向和后向RM单元的ER区，并发送这些单元。
ER改变参数表63可以被设置通用于相应的输出信道。在该例中，ER改变参数表63包括对应于相应信道的表。每个表可存储不同的减小系数。相反，如上所述，对于相应的输出信道，可以设置不同的地址管理阈值TH1-THm。
根据上述实施例的每个单元中的每一种处理能力可以由一个处理器等或者通过专用硬件来实现。此外，它也可以应用于在ATM网络服务(其中ABR服务和另外的CBR(恒定位速率)服务等被混合)中执行的ABR通信。本发明的实施例并不限于上述。各种能力和元件可以被添加和改变。
图20是根据本发明的ATM交换系统的基本结构的示意图。
本发明假定一种反馈控制系统，用于执行ABR服务，它通过利用资源管理RM单元向发送终端109反馈单元交换机(其根据所附的例程信息自交换固定长度的单元)中的拥挤状态，改变来自发送终端109等的传输速率。
拥挤检测单元102(图22中的所示的拥挤检测单元303)被设置在单元交换机中的交换单元101(图21所示的交换单元201)中，并检测器内部拥挤状态。
拥挤指示信息设置单元103(内部拥挤设置单元304)也被设置在单元交换机中的交换单元101中，并根据由拥挤检测单元102检测的拥挤状态，并在该单元中设置用于指示通过交换单元101的用户数据单元的拥挤状态的拥挤指示信息。更具体地说，拥挤指示信息设置单元103在用户数据单元中的标头中的有效负荷类型区设置拥挤指示信息，作为显性前向拥挤指示位。
速率计算单元104(速率计算单元206)被用于传输速率低于单元交换机中的交换单元101的传输信道的传输速率的低速传输信道，例如去多路复用器108(去多路复用器205)。它用于计算用于指定发送终端109的传输速率的显速率(允许的传输速率Ba(n))。更具体地说，速率计算单元104，对于每个输出信道(每个用户线路)，计算激活的虚拟连接的数目(其中单元在低速传输信道发送并且其传输速率可以在发送终端109改变)，将为每个输出信道设置的传输速率除以每个输出信道的激活的虚拟连接的数目，根据除的结果计算显性速率。
速率改变单元105被设置在与所述的低速信道相同或不同的低速传输信道中，例如，在去多路复用器108到用户线路处理装置106(用户线路处理装置203)的下游方向。它目的在于检测在低速传输信道上发送的用户数据单元的拥挤指示信息的设置比，根据设置比改变由速率计算单元104计算的显速率ER，并指定改变的显速率ER到资源管理单元(RM单元)(在低速传输信道上发送并反馈到发送终端109)。更具体地说，速率改变单元105在检测的拥挤指示信息的设置比和预定的阈值，例如根据速率的增加/减小设置的多个阈值之间作出比较，根据比较结果改变由速率计算单元104计算的显速率。更具体地说，速率改变单元105，通过将由速率计算单元104计算的显速率ER除以根据比较结果确定的分子改变由速率计算单元104计算的显速率ER。在该例中，速率改变单元105检测当到达的用户数据单元(在其每个当中每个观察期间的拥挤指示信息以预定的时间间隔重复)被设置时的设置比(率)。否则，速率改变单元105检测设置比作为用户数据单元的到达间隔(在每个单元中拥挤指示信息被设置)。速率改变单元105可以根据在信息的检测之前和/或之后检测的设置比平滑检测的拥挤指示信息的设置比，在平滑的设置比和预定的阈值之间作出比较，根据比较的结果，改变速率计算单元104计算的显速率ER。该例中的平滑操作可根据，例如，下述的公式执行。
C(n)＝β·Now(n)+(1-β)·C(n-1)
C(n)：在当前的平滑操作之后的设置比。
β：加权因子(0＜β≤1)。
Now(n)：目前检测的未平滑的设置比。
C(n-1)：在前面的平滑操作之后的设置比。
注意的是，当其中拥挤指示信息被设置的用户数据单元在以预定的时间间隔重复的观察期间到达时，速率改变单元105可以改变速率计算单元104以预定的比率计算的显速率。
根据本发明，在交换单元101中，在用户数据单元中只设置了用于设置拥挤指示信息的能力；需要大量时间的用于计算显速率的能力被设置在低速传输信道中(其单元交换速度相对较低)；在低速传输信道中计算的显速率ER根据用户数据单元的拥挤指示信息的设置状态改变。这样，硬件配置的限制可以得到缓解，交换机101的拥挤状态可以适当地在资源管理单元中设置的显速率上得到反映。
在本发明的上述结构中，速率计算单元104可以在在低速传输信道中传输的资源管理单元中设置计算的显速率ER，并反馈到发送终端109；速率改变单元105可以利用速率计算单元104计算的显速率从低速传输信道中抽取资源管理单元，根据设置比改变资源管理单元中的设置的显速率，在抽取的资源管理单元中复位改变的显速率，然后再次发送资源管理单元到低速传输信道。
利用该结构，速率计算单元104可以有效地通知速率改变单元105所述的显速率。
此外，速率改变单元105根据检测的设置比可以平滑检测的拥挤指示信息的设置比，根据平滑的设置比，改变显速率ER，使得可以防止因为显速率的过度改变引起的网络中的业务不稳定。
图21是根据本发明的ABR交换系统的第一实施例的示意图。
在该系统中，用户线路处理装置203将低速线路终接到用户终端(用户的ABR终端)202被连接的线路，并执行从用户终端202流动的单元流率的UPC(使用参数控制)，计数处理等等。
多路复用器204在用户线路处理装置203终接处多路复用低速线路，并连接多路复用线路到一个高速内部输入链路。
开关单元201通过将多个自路由模块(SRM)(每个转接高速输入链路)连接到用于每个单元的几个高速输出链路来配置。交换单元201(与本发明特别有关并将在后面叙述)包括根据初始拥挤状态在用户数据单元中的标头中设置EFCI位的能力。
去多路复用器205将连接到交换单元201的输出侧的高速内部输出链路去多路复用为低速用户线路。
速率计算单元206(特别与本发明有关)被连接到去多路复用器205计算允许的传输速率Ba(n)(用于计算显速率ER的基本速率)。
速率改变单元207特别与本发明有关，并被设置在从去多路复用器205到用户线路处理装置203的后向信道中。它既根据由速率计算单元206计算的允许的传输速率Ba(n)也根据在通过该信道的用户数据单元中交换单元201设置EFCI的次数计算显速率ER，并将计算的显速率ER写入到RM单元。
为了在ATM网络中容纳使用需要反馈控制例如ABR服务的的服务的用户终端，ATM交换机本身需要在RM单元中计算/设置显速率ER的能力，以便控制用户终端，如上所述。但是，显速率ER必须要在微秒的级别被计算/设置。因此，由于硬件的限制，这种计算/设置不能在单元被迅速交换的单元(例如交换单元)中的这样窄的时间帧中作出。因此，这种能力无法实现。
因此，计算/设置显速率ER的能力被安排在图21中所示的系统中的以相对低速交换单元的去多路复用器205中。在去多路复用器205中，单元交换速率相对较低，并且其输出信道(在输出侧的信道)被限制。因此，计算/设置显速率ER的能力较容易实现。利用该结构，在去多路复用器205中发生的拥挤，利用计算/设置显速率ER的能力在某种程度得到抑制，在交换单元201发生的拥挤不能被抑制。
为了克服这个问题，在图21所示的系统的交换单元201中设置了用于根据内部拥挤状态在用户数据单元的标头中设置EFCI位的能力。此外，速率改变单元207，后面还要描述，被设置在从去多路复用器205到用户线路处理装置203的后向(向下的)信道中。速率改变单元207测量通过后向信道的用户数据单元的EFCI位的设置比，根据测量结果和由速率计算单元206计算的允许的传输速率Ba(n)计算显速率ER(将在后述)，并将该速率写入到通过后向单元的RM单元。利用该结构，在交换单元201中发生的拥挤可以得到抑制。
图22是根据本发明的交换单元201中的SRM的结构的示意图。图7和图16所示的系统也可以由该SRM配置和交换系统201实现。
共享缓冲存储器301暂时存储分别从“n”个输入信道输入的单元(内部输入链路)。
“n”个地址管理缓冲器302被设置，对应于“n”个输出信道(或内部输出信道)。如果一个或多个要被输出到每个信道的单元被存储在共享缓冲存储器301中，它们的地址被存储在地址管理缓冲器302中。存储在共享缓冲存储器301中的地址的单元(与存储在对应于输出信道的地址管理缓冲器302中的地址对应)，被按顺序地读出，并输出到输出信道。在单元被读出后，在地址管理缓冲器302中的对应的地址被删除。
拥挤检测单元303在存储在对应于输出信道的地址管理缓冲器302中的地址和预定的阈值(对于每个输出信道)之间作出比较。利用这样的操作，在每个输出信道中的拥挤被消除。这里，存储在每个地址管理缓冲器302中的地址的数目表示，单元的数目等于每个存储的地址的数目的单元，保留在用于对应于地址管理缓冲器302的共享缓冲存储器301中。因此，每个输出信道的拥挤状态可通过监测地址的数目来得到检测。拥挤检测单元303然后通知内部拥挤设置单元304拥挤的存在/不存在。
当要输出到输出信道的单元被从共享缓冲存储器301中读出时，当要被输出到输出信道(在该信道中发生拥挤)的用户数据单元被从共享缓冲存储器301中读出时，内部拥挤设置单元304，根据来自拥挤检测单元303的通知，在用户数据单元的标头中设置EFCI位。
图23是显示典型的单元的数据格式的示意图。图23中的(a)显示了作为用户线路接口的UNI(用户网络接口)的格式，图23中的(b)显示了作为办公室间中继线路的接口的NNI(网络节点接口)格式。如图23所示，单元包括一个标头和一个有效负荷。在标头中，一个通用流控制区GFC被用来控制LAN(局域网)中的单元的冲突。虚拟路径标识符VPI是用于识别单元的虚拟路径VP的地址信息，虚拟信道标识符VCI是用于识别单元的虚拟信道的地址信息。单元损失优先级CLP区用来控制单元转移的优先级。标头错误控制区HEC是用于检测/校正标头中的数据错误的错误核查码。有效负荷类型区PT特别与本发明有关，存储指示单元类型和EFCI位的信息。有效负荷类型区PT的长度为3位。在用户数据单元中，值“0”被指定给有效负荷类型区PT的第三位(最左边的位)。此外，有效负荷类型区PT的第二位(中间位)作为用户数据单元中的EFCI位。如果EFCI位的值为“0”，则表示在用户数据单元中没有发生拥挤。如果EFCI位的值为“1”，则表示在用户数据单元中发生拥挤。
当拥挤的发生已经由拥挤检测单元303通知的输出信道的用户数据单元被读出时，图22所示的内部拥挤设置单元304在用户数据单元中设置指示拥挤发生的值“1”到EFCI位。同时，3位数据“110”被指定给将要在后面描述的RM单元的有效负荷类型区PT。
在交换单元201中，存储自路由标志的顶部的几个八位被加到每个单元的开始。而且VPI和VCI的值被转换，但是，指定给有效负荷的3位数据被按原样发送。
图24为显示去多路复用器205的结构的示意图。多路复用器205的基本结构与图21中所示的配置交换单元201的SRM的结构相似。
共享缓冲存储器401暂时存储从交换单元201的输出信道输入的单元。
“m”个地址管理缓冲器402被设置，对应于“m”个用户线路(相应的“m”个用户线路处理装置203)。地址管理缓冲器402的每一个在共享缓冲存储器401中存储存储一个或多个要被输出到每个用户线路的单元的地址。存储在共享缓冲存储器401中的地址的单元(与存储在对应于每个用户线路的地址管理缓冲器402中的地址对应)，被按顺序地读出，并输出到每个用户线路。在单元被读出后，在地址管理缓冲器402中的对应的地址被删除。
拥挤检测单元403，对于每个用户线路，在存储在对应于每个用户线路的地址管理缓冲器402中的地址和预定的阈值(或多个阈值)之间作出比较。利用这样的操作，检测每个用户线路的拥挤的存在/不存在(或拥挤级别)。这里，存储在每个地址管理缓冲器402中的地址的数目表示，单元的数目等于每个存储的地址的数目的单元，保留在用于对应于地址管理缓冲器402的共享缓冲存储器401中。因此，每个用户线路的拥挤状态可通过监测地址的数目来得到检测。拥挤检测单元403然后通知每个用户线路的内部拥挤设置单元404拥挤的存在/不存在。
速率计算单元206(也参见图21)对每个用户线路的激活的虚拟连接(VC)计数，并计算允许的传输速率Ba(n)，它是通过将每个用户线路的传输速率除以每个激活的VC的数目而均等地指定给每个VC的传输速率。速率计算单元206通知ER写入单元404和速率改变单元207(参见图1)每个用户线路的允许的传输速率Ba(n)。
图25是速率计算单元206的结构的示意图。
激活的VC数观察控制单元501包括一个用于计数ABR单元(用户数据单元，其中每一个设置有识别所有的单元为ABR服务单元的信息)的计数器，其数目是预定的。通过识别附加到ABR单元的连接标识符和根据ABR单元的到达在输出侧的用户线路，它存储附加到对应于每个用户线路的激活的VC(虚拟连接)表502的ABR单元的连接标识符，并设置一个单元到达识别标志，该标志表示，对于对应于连接标识符的虚拟连接，在当前的观察期间ABR单元到达。同时，激活的VC数观察控制单元501增加激活的VC数目存储计数器503，激活的VC数目存储计数器503用于对每个用户线路的激活的VC数目计数，并对应于每个用户线路。如果ABR单元，该单元具有与单元到达识别标志被设置的单元相同的连接标识符，存储在用于每个用户线路的激活的VC(虚拟连接)表502中，在某个观察期间到达，激活的VC数观察控制单元501不增加用于每个用户线路的激活的VC数目存储计数器503。
当每个观察期间终止时，用于每个用户线路的激活的VC数目存储计数器503的值，即，用于每个用户线路的激活的VC的数目，被通知给允许速率计算单元504，同时，激活的VC(虚拟连接)表502和激活的VC数目存储计数器503的内容被清除。通过利用该图中未示出的一个定时器，观察期间可以以预定的时间间隔被重复地和按顺序地设置。
允许速率计算单元504计算允许的传输速率Ba(n)，它是均匀地指定给每个VC的传输速率，为通过将每个用户线路的传输速率除以激活的VC数目存储计数器503的值(对于每个用户线路)所得到的结果。速率计算单元206通知每个用户线路的允许的传输速率Ba(n)，到ER写入单元404和速率改变单元207-将在后面叙述(参见图21和27)。
在图24中，从速率计算单元206通知的每个用户线路的允许的传输速率Ba(n)，当每个用户线路的RM单元被从共享缓冲存储器401读出时，被指定给RM单元的ER区(在图26中后述)。否则，ER写入单元404根据每个用户线路的拥挤的存在/不存在(或拥挤等级)改变允许的传输速率Ba(n)，该速率从拥挤检测单元403通知，并指定该速率到RM单元，不指定未改变的通知的允许的传输速率Ba(n)。在该例中，去多路复用器205的拥挤状态被反映在改变的允许的传输速率Ba(n)。这样，每个用户线路(允许的传输速率Ba(n)被指定)的RM单元被转移到每个速率改变单元207，该单元被设置在从去多路复用器205指向用户线路处理装置203的后向通道中。然后，反映交换单元201的拥挤状态的显速率ER被指定到该RM单元。
图26为RM单元的数据格式。
在RM单元中，3位数据“110”被指定给标头中的有效负荷区PT(参见图23)。如果RM单元为用于在虚拟路径连接ABR服务中使用的RM单元，值“6”被指定给其标头中的VCI区。
下面，对应于ABR服务的值“1”被指定作为有效负荷的第六个8位的RM协议ID。
RM单元的第7个8位称为消息类型区，其中下述位信息被设置。
-DIR：方向指示位。
      前向＝0
      后向＝1
-BN： BECN单元指示位。如果交换单元或接收终端产生一个
      后向RM单元，该位被设置为“1”。利用这种规则，
      可以在由发送终端产生的前向RM单元和后向RM单
      元之间作出区别。
-CI： 拥挤指示位。
      CI＝1(指示拥挤)
       CI＝0(指示不拥挤)
       如果该位为“1”，发送终端的允许传输速率ACR被
       请求降低。
-NI：  不增加位。该位设置用于提高发送终端的允许单元速
       率ACR。不同于CI位，该位不要求降低允许单元速
       率ACR。通常，发送终端发送NI设置为“0”的
       RM单元。
-RA：  请求/确认位。该位未用于由ATM论坛规定的ABR
       服务中。
显速率ER被指定给RM单元的第8和第9个8位。该ER区与本发明特别有关。
由于RM单元第10到第51个8位并不与本发明特别有关，因此这里略去其详细描述。
指定给第52和53个8位的CRC-10码用于检测/校正数据错误。
图27显示了设置在从去多路复用器205指向每个用户线路处理装置203的每个后向信道中的速率改变单元207的结构。
EFCI位计算单元601，在从去多路复用器205发送到用户线路处理装置203的单元中检测EFCI位被设置为“1”的单元，增加指示每当单元被检测时的拥挤度的单元的数目Now(n)。此时，每个观察期间由定时器602设置。
指示拥挤度的单元的数目Now(n)(在每个观察期间获得)被通知给拥挤度计算单元603。拥挤度计算单元603利用指示通知的拥挤度的单元的数目Now(n)，和三个值β，C(n)，和C(n-1)，根据下述公式平滑拥挤度。
C(n)＝β·Now(n)+(1-β)·C(n-1)
其中β为一个加权因子，其范围为0＜β≤1，C(n)为指示要在当前观察期间中计算的拥挤度的参数，C(n-1)为指示在前一个观察期间中计算的拥挤度的参数。这种平滑操作防止了网络的业务因显速率ER的过度改变变得不稳定。
ER改变单元604在当前的观察期间中的拥挤度C(n)(根据上述公式计算)和预定的阈值之间作出比较。然后根据比较结果，计算一个除数值，用于从允许的传输速率Ba(n)(从上述的速率计算单元206的RM单元通知的)中计算出显速率ER。
当RM单元被从去多路复用器205转移时，ER写入单元605将指定给RM单元的允许的传输速率Ba(n)除以从ER改变单元604通知的除数值，计算显速率ER。然后将计算的显速率ER指定到RM单元的ER区，并发送到RM单元到用户线路处理装置203。
响应于在ATM交换机侧执行的这种处理，在发送侧(参见图21)的用户终端202从RM单元中抽取显速率ER，根据显速率ER重新计算允许的传输速率ACR，并以等于或低于ACR的速率进行通信。这样，可以防止在交换单元201和去多路复用器205中发生拥挤。
图28举例说明当前观察期间中的拥挤度C(n)和预定阈值之间的关系(ER改变单元604在其之间进行比较)，以及拥挤度C(n)和预定阈值之间的关系，和由ER写入单元605进行的除法处理。
在该图中，水平轴表示时间，垂直轴表示拥挤度C(n)的值。如该图所示，当时间经过关系曲线的第一半时，C(n)变大。该现象表明在交换单元201中发生拥挤。在该图所示的例子中，S(1)和S(2)被设置作为开始改变显速率ER的阈值。E(1)和E(2)被设置作为取消ER的改变的阈值。
ER改变单元604当C(n)未超过阈值(1)时，设置除数值“1”(在期间A)。在这种情况下，在交换单元201中不发生拥挤。因此，ER写入单元605指定允许的传输速率Ba(n)作为作为显速率ER。
如果C(n)超出阈值S(1)(期间B)，ER改变单元604设置除数值2。交换单元201在这种情况变为轻微拥挤。ER写入单元605设置通过将允许的传输速率Ba(n)除以值(2)得到的值作为显速率ER。
如果C(n)超出阈值S(2)(期间C)，ER改变单元604设置除数值4。交换单元201在这种情况变为严重拥挤。ER写入单元605设置通过将允许的传输速率Ba(n)除以值“4”得到的值作为显速率ER。
如果C(n)变为小于阈值E(2)(期间C→B)，ER改变单元604改变除数值“4”为“2”。另外，如果C(n)变为小于阈值E(1)(期间B→A)，ER改变单元604改变除数值“2”为“1”。
这样，交换单元201的拥挤状态被适当地反映在设置在RM单元中的显速率ER上。
在上述的实施例中，显速率ER是通过将允许的传输速率Ba(n)除以一个预定的除数值计算出来的。但是，本发明不限于该实施例。EFCI位在从去多路复用器205转移到用户线路处理器203的单元中设置为值“1”的单元的比率根据预定的规则可被检测，根据该比率改变允许的传输速率Ba(n)。
此外，不仅在每个预定的观察期间EFCI位被设置为“1”的单元的数目，而且EFCI位被设置为“1”的单元的到达间隔也可被测量，根据测量的结果执行上述的控制。
在上述的实施例中，由速率计算单元206计算的允许的传输速率Ba(n)被一次设置在网络中的RM单元中，该RM单元由速率改变单元207抽取，指定给RM单元的显速率ER被改变，改变后的ER被重新指定给RM单元。利用这种设置，显速率可被有效地从速率计算单元206通知速率改变单元207。否则，允许的传输速率Ba(n)可通过专用控制线路从速率计算单元206通知给速率改变单元207。
用于计算在速率计算单元206中执行的允许的传输速率Ba(n)的方法不限于上述方法。
图29是在图21所示的交换单元201中每个SRM中发生拥挤时显速率ER的改变的示意图。
当ER被设置为150M位/秒的单元通过交换单元201时，如果在交换单元201中的第一SRM中发生拥挤，该单元的EFCI位被设置为“1”，以便通知拥挤，如该图所示。对于该拥挤，按照上述的方法，如果ER改变单元604设置除数值，例如，为“2”，ER写入单元605指定通过将显速率ER除以2得到的值，即75M位/秒，到该单元作为新的ER。
结果，通知该单元的发送终端，对于上述单元的通信路由的允许的传输速率是75M位/秒。
如果在上述单元的通路由中的另一个SRM中发生拥挤(第二次发生拥挤)，ER按照上述相似的方法被再次设置为允许的传输速率的一半，即37.5M位/秒。如果拥挤在进一步的SRM中发生(第三次发生拥挤)，ER被设置为37.5M位/秒的一半，即18.75M位/秒。
图30为根据本发明的ATM交换系统第二结构的示意图。该图显示了为图21中所示的交换单元201中的每个SRM设置了速率改变单元的系统的结构。与图21中具有相同作用的部分用相同标号表示并略去其说明。
在ATM交换系统中的交换单元201’包括多个SRM-与图21中所示的交换单元的方式类似。图25中所示的速率改变单元被设置用于每个SRM。每个速率计算单元206，按照上述方法，根据在对应SRM中的拥挤状态，计算允许的传输速率Ba(n)。计算的允许的传输速率Ba(n)被发送到ER写入单元404(为每个SRM设置的)，以便对应于每个SRM的速率计算单元206。此外，图21中所示的速率改变单元207可被用于每个SRM。例如，在这种情况下，如图31所示，每当单元通过SRM，一个新的ER值被指定给单元的ER区。
图32显示了附加有路由标志的单元的数据格式。该数据格式除了图23或26中所示的数据格式中包括的区之外，还包括用于交换机内部路由标志的路由区，一个用于交换机内部拥挤指示位的C位，和用作其它目的的保留区。该数据格式可用于图21或图30中所示的系统中使用的单元，并且速率改变单元207可被设置在有路由标志指定的信道中的交换机之后的部分中，以便在速率改变单元207中可以执行上述的速率改变过程。
下面是通信连接数目计数方法的实施例的说明。
如上所述，在ABR服务中支持ER模式控制的控制的交换机计算ER具体方法不是标准化的目标。
本说明书涉及利用上述的实施例计算ER的具体方法的一个例子。下面的操作作为用于在上述实施例(例如参照图7-15所述的实施例)中计算显速率ER的具体方法被执行。即，其中至少有一个或多个单元在ATM交换机到达的ABR连接，被确认为是激活的，确认为是激活的连接数目“NVC”在预定的数目的单元到达的期间或在预定的观察期间被观察，通过将在ABR通信中使用的频带B均等地被NVC除得到的频带Ba被定义为显速率ER。图7，8，和12显示了用于实施该方法的系统配置。本说明书也涉及其它一些ER计算方法，它们都是在预定的观察期间观察激活的连接的数目。
上述实施例也涉及用于对激活的连接计数的具体方法。ATM交换机包括一个表存储器，用于存储激活的连接，和用于对一个观察期间中激活的连接的数目计数的计数器。该表存储器包括用于被确认为激活的连接的标识符的区，和用于设置识别标志的区。
图33示出了表存储器的结构的例子。当单元到达时，其连接标识符和识别标志位被设置，同时，计数器增加对激活的连接计数。但是应当注意，如果与到达的单元的连接标识符相同的连接标识符被包括在表存储器中，计数器不增加。
上述的表存储器的大小要具有能够存储可在ATM交换机中设置的ABR连接的最大数目的能力。如果观察期间被定义为预定的数目的激活的连接到达的期间，等同于可以设置的ABR连接的最大数目，或者在该时刻建立的ABR连接的数目的观察期间，必须被指定。假定可以设置100个连接，并且这些连接实际发送单元(即，连接是激活的)，除非100个单元到达的期间被设置为观察期间，否则它们不能被确认为是激活的。相似地，(可以设置的ABR连接的最大数目或在该时刻建立的ABR的数目)×(单元时间)，在观察期间被以预定时间间隔设置的情况下，必须被设置为观察时间。
在每个观察期间中的激活的ABR数目可以利用上述的方法确定。但是，如果可以设置的ABR连接的最大数目较大时，产生下面两个问题。下面是这些问题及其解决方法。
(1)由于延长观察期间引起的ER计算时间的延迟
如果数目等于在ATM交换机中可以设置的ABR连接的最大数目的连接(以下称为“M”个连接)正在通信，观察期间必须是“M”个单元到达的期间，以便确定所有的连接是激活的，如上所述。随着“M”的增加，观察期间变长。用于观察至少“M”个单元的观察期间也需要用于观察“M”个激活的连接，与在每个预定的观察期间观察连接的方法类似。因此，当“M”增加时，必须延长观察时间。
考虑由交换机执行的用于计算显速率ER的方法，观察期间的延长意味着ER计算时间之间的间隔变长。即，因为每当观察期间过去时进行ER计算，由于观察期间的延长，所以ER计算时间的间隔也变长。此外，也造成通知终端的延迟。结果，速率控制操作不能有效地发挥作用，并在交换机发生拥挤。为了防止ER计算的延迟，因此，需要一种在短于规定的观察期间的观察期间内计算ER的能力，即，在短于所述的观察期间的期间用于确定激活的连接的数目的能力。这种能力被用作为一种有效的方法。
(2)表存储器的容量的增加
如果可以设置的ABR连接的最大数目“M”变大，由于硬件配置或者成本的原因存储器的容量是有限的，可以设置的连接的数目被限于等于或小于“M”的数目。当在观察过程中表存储器变满时，在这种情况下更多的激活的连接不能被计数。因此，与实际的激活的连接的数目相比，被观察的连接的数目是被低估的。
由于通知到终端的显速率ER是通过将ABR频带被激活的连接的数目除得到的，在被观察的连接的数目是被低估的情况下，ER的值变得大于根据激活的连接的实际数目计算的ER的值。对于网络方，这是一个危险的值，如果该值被通知的终端以该ER发送单元，在交换机中即可发生拥挤。因此，如果表存储器变满，需要确定连接的数目的能力，以便最后计算的值对于网络方来说不是危险的。
为了克服上述的问题，本发明的实施例(后面还将叙述)采用了下述的方法。
(1)由于延长的观察期间引起的ER计算时间的延迟：
(a)不对每个预定的观察期间中的激活的连接的数目计数，在短于预定的观察期间的每个期间内，对从第一时间点(观察点)到距第一时间点一定时间的第二时间点的期间内观察的激活的连接的数目计数。利用这种操作，在短于规定的观察期间的时间间隔内可获得激活的连接的数目。
(b)在观察期间终止前，估计在观察期间的终止时间被观察的激活的连接的数目。
(c)将观察期间分成更短的期间，对于每个较短的期间，估计在每个较短的观察期间终止前观察的激活的连接的数目。
(d)确定一个用于确定估计的数目的系数，根据激活的连接的估计的数目和每个观察期间终止时激活的连接的实际的数目的比较结果，从而减小估计的数目和实际的数目。
利用上述的操作，可以在短于指定的观察期间的每个较短的观察期间得到激活的连接的数目，从而防止ER计算中的延迟。
(2)表存储器的容量的增加
(a)当在观察期间，存储在表存储器中的激活的连接的数目达到在表中可以存贮的连接的最大数目“L”(也称为最大数目)(参见图33)时，可以设置的ABR连接的最大数目“M”在观察期间终止时，被定义为在观察期间的激活的连接的数目。否则，在该时间点建立的ABR连接的数目被定义为激活的连接的内容。。
(b)当在观察期间存储在表存储器中的激活的连接的数目达到表的最大数目“L”时，在观察期间终止时的激活的连接的数目，根据到该时间点的激活的连接的数目(表的最大的数目)被估算。
下面是用于实现上述的方法的具体例子的说明(通信连接数目计数系统)。本发明基本上是用来计算ABR服务中的ER，但是除了ABR服务之外，也可应用于需要获得激活的连接的数目的通信服务。
图34是显示根据本发明通信连接数目计数系统的示意图(也称为计数系统)。在ABR服务中，在交换机中，在发生拥挤的点作出ER计算。因此，该计数系统被应用于该点。它用来对通过可能发生拥挤单元缓冲器的单元的连接的数目计数，即，激活的连接数目(以下称为通信连接数目)，并为这些连接适当地划分和指定输出信道的频带。
如图34所示，根据本发明的计数系统包括，一个ABR控制单元700，具有与图7，16，22，24，等等的共享缓冲器的功能相似的共享缓冲器710。ABR控制单元700包括，一个单元抽取单元701，用于从共享缓冲器710之前的每个单元中抽取连接标识符，一个通信连接数目计数单元702，和一个显速率ER计算单元703。图34所示的系统中，前进到多个输出信道的单元共享一个单一的缓冲器，多个ABR控制单元700被设置(但是该图中只示出了它们之中的一个)。每个控制单元700对与多个输出信道对应的通信连接的数目计数并计算ER。
当从发送终端接收单元时，单元抽取单元701输出一个指示该单元被检测的单元检测信号，到通信连接数目计数单元702，从该单元中抽取连接标识符，并输出抽取的连接标识符到通信连接数目计数单元702。通信连接数目计数单元702根据本发明的方法对通信连接的数目计数，并输出结果到显速率ER计算单元703(ER控制单元)。显速率ER计算单元703根据通信连接的计数的数目计算ER，并将结果写入到单元中。
下面描述用于克服上述的由于延长的观察期间引起的ER计算时间的延迟的问题(1)的方法。一个方法是，在短于指定的观察期间的期间，计算从第一时间点到第二时间点的期间到达的单元的通信连接的数目。其原理如下。
该方法分为两种类型：即，一种类型是观察期间被设置为预定的数目的单元到达的期间，另一种类型是观察期间被设置为固定的时间(固定单元时间)。
为了实现这些方法，在计数系统中的ABR控制单元包括多对通信连接数目计数单元702和显速率ER计算单元703，如图34所示。根据不同的观察期间的定时，每对对激活的连接计数，并计算ER。
图35为通信连接数目计数单元702的结构的示意图。
如该图所示，通信连接数目计数单元702包括到达单元数目计数器721，通信连接存储表存储器722，通信连接数目计数器723，和控制单元724。到达单元数目计数器721对到达的单元的预定的数目“Np”计数。上述的对的数目可被指定为，例如，“Np”。如果观察期间被指定为固定时间，到达单元数目计数器721被一个定时器取代用于测量观察时间。上述的对的数目也可被设置为消除观察期间之间的任何间隙的数目。通信连接存储表存储器722包括用于设置连接标识符和识别标志位的相应的区，如图33所示。
一旦观察期间开始，到达单元数目计数器721被增加，同时，根据单元的到达，连接标识符和识别标志位被设置在表存储器722中。此外，通信连接数目计数器723增加，并且通信连接数目被计数。如果到达的单元的连接标识符与在通信连接存储表存储器722中设置的相同，即，如果该连接标识符的识别位被设置，计数器723的值不增加。当到达单元数目计数器721的值达到预定的数目Np，一个观察期间终止。然后，通信连接数目计数器723的值被发送到控制单元724，而通信连接存储表存储器722和通信连接数目计数器723的值根据来自到达单元数目计数器721的终止复位信号被清除。
当接收到这些信号，控制单元724指定计数器723的值通信连接的数目NACTIVE(NA)。指定的值被通知给显速率ER计算单元703(它利用该值计算ER直到下一个NACTIVE值被通知为止)。
图36显示了上述方法的示意图，其中观察期间被指定为预定的数目(Np＝S)的单元到达的期间。这里，单元(1)到(7)的到达由时间轴上的箭头指示。对于以相应的到达时间到达的Np＝S个单元，连接数目被计数。利用在每个单元到达(DN＝1)时执行这种计数操作，通信连接的次数可以在每个单元到达时间获得。例如，当单元(5)到达时，连接数目是针对5个最近到达的单元(1)到(5)计数的。此外，当下一个单元(6)到达时，连接的数目是针对5个最近到达的单元计数的，即，单元(2)到(6)。
根据图34所示的系统，通信连接的数目是每当一个单元到达(m＝1)时确定的。但是，连接的数目也可以是在每当DN≥2个单元到达时计数的。根据图34所示的系统，假定通信连接的数目是每当有5的单元到达(m＝5)时计数的，观察期间Np＝5，与传统的用于在每个观察期间(Np＝5)观察通信连接的方法的结果相同。
图37是观察期间被指定为固定的时间间隔(TM＝S)，用于对通信连接的数目计数的方法的示意图。这里，以固定时间间隔的观察期间用单元时间来表示。假定装置的处理速度为149.76M位/秒，一个单元时间为大约2.78微秒。对于以固定时间间隔的观察，通信连接的数目的确定，不是以每个单元到达时间进行的，而是在每个单元时间中进行的(DT＝1)。假定单元时间t＝5。连接的数目是对单元(1)到(3)(在该例中在5个单元时间到达的)计数的。由于在下一个单元时间t＝6在5个单元时间最近到达的单元是(2)到(4)，在这些单元中的连接数目被计数。通过在每个单元时间重复该操作，通信连接的数目可在每个单元时间获得。此外，用于确定通信连接的数目的间隔可被设置为用于观察的D≥2的间隔。在图37中假定DT＝5。该间隔变成等于观察期间TM＝5，这造成了与传统观察方法的观察期间TM＝5相同。
下面描述不同于上述方法的用于消除ER计算时间中的延迟的方法。根据该方法，通信连接的数目是利用规定的观察期间终止前的一个估计值确定的。有几种方法用于根据一个估计值确定通信连接的数目。估计值是通过图34中所示的通信连接数目计数单元702作出的。利用后面所述的方法，只有一对通信连接数目计数单元702和显速率ER计算单元703被设置在ABR控制单元700中。
(1)假定观察期间被指定为固定的期间TM，当通信连接的数目从观察开始时间开始在时间TM过去之前达到一定的阈值“N”时，在时间TM过去之后通信连接的数目NACTIVE被估测如下：
NACTIVE＝α×N×TM/T
其中α为一个适当的系数，T为一个期间，在该期间从观察开始，有“N”个通信连接被观察到。该方法根据预定的数目的连接被计数的期间和观察期间的比，估计在观察期间终止时通信连接的数目。此外，估计的数目可以通过适当地确定系数α而被修改。
图38是利用该估计值实现的第一方法的示意图。如该图所示，通信连接的数目在时间TM过去之后，通过将N乘以TM/T，并在通信连接的数目达到“N”的时间T进一步修改系数α(在该图中α＝1)，而被计算。
(2)在从观察开始时间TM过去之前，每当通信连接的数目达到多个阈值Nis(i＝1，2，3，...，m)，在时间TM过去之后的通信连接的数目NACTIVE被估测如下：
NACTIVE＝α×Ni×TM/Ti
其中Ti是从观察开始“Ni”个通信连接被观察到的时间期间。该方法设置多个定时，在每个定时进行估测，并根据连接的数目和直到该时刻过去的时间，估测每当通信连接的数目超过一定的连接数目时在观察期间终止时的通信连接的数目。
图39是利用该估计值实现的第二方法的示意图。如该图所示，通信连接的数目在时间TM过去之后，通过将Ni乘以TM/T，并在通信连接的数目达到“Ni”的时间Ti进一步修改系数α(在该图中α＝1)，而被计算。
(3)假定固定的观察期间TM被分成“n”个期间，每个期间被定义为Tk(k＝1，2，3，...，n)，从观察开始时间经过时间T1确认的连接的数目假定为“N”，在从观察开始经过时间TM之后的通信连接数目，在时间T1被估测如下：
NACTIVE＝α×N×n
其中α为一个适当的系数。该方法通过将观察期间分成“n”个期间，并乘以直到第一个划分的期间过去为止通信连接的数目，估测在观察期间终止时激活的连接的数目。估测值可通过适当确定系数α而被修改。
图40是利用该估计值实现的第三方法的示意图。
如该图所示，通信连接的数目在时间TM过去之后，通过将N乘以n，并进一步修改系数α(在该图中α＝1)，而被计算。
(4)假定固定的观察期间TM被分成“n”个期间，每个期间被定义为Tk(k＝1，2，3，...，n)，从观察开始时间经过时间Tk确认的连接的数目假定为“Nk”，在从观察开始经过时间TM之后的通信连接数目被估测如下：
NACTIVE＝NK+(NK-NK-1)×(n-K)
该方法是将观察期间分成较短的期间，根据直到每个较短的期间过去为止计数的通信连接的数目，和在前面的期间中计数的通信连接的数目，计算连接的数目的斜率，并根据该斜率，估测通信连接的数目。
图41是利用该估计值实现的第四方法的示意图。
(5)系数α是根据(1)和(3)通过与利用估测值的通信连接的数目的计算同时地执行正常的观察(对于每个观察期间TM)，并在对每个TM的观察的值和估测的值之间作出比较，获得的。该方法允许修改适于每个观察期间的系数α，和更准确地估测连接的数目。
下面是说明用于解决上述的表存储器的容量增加的问题的方法。
图42显示了通信连接数目计数单元702的结构。
通信连接数目计数单元702包括一个到达单元数目计数器731，用于对到达单元的预定的数目“Np”计数，一个通信连接存储表存储器732，一个通信连接数目计数器733，用于对通信连接的数目计数，和一个控制单元734。这里提供的描述是观察期间被指定为预定数目的单元到达的期间。如果观察期间为固定的期间，到达单元数目计数器731又一个定时器替代，用于测量观察时间。通信连接存储表存储器732包括用于设置被确认为激活的连接的连接标识符和识别标志位的相应的区(参见图33)。在表中可以存贮的连接的最大数目由“L”表示。
当单元在观察期间开始后到达时，到达单元数目计数器731被增加，并且连接标识符和识别标志位在表中被设置。此外，通信连接数目计数器733被增加，对通信连接数目计数。但是，如果与到达的单元的连接标识符相同的连接标识符被包括在通信连接存储表存储器732时，该连接标识符的识别位已经被设置，计数器值不增加。通常的，当到达单元数目计数器731达到“Np”时，一个观察期间中止。通信连接数目计数器733的值然后被发送到控制单元734，通信连接存储表存储器732和通信连接数目计数器733的内容，根据来自到达单元数目计数器731的终止复位信号被清除。如果通信连接数目计数器733的值变成等于“L”，用于通知计数器值超过阈值的阈值检测信号被发送到控制单元734。
根据该信号的接收，控制单元734在信道中设置可以设置的最大值“M”(预先提供的并作为ER计算单元的目标)，作为通信连接的数目NACTIVE，或者设置在时刻建立的ABR连接的数目，作为NACTIVE。建立的ABR连接的数目，例如，可以由软件管理，并通过软件通知给ER计算单元。NACTIVE的设置值被通知给ER计算单元703，它根据该值计算ER直到下一个NACTIVE值被通知为止。
图42中所示的控制单元734的操作根据可以设置的ABR连接的最大数目或者建立的连接的数目，当通信连接数目计数器733的值达到阈值“L”时被设置为NACTIVE的情况，或者利用上述的方法使用估测值计算的值被设为NACTIVE的情况的不同而改变。
图43显示了可以设置的ABR连接的最大数目或者建立的连接的数目为NACTIVE的情况下，控制单元734执行的操作。
如该图所示，当接收到指示通信连接数目计数器733的值超出阈值“L”时，控制单元734确定可以设置的并由高(较高的)级别的软件管理的ABR连接的最大数目或者建立的连接的数目，为NACTIVE，并将NACTIVE的值通知ER计算单元。
图44显示了估测值作为NACTIVE的情况下，控制单元734执行的操作。如该图所示，控制单元734包括NACTIVE计算单元741，修改系数计算单元742，和一个参数存储单元743。
NACTIVE计算单元741计算和确定从观察开始的时间点到时间TM经过的时间点(或者在Np个单元到达的时间点)通信连接的数目NACTIVE。修改系数计算单元742计算每当观察期间终止时修改的系数α。参数存储单元743存储计算的NACTIVE和修改的系数α。
当指示通信连接数目计数器的值超出阈值“L”的阈值检测信号从计数器被发送时，检测该信号的NACTIVE计算单元741根据上述的估测方法(1)-(4)计算NACTIVE。计算的NACTIVE值被发送到显速率ER计算单元703，并同时存储在743中。当通信连接数目计数器的值被通知给修改系数计算单元742，作为在观察期间实际的通信连接的数目，修改系数计算单元742从参数存储单元743抽取NACTIVE的值，根据通信连接的数目确定修改系数α，即，NACTIVE的值。例如，下述公式可用于该确定方法。
     α＝NREAL/NACTIVE
其中，NREAL是从通信连接数目计数器733通知的通信连接的数目。这样确定的修改系数α被存储在参数存储单元743中，并用于NACTIVE的估测计算。
根据上述方法，通信连接的数目NACTIVE可被估测为大于通信连接的实际数目的数目。由于ER的值是通过将输出信道的频带除以通信连接的数目获得的，并允许ABR终端执行发送，根据通信连接的数目计算的ER的值(被估测为大于实际数目的值)，是一个安全的值，但是，它可能会降低网络的使用效率。为了避免这种现象，当在观察期间通信连接的数目(存储在表存储器中)达到最大值“L”时，在观察期间终止时的NACTIVE被根据上述的利用估测值的方法计算。利用这种操作，可以防止通信连接的数目的过度估测。该利用估测值的NACTIVE计算是在图42中所示的通信连接数目计数单元702的控制单元734中执行的。如果利用这种估测值得到的NACTIVE的值超过可以设置的ABR连接的最大数目“M”或者建立的ABR连接的数目，这些值被设置为NACTIVE。
图45示出了当根据本发明的方法，例如，上述的延迟时间测量方法，允许的传输速率确定方法，ATM交换方法，通信连接数目计数方法等等被存储在存贮介质中作为计算机程序时，用与执行这些程序的计算机系统。
该计算机系统包括一个主机800，显示单元840，和一个包括键盘和鼠标的输入装置。主机800包括处理器810，存储器820，和存储介质的驱动器830。处理器810根据上述的程序执行本发明的方法，同时存储器820存储这些程序和用于执行程序所需的数据。驱动器830将存储在外部存贮介质中的程序和数据装入到处理器810或存储器820。如果本发明的存储介质为外部存储介质，存储在存储介质中的程序通过驱动器83被执行。用户可以利用输入装置850输入执行程序所需的数据。
如果本发明的存储介质为外部存储介质，则可以是光盘，例如CD-ROM，磁盘，例如软盘，和磁光盘，例如MD。此外，本发明的存储介质也可以是内部存储介质，例如，ROM，RAM，等等。
根据本发明，交换机和ABR通信之间的延迟时间在执行ABR通信的ATM网络中测量，并且适当的值可被设置为用于UPC的参数。利用这种操作，从发送终端流入到网络的单元在ABR通信中可被准确地监测，从而防止了通信质量的劣化。
此外，在观察期间至少一个单元到达的连接，在使用ABR服务的ATM网络中被确认为是激活的，并且根据本发明，通过将输出信道的频带除以对应于输出信道的激活的连接的数目获得允许的传输速率。因此，更快的允许传输速率可被提供到激活的连接的数目较小的输出信道。如果激活的连接的数目变大，允许传输速率可被相应地降低，因此，可以防止拥挤并可以迅速地从拥挤中恢复。结果可以更有效地提供ABR服务。
此外，只有用于在用户数据单元中设置拥挤指示信息的能力被提供在单元交换机的交换单元中，用于计算显速率的能力(需要显著的时间)被设置在单元交换速度较低的低速传输信道中，在低速传输信道中计算的显速率根据拥挤指示信息的设置状态改变，根据本发明，改变的显速率被指定给资源管理单元。利用这种操作，避免了硬件的限制，同时，交换单元的拥挤状态可以被适当地反映在指定给资源管理单元的显速率上。
结果，例如象ABR服务的服务可以被提供在大规模的ATM交换系统中。
此外，显速率从速率计算单元通过资源管理单元被通知给速率改变单元，从而，通知速率效率。
此外，速率改变单元平滑检测的拥挤指示信息的设置比(根据该比之前和之后检测的设置比)，并根据平滑的设置比，改变显速率。从而，防止网络由于显速率的过度改变引起的不稳定。
根据本发明的通信连接数目计数方法，既使用于对通信连接的数目计数的观察期间，由于可被在交换机中用于对通信连接的数目计数的ATM交换机设置的连接的最大数目变长，通信连接的数目也可以在短于规定的观察期间中获得，从而，缩短了在ABR服务中的ER计算的延迟。此外，如果存储通信连接的存储器的容量限于等于或少于可以设置连接的最大数目，可以确定适合的通信连接的数目，从而防止了在ABR通信中ER计算的结果变成对网络的危险值。

Claims (6)

1.一种测量一个交换机的延迟时间的方法，用于根据网络状态控制单元传输间隔，该方法包括下述步骤：
检测在网络中沿一个第一方向流动的一个第一控制单元；
存储检测的第一控制单元的到达时间和连接识别信息；
当具有与存储的连接识别信息相同的连接识别信息的、沿与第一方向相反的第二方向流动的一个第二控制单元到达时，获得该第二控制单元的到达时间，
通过从第二控制单元的到达时间减去第一控制单元的到达时间，计算控制单元到达该交换机、在一个终端折回、并返回到该交换机期间所需的周转延迟时间。
2.根据权利要求1所述的延迟时间测量方法，进一步包括以下步骤：
在连接是在终端之间双向建立的情况下，测量沿一个连接一个方向的周转延迟时间N次，其中N是一个任意数；
对于沿一个不同方向的一个连接，把测量的周转延迟时间的最大值和最小值设置为在一个单元流动速率监视控制中使用的延迟参数的最大值和最小值。
3.根据权利要求1所述的延迟时间测量方法，进一步包括以下步骤：
在连接是在终端之间双向建立的情况下，一次测量沿一个连接的一个方向的周转延迟时间；
对于沿一个不同方向的一个连接，把基于一个指数分布而计算的周转延迟时间的最大和最小值设置为在一个单元流动速率监视控制中使用的延迟参数的最大和最小值，其中该指数分布的平均值为所测量的周转延迟时间。
4.一种交换机，用于根据网络状态来控制一个单元传输间隔，包括：
一个第一检测装置，用于检测在一个网络中沿一个第一方向流动的一个第一控制单元；
一个存储装置，用于存储由第一检测装置检测的该第一控制单元的到达时间和连接识别信息；
一个第二检测装置，用于检测在该网络中沿一个第二方向流动的一个第二控制单元；
一个计算装置，用于在该第二控制装置的连接识别信息与存储在所述存储装置中的该第一控制单元的连接识别信息相匹配的情况下，通过从该第二控制单元的到达时间中减去该第一控制单元的到达时间，计算一个控制单元到达该交换机、在一个终端折回、并返回到该交换机期间所需的周转延迟时间。
5.根据权利要求4所述的交换机，进一步包括：
参数控制装置，用于测量沿一个连接的一个方向的该周转延迟时间N次，且在如果连接是在终端之间双向建立的情况下，对于沿一个不同方向的一个连接，把测量的周转延迟时间的最大和最小值设置为在一个单元流动速率监视控制中使用的延迟参数的最大和最小值，其中N是一个任意整数。
6.根据权利要求4所述的交换机，进一步包括：
参数控制装置，用于测量沿一个连接的一个方向的周转延迟时间，且在连接是在终端之间双向建立的情况下，对于沿一个不同方向的一个连接，把基于一个指数分布而计算的该周转延迟时间的最大和最小值设置为在一个单元流动速率监视控制中使用的延迟参数的最大和最小值，其中该指数分布的平均值是所测量的周转延迟时间。
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