DE19824799B4

DE19824799B4 - Eine ATM-Vermittlung und ein Verfahren zur Bestimmung von Pufferschwellwerten

Info

Publication number: DE19824799B4
Application number: DE1998124799
Authority: DE
Inventors: Jae Jin Kwangmyong Shin; Kyung Geun Sungnam Lee; Dan Keun Sung; Jeong Won Heo; Sung Hyuk Siheung Byun; Ju Yong Lee; Jin Woo Yang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: JPH1141258A; KR100247022B1; JP3255883B2; KR19990000978A; DE19824799A1; US6388993B1

Abstract

ATM-Vermittlungsvorrichtung für die Steuerung einer Zelleneingabe unter Benutzung eines Rückstausignals, die enthält:
(a) einen Puffer-Pool, der eintreffende Zellen speichert;
(b) einen Puffer-Pool-Steuerungsteil, der eine Puffer-Pool-Belegungsinformation pro Eingang des Puffer-Pools speichert;
(c) einen Schwellwerfsteuerungsteil, der die Puffer-Pool-Belegungsinformation von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil empfängt und periodisch einen Schwellwert pro Eingang berechnet und ihn dann an den Puffer-Pool-Steuerungsteil sendet;
(d) einen Eingangskoppelfeldsteuerungsteil, der die am Eingangskoppelfeld eintreffenden Zellen durch Empfang eines Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert; und
(e) einen Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil, der die vom Puffer-Pool ausgegebenen Zellen durch Empfang des Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert.

Description

Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung für eine ATM-Vermittlung vom Eingangspufferungstyp unter Benutzung eines Rückstausignals bezieht sich auf eine Pufferschwellwertsteuerung, die den Schwellwert pro Eingang des Vermittlungselements steuert und dabei Zellenpufferbelegungsinformation benutzt, die in dem Puffer-Pool des Vermittlungselements gespeichert ist. Besonders zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine ATM-Vermittlung vorzusehen, die die Pufferschwellwertsteuerung enthält, um den Durchsatz von den dem Eingang zugeführten Zellen durch dynamische Veränderung des Schwellwerts zur regulären Wandlungszeit für die Zellenzeit zu verbessern, wobei der Schwellwert das Kriterium ist, entsprechend der Verteilung von den jedem Eingang zugeführten Zellen das Rückstausignal zu erzeugen, und ein Verfahren vorzusehen für die Bestimmung des Pufferschwellwerts.
Beschreibung des Stands der Technik
1 veranschaulicht eine Architektur einer N×N-ATM-Vermittlung, die ein Verfahren der Eingangspufferung benutzt. Das Vermittlungssystem enthält ein Wegelenkungstabellenelement (1), das ein Wegelenkungsetikett an eine ATM-Zelle unter Verwendung der Zielinformation anfügt, einen Eingangspuffer (2), der die zugeführten Zellen speichert, und ein Vermittlungselement (3) mit der Zellenübertragungsfunktion zwischen einem Eingang und einem Ausgang unter Benutzung des Wegelenkungsetiketts.
Das Wegelenkungstabellenelement und der Eingangspuffer werden jeweils nur einmal pro Eingang benötigt, und das Vermittlungselement kann eine Koppeleinheit oder mehrere Koppeleinheiten enthalten.
Die in das Vermittlungssystem eingegebenen Zellen werden vor allem dem Wegelenkungstabellenelement (1) übergeben und das Wegelenkungstabellenelement speichert die eingegebene Zelle in der passenden logischen Warteschlange innerhalb des Eingangs puffers (2) entsprechend der Klasse der eingegebenen Zelle. In dem Vermittlungssystem wird ein Eingangspuffer gewöhnlich in P logische Warteschlangen aufgeteilt, um die P Prioritäten zu ermöglichen. Und die Tiefe der logischen Warteschlange, die mit jeder Priorität korrespondiert, kann in dem Wegelenkungstabellenelement (1) bestimmt werden. Die wie oben ausgeführt gespeicherte Zelle wird in jeder logischen Warteschlange nach dem FIFO-Verfahren (First In First Out) entsprechend der Priorität ausgelesen und zum Wegelenkungstabellenelement (1) übertragen.
Unter Verwendung der Zielinformation der zum Wegelenkungselement (1) übertragenen Zelle wird die Zelle über das Vermittlungselement an einen Ausgang übergeben, wobei ein Etikett an die Zelle angefügt wird, so daß ein Pfad der in dem Vermittlungssystem zu vermittelnden Zelle vorbestimmt ist.
Das Verfahren der Übertragung in den P logischen Warteschlangen zu dem Wegelenkungstabellenelement (1) ist derart, daß zuerst eine nach dem anderen in den P logischen Warteschlangen geprüft wird, ob eine Zelle mit der höchsten Priorität gespeichert ist. Falls es eine zu übertragende Zelle in der gerade geprüften logischen Warteschlange gibt, wird geprüft, ob es ein mit der logischen Warteschlange korrespondierendes Rückstausignal gibt.
Das Rückstausignal wird als ein Signal angesehen, das die Eingabe in das Vermittlungselement für die spezifische Zelle nicht zuläßt. Die Erzeugung des Rückstausignals wird im folgenden detailliert beschrieben.
Falls das Rückstausignal für den geprüften Eingangspuffer (2) nicht existiert, wird die Zelle aus dem Eingabepuffer (2) gelesen und über das Wegelenkungselement (1) zum Vermittlungselement (3) übertragen. Und falls das Rückstausignal für den geprüften Eingangspuffer (2) existiert, wird die im Eingangspuffer vorliegende Zelle nicht zur Seite des Vermittlungselements (3) übertragen, und es wird geprüft, ob es eine Zelle gibt, die in der logischen Warteschlange der nächsten Priorität gespeichert wird, und ob es ein mit der logischen Warteschlange korrespondierendes Rückstausignal gibt. Wenn nämlich erkannt wird, daß es eine Zelle in der logischen Warteschlange und kein Rückstausignal gibt, dann wird die Zelle über das Vermittlungselement (3) nur dann übertragen, falls die zwei Bedingungen erfüllt sind. Bis eine eingegebene Zelle aus dem Eingangspuffer (2) gelesen wird, werden die P logischen Warteschlangen geprüft und die Zelle über den Eingang übertragen.
In 1 stellt die ausgezogene Linie zwischen dem Vermittlungselement (3) und dem Wegelenkungselement (1) die Übertragung von Datenzellen vom Eingangspuffer (2) zum Vermittlungselement (3) dar. Die Zelle wird über den Eingang des Vermittlungselements (3) zum Ausgang des Vermittlungselements übertragen. Die gestrichelte Linie stellt das Rückstausignal dar, das von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des Wegelenkungselements (1) übertragen wird.
2 veranschaulicht eine Architektur eines N×N-ATM-Vermittlungselementes. Das Vermittlungselement enthält: einen Puffer-Pool (11), der die Zellen speichert, ein Eingangskoppelfeldsteuerungsteil (13), der die Zelleneingabe steuert, einen Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil (14) und eine Puffer-Pool-Steuerung (12), die die Ein-/Ausgabevorrichtungen steuert.
Die der Vermittlung zugeführten Zellen werden über den Eingangskoppelfeldsteuerungsteil (13) in dem Puffer in dem Vermittlungselement gespeichert, und dazu liest der Eingangskoppelfeldsteuerungsteil (13) das Etikett der Zelle und überträgt es an den Puffer-Pool-Steuerungsteil (12). Immer wenn die Zelle in dem Puffer-Pool (11) gespeichert wird, empfängt die Puffer-Pool-Steuerung das Etikett der Zelle und den Speicherplatz der Zelle und aktualisiert die Information über die Anzahl der in dem Puffer-Pool (11) gespeicherten Zellen. Die in dem Puffer-Pool (11) gespeicherten Zellen werden über den Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil (14) zum gewünschten Ausgang übertragen und der Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil (14) handelt entsprechend dem Steuerungssignal des Puffer-Pool-Steuerungsteils (12). Unter Benutzung der Zelleneingangs-/-ausgangsinformation erzeugt der Puffer-Pool-Steuerungsteil (12) das Rückstausignal und überträgt es an die Vorstufe, und er steuert auch die Zellenausgabe zum Ausgang, falls das von der nachfolgenden Stufe erzeugte Rückstausignal vorliegt.
3 veranschaulicht einen Algorithmus zum Erzeugen des Rückstausignals, und die Einheit Vermittlungssystem hat eine Tabelle, die die Information enthält, wie viele Zellen für jede Prioritätsklasse pro Eingang in dem Puffer-Pool (11) gespeichert werden. In 3 zeigt der Inhalt der Tabelle die Anzahl der Zellen, die für den Eingang Nr. 7 gespeichert sind. Es sind zwei Zellen in der Prioritätsklasse 1 und zwei Zellen in der Prioritätsklasse 3 gespeichert. Unter der Annahme, daß der Schwellwert in jeder Klasse 2 ist, wird das Rückstausignal zur Vorstufe übertragen, um so zu verhindern, daß Zellen der Prioritätsklasse 1 und der Prioritätsklasse 3 zum Eingang Nr. 7 übertragen werden.
Das Rückstausignal wird über den korrespondierenden Eingang zur Wegelenkungstabelle übertragen, wenn die Anzahl der Zellen in der Klasse der spezifischen Priorität, die zum spezifischen Eingang übertragen wurden, größer als c, dem Schwellwert pro Priorität ist, und wenn die Anzahl aller in der Einheit Vermittlung gespeicherten Zellen größer als der Gesamtschwellwert ist. Z.B. für den Fall, daß c gleich 2 ist und der Gesamtschwellwert des Puffer-Pools 24 ist, und falls die Anzahl der Zellen in der spezifischen Prioritätsklasse in dem Puffer-Pool (11) der Einheit Vermittlungselement gleich oder größer 2 ist, wird das Rückstausignal übertragen, um zu verhindern, daß die Zelle der spezifischen Priorität zum korrespondierenden Eingang übertragen wird, und falls die Gesamtzahl von Zellen in dem Puffer-Pool (11) gleich oder größer 24 ist, wird das Rückstausignal an alle Eingänge übertragen.
In der konventionellen Technik wurde das Rückstausignal unter Benutzung des Schwellwerts derselben Klassen für alle Eingänge des Vermittlungselements erzeugt. Wenn die Verteilung der in jeden Eingang eingegebenen Zellen dieselbe ist, dann wird das eine gleichförmige Verkehrsumgebung genannt. In dieser Umgebung tritt kein Abfall des Durchsatzes des Vermittlungssystems in der konventionellen Technik auf, aber in tatsächlichen Umgebungen kann ein Fall eintreten, daß statt des gleichförmigen Verkehrs die Zellen an spezifischen Eingängen gehäuft eintreffen. Das wird eine nicht-gleichförmige Verkehrsumgebung oder eine Spitzenlast ("hot spot") genannt. In diesem Fall wird bei der konventionellen Technik das Rückstausignal für die Zellen trotz Vorliegen einer Zellenaufnahmekapazität in dem Puffer-Pool (11) zur Eingabeseite übertragen, wenn eine große Anzahl von Zellen an einem spezifischen Eingang eintrifft, so daß keine Zellen mehr übertragen werden können und der Durchsatz des Vermittlungssystems niedrig wird.
Wie oben festgestellt, ist die Verteilung der in einem praktischen ATM-Vermittlungssystem eintreffenden Zellen im Allgemeinen keine gleichförmige Verkehrsumgebung sondern eine Spitzenlast-Verkehrsumgebung. Bei Benutzung des konventionellen Verfahrens zur Bestimmung des Schwellwerts in solch einem ATM-Vermittlungssystem tritt das Rückstausignal der an einem spezifischen Eingang eintreffenden Zelle häufig auf, so daß der Abfall des Zellendurchsatzes im allgemeinen unabwendbar ist.

EP 0 700 187 A2 beschreibt eine ATM-Vermittlungsvorrichtung für die Steuerung einer Zelleneingabe mit Puffer-Speichern, bei denen innerhalb der Zugriffszeit einer Zelle auf eine Mehrzahl von Zellen parallel zugegriffen werden kann. Jede Zelle verfügt über einen Steuerungsteil, der die Lese- und Schreibadressen der jeweiligen Zelle innerhalb eines Speicherpools festhält. Die Vermittlungsvorrichtung verfügt außerdem über ein Eingangskoppelfeld und ein Ausgangskoppelfeld mit jeweiliger Steuerung.

EP 0 706 298 A2 beschreibt eine flexiblere ATM-Vermittlungseinrichtung, die eine optimierte Ausnutzung des Pufferspeichers anstrebt. Der Pufferspeicher wird mit Hilfe eines dynamischen Schwellwertsystems verwaltet.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, das oben festgestellte Problem zu lösen, und die Erfindung hat die Aufgabe, eine ATM-Vermittlung vorzusehen, die die Pufferschwellwertsteuerung enthält, um den Zellendurchsatz bei nicht-gleichförmigen Eingabeverkehr durch dynamische Zuweisung des Schwellwerts für jeden Eingang in regelmäßigen Zeitintervallen unter Benutzung der Speicherinformation der Zellen, die pro Eingang in der Vermittlung gespeichert sind, und unter Benutzung der Schwellwert information, die pro Eingang bestimmt wird, zu verbessern, und ein Verfahren zur dynamischen Bestimmung des Pufferschwellwerts vorzusehen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Zellendurchsatz durch dynamische Veränderung des Schwellwerts jedes Eingangs zur regelmäßigen Zellenzeit des Umwandlungszeitintervalls W unter Benutzung der Speicherinformation der in dem Puffer-Pool pro Eingang des ATM-Vermittlungssystems gespeicherten Zellen zu verbessern.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibungen und mit Bezug auf die Zeichnungen offensichtlich werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung legt eine ATM-Vermittlung offen, welche die Pufferschwellwertsteuerung enthält, um die Zelleneingabe in das Vermittlungselement unter Benutzung des Rückstausignals zu steuern, und legt ein Verfahren zur Bestimmung des Pufferschwellwerts offen.

Die ATM-Vermittlung enthält: einen Puffer-Pool, der eintreffende Zellen speichert; einen Puffer-Pool-Steuerungsteil, der die Puffer-Pool-Belegungsinformation pro Eingang des Puffer-Pools speichert; einen Schwellwertsteuerungsteil, der die Puffer-Pool-Belegungsinformation von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil empfängt und periodisch den Schwellwert pro Eingang berechnet und ihn dann an den Puffer-Pool-Steuerungsteil sendet; einen Eingangskoppelfeldsteuerungsteil, der die im Puffer-Pool eintreffenden Zellen durch Empfang des Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert; und einen Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil, der die vom Puffer-Pool ausgegebenen Zellen durch Empfang des Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert.

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, daß die ATM-Vermittlung den Durchsatz derart ver bessert, daß der Schwellwert auf der Basis eines Algorithmus zur Bestimmung der Schwellwertgröße unter Benutzung der Puffer-Pool-Belegungsinformation von der Puffer-Pool-Steuerung berechnet wird und das Rückstausignal durch Senden des berechneten Schwellwertgrößensignals an den Puffer-Pool-Steuerungsteil erzeugt wird.

Und die vorliegende Erfindung legt ein Verfahren offen für die Bestimmung der Pufferschwellwertgröße in der Pufferschwellwertsteuerung der ATM-Vermittlung, welches die Zelleneingabe unter Benutzung des Rückstausignals steuert. Das Verfahren enthält die Schritte: der Berechnung von r_i, der Puffer-Pool-Belegungsrate des i-ten Eingangs (i = 1, 2, 3, ..., N); der Ermittlung von r_th, dem Schwellwert der Puffer-Pool-Belegungsrate der Ermittlung von L_i, der Zellenbelegungszahl des i-ten Eingangs in dem Puffer-Pool; der Berechnung der Differenz t_j – L_j (k = 1, 2, 3, ..., N) zwischen t_j, dem Schwellwert des j-ten Eingangs, und L_j, der Zahl der in dem Puffer-Pool gespeicherten Zellen, wo i ≠ j (j = 1, 2, 3, ..., N) ist; der Berechnung von t_{D_order(k)}, dem Schwellwert in dem Fall, in dem t_j – L_j der k-te Wert in absteigender Reihenfolge der N Eingänge ist; der Zuweisung von b_{D_order(k)}, dem minimalen Schwellwert, um die minimale Zelleneingabe zu gewährleisten; und des Vergleichens von Δ, der minimalen Einheit der Vergrößerung oder Verkleinerung des Schwellwerts mit dem Wert von t_{D_order(k)} – b_{D_order(k)}

sNach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzuziehen, daß r_i berechnet wird durch den Ausdruck

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzuziehen, daß, falls t_{D_order(k)} – b_{D_order(k)} größer als Δ ist, t_{D_order(k)} – t_{D_order(k)} – Δ und t_i = t_i + Δ ausgeführt und die Daten der Tabelle, welche die Information D order(k) speichert, sortiert werden.

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzuziehen, daß, falls t_{D_order(k)} – b_{D_order(k)} kleiner als Δ ist, der Vergleich ausgeführt wird durch kontinuierliches Verändern des Wertes von k, um den Eingang zu finden, der die Bedingung erfüllt, oder der Vergleich wird ausgeführt, um den D_order(N)-Eingang mit dem kleinsten Wert von t_j – L_j(j ≠ i) zu finden, und dann wird der Vergleich beendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 veranschaulicht eine Architektur eines N×N-ATM-Vermittlungssystem;

2 veranschaulicht eine Architektur eines N×N-ATM-Vermittlungssystem;

3 veranschaulicht eine Detaildarstellung des Rückstauerzeugungsalgorithmus;

4 veranschaulicht eine Architektur des Vermittlungselements in der ATM-Vermittlung nach der vorliegenden Erfindung;

5 veranschaulicht ein Verfahren zur Bestimmung des Pufferschwellwerts nach der vorliegenden Erfindung;

6 veranschaulicht ein Flußdiagramm, welches das Verfahren zur Bestimmung des Pufferschwellwerts nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die Beschreibung der in den obigen Zeichnungen benutzten, wichtigen Symbole ist wie folgt:

1: Wegelenkungstabellenelement
2: Eingangspuffer
3: Vermittlungselement
11, 31: Puffer- Pool
32: Puffer-Pool-12, Steuerungsteil
13, 33: Eingangskoppelfeldsteuerungsteil
14, 34: Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil
35: Pufferschwellwertsteuerungsteil

Während die Erfindung empfänglich ist für verschiedene Modifikationen und alternative Formen, werden ihre spezifischen Ausführungsformen beispielsweise in den Zeichnungen gezeigt und hier im Detail beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die bestimmten, offengelegten Formen zu begrenzen, sondern daß die Erfindung im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die in den Geist und den Umfang der Erfindung fallen, wie sie durch die angefügten Ansprüche definiert wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
sDie vorliegende Erfindung enthält einen Pufferschwellwertsteuerungsteil, der die Schwellwerte der Eingänge zur regulären Zellenzeit des Eingangsschwellwertumwandlungszeitintervalls W unter Benutzung der Puffer-Pool-Belegungsinformation von der Puffer-Pool-Steuerung in dem Vermittlungssystem bestimmt, um den Zellendurchsatz für die Zelleneingabe in das Vermittlungssystem zu verbessern.
Mit Bezug auf 4 und 5 wird die vorliegende Erfindung wie folgt beschrieben.
Eine ATM-Vermittlung in der vorliegenden Erfindung enthält einen Puffer-Pool-Steuerungsteil (32), einen Eingangskoppelfeldsteuerungsteil (33), einen Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil (34), einen Puffer-Pool (31) und einen Pufferschwellwertsteuerungsteil (35). Der Pufferschwellwertsteuerungsteil (35) empfängt die Puffer-Pool-Belegungsinformation von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil (32) und berechnet das Puffer-Pool-Belegungsverhältnis pro Eingang, und berechnet den Schwellwert zur regulären Zellenzeit des Schwellwertumwandlungszeitintervalls W unter Benutzung der Puffer-Pool-Belegungsinformation und des Puffer-Pool-Belegungsverhältnisses und überträgt ihn an den Puffer-Pool-Steuerungsteil. Dann erzeugt der Puffer-Pool-Steuerungsteil das Steuerungssignal, um den Schwellwert für jeden Prioritätsklassenpuffer zu verändern.
Der Pufferschwellwertsteuerungsteil nach der vorliegenden Erfindung berechnet den Schwellwert pro Eingang zur regulären Zellenzeit des Schwellwertumwandlungszeitintervalls W auf der Basis des folgenden Algorithmus zur Bestimmung der Schwellwertgröße unter Benutzung der von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil (32) empfangenen Puffer-Pool-Belegungsinformation und des Puffer-Pool-Belegungsverhältnisses, das unter Benutzung der Puffer-Pool-Belegungsinformation pro Eingang und der gegenwärtigen Schwellwertinformation berechnet wurde.
Der Algorithmus zur Bestimmung des Schwellwerts berechnet das Puffer-Pool-Belegungsverhältnisses des Puffer-Pools der i-ten Prioritätsklasse unter Benutzung der Zahl der Zellenbelegung des Puffer-Pools der i-ten Prioritätsklasse, die von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil (32) übergeben wurde. Angenommen z.B., daß die Zahl der in dem Puffer-Pool der i-ten Priorität gespeicherten Zellen L_i ist und die Gesamtzahl der Zellenbelegung aller Puffer-Pools
ist, dann ergibt sich das Puffer-Pool-Belegungsverhältnis r_i aus dem folgenden Ausdruck.
5 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen dem Schwellwert pro Eingang und der Information über die Zahl der Puffer-Pool-Belegungen, um den Algorithmus für die Bestimmung der Schwellwertgröße nach der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Ein Vermittlungselement hat N Eingangsbelegungstabellen in dem Puffer-Pool-Steuerungsteil, um die Belegungsinformation von N Eingängen zu speichern. Die Eingangsbelegungstabelle für den i-ten Eingang enthält L_i, die Anzahl der über den i-ten Eingang eingegebenen Zellen von den im Puffer-Pool gespeicherten Zellen. Wenn die Zahl der Zellen in dem Puffer-Pool gleich dem Schwellwert t_i (L_i = t_i) ist, dann wird das Rückstausignal erzeugt und Zellen können über den i-ten Eingang bis zur maximalen Anzahl von ti gespeichert werden. In 5 ist L₁ gleich t₁ für den Eingang 1, und so wird das Rückstausignal zu der mit Eingang 1 verbundenen Vorstufe übertragen. Als ein Ergebnis der vorliegenden Erfindung der dynamischen Veränderung des Schwellwertes ti wird das konventionelle Problem gelöst, daß der Durchsatz sich erniedrigt, wenn die Spitzenlast wegen einer Häufung von Zellen auftritt.
Um die minimale Zelleneingabe für jeden Eingang zu gewährleisten, ist der Schwellwert auf nicht weniger als den minimalen Schwellwert b_i begrenzt. Das b_i ist ein statisch zugewiesener Wert und t_i ist eine Variable, die zur regulären Zellenzeit des Zeitintervalls W geändert werden kann, zur Bestimmung der Schwellwertgröße auf der Basis von Δ, der minimalen Einheit einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Schwellwerts.
Der Pufferschwellwertsteuerungsteil berechnet die Schwellwertgröße pro Eingang zur regulären Zellenzeit des Zeitintervalls W zur Umwandlung der Schwellwertgröße. Es kann die Spitzenlast angenommen werden, wenn das r_i, die Puffer-Pool-Belegungsrate des i-ten Eingangs, größer als r_th dem ermittelten Schwellwert der Belegungsrate, ist und die praktische Belegungszahl bereits den Schwellwert t_i erreicht hat. Um in diesem Fall den Schwellwert des i-ten Eingangs um den Betrag von Δ Zellen zu erhöhen, wird der Schwellwert des j-ten Eingangs mit der im Vergleich zur Schwellwertgröße kleinsten Anzahl von praktisch gespeicherten Zellen, d.h. der Schwellwert des Eingangs mit dem größten Wert von t_j – L_j unter den anderen Eingängen, um dem Betrag von Δ Zellen erniedrigt und der Betrag wird dem Schwellwert des i-ten Eingangs zugewiesen. D.h., um den Durchsatz der eingegebenen Zellen in dem Vermittlungssystem als Ganzes zu verbessern, wird auf diese Weise der Schwellwert des Eingangs mit einer hohen Puffer-Pool-Belegungsrate in dem Vermittlungssystem bei Vorliegen eines Zustands von Spitzenlast, da die Belegungszahl den Schwellwert erreicht hat, erhöht und der Schwellwert des Eingangs mit einer im Vergleich zu anderen Eingängen niedrigen Puffer-Pool-Belegungsrate erniedrigt.
6 zeigt ein Flußdiagramm, das den Algorithmus für die Bestimmung der Schwellwertgröße des Schwellwertsteuerungsteils in der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dem Flußdiagramm bezeichnet r_i die Puffer-Pool-Belegungsrate des i-ten Eingangs, L_i bezeichnet die Zahl der im Puffer-Pool gespeicherten Zellen des i-ten Eingangs und t_i bezeichnet den Schwellwert des i-ten Eingangs. Der Pufferschwellwertsteuerungsteil bestimmt den Schwellwert t_i (i = 1, 2, ..., N) für jeden Eingang zur regulären Zellenzeit des Umwandlungszeitintervalls W für die Schwellwertgröße unter Benutzung des Algorithmus zur Bestimmung der Schwellwertgröße, wie in 6 veranschaulicht. Zuerst wird geprüft, ob r_i, die Puffer-Pool-Belegungsrate des spezifischen i-ten Eingangs, größer als r_th der Schwellwert der Belegungsrate, ist, und ob L_i, die Zahl der im Puffer-Pool gespeicherten Zellen des i-ten Eingangs, größer als t_i, der Schwellwert des i-ten Eingangs, ist. Falls beide größer als die zwei Schwellwerte sind, wird geprüft, ob der Schwellwert t_i geändert werden kann. Andernfalls wird der Eingangsschwellwert des nächsten Eingangs, dem (i + 1)-ten Eingang, geprüft.
Um den Schwellwert des spezifischen Eingangs um den Betrag von Δ Zellen zu erhöhen, sollten zuerst die Schwellwerte der anderen Eingänge um den Betrag von Δ Zellen erniedrigt werden. Deshalb wird zu allererst geprüft, ob die Schwellwerte anderer Eingänge erniedrigt werden können. Dazu wird in absteigender Reihenfolge der Werte von t_j – L_j (j ≠ i) für die anderen N – 1 Eingänge außer dem i-ten Eingang geprüft, ob die Schwellwerte erniedrigt werden können. In 6 bezeichnet "D order(k)" den Eingang, bei dem der Wert t_j – L_j der k-te größte Wert ist. Z.B. bezeichnet "D_order(2)" den Eingang, bei dem der Wert t_j – L_j der zweitgrößte Wert (j ≠ i) von allen Eingängen ist.
Dann wird beim gegenwärtig "D_order(1)"-Eingang geprüft, ob der gegenwärtige Schwellwert (t_{D_order(1)}) größer als der minimale Schwellwert (b_{D_order(1)}) unter der Bedingung ist, daß der gegen wärtige Schwellwert (t_{D_order(1)}) um den Betrag von Δ Zellen, der Einheit für die Zuweisung des minimalen Schwellwerts, erniedrigt worden ist. Falls die Bedingung erfüllt ist, wird der Schwellwert des "D_order(1)"-Eingangs um den Betrag von Δ Zellen erniedrigt und der Schwellwert des i-ten Eingangs um den Betrag von Δ Zellen erhöht. Falls die Bedingung nicht erfüllt ist, wird die Prüfung durch kontinuierliche Veränderung von k durchgeführt, und falls ein die Bedingung erfüllender Eingang gefunden wird, oder falls bis zum "D_order(N)"-Eingang mit dem kleinsten Wert von t_j – L_j (j ≠ i) geprüft worden ist, dann wird die Durchführung des Algorithmus für die Bestimmung der Schwellwertgröße beendet. Und wenn immer der Schwellwert des Eingangs verändert wurde, verändert sich der Wert von t_j – L_j (j ≠ i). So sollte die Tabelle, welche die "D_order(k)"-Information enthält, notwendigerweise erneut sortiert werden, da der Schwellwert verändert wurde.
Wie oben festgestellt wurde, wird nach Bestimmung des Schwellwerts des i-ten Eingangs mit denselben Schritten der Schwellwert des (i + 1)-ten Eingangs bestimmt. Hier wird die Zellenzeitgröße des Zeitintervalls W für die Bestimmung der Schwellwertgröße, der minimale Schwellwert b_i und die minimale Einheit Δ für die Zuweisung des Schwellwerts und der Schwellwert r_th der Puffer-Pool-Belegungsrate des Eingangs, u.s.w. unter Beachtung der Charakteristiken des Vermittlungssystems, der Zahl der Eingänge und der geschätzten Verteilung des Eingangsverkehrs bestimmt.
Der Pufferschwellwertsteuerungsteil bestimmt den Schwellwert eines jeden Eingangs zur regulären Zellenzeit des Schwellwertumwandlungszeitintervalls W und sendet ihn an den Puffer-Pool-Steuerungsteil. Und der Puffer-Pool-Steuerungsteil erzeugt das Rückstausignal pro Eingang unter seiner Benutzung und überträgt es dann an die Vorstufe. Der Pufferschwellwertsteuerungsteil kann in den Puffer-Pool-Steuerungsteil gelegt werden oder kann getrennt von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil angelegt werden. Der Pufferschwellwertsteuerungsteil nach dieser Erfindung wird als ein Fall betrachtet, daß er getrennt von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil angelegt wird.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Pufferschwellwertsteuerungsteil zum Vermittlungssystem hinzugefügt, wobei der Pufferschwellwertsteuerungsteil den Schwellwert pro Eingang im Vermittlungssystem unter Benutzung der Puffer-Pool-Belegungsinformation pro Eingang steuert. Der Pufferschwellwertsteuerungsteil verändert dynamisch den Schwellwert für die Erzeugung des Rückstausignals unter Verwendung der im Puffer-Pool existierenden Belegungsinformation der Zellen des Eingangs und verringert dann die Häufigkeit des Auftretens der Schwellwerte. Als Ergebnis der vorliegenden Erfindung kann man einen im Vergleich zu einem Vermittlungssystem mit Benutzung des konventionellen statischen Schwellwerts höheren Durchsatz des Vermittlungssystems erhalten.

Claims

ATM-Vermittlungsvorrichtung für die Steuerung einer Zelleneingabe unter Benutzung eines Rückstausignals, die enthält: (a) einen Puffer-Pool, der eintreffende Zellen speichert; (b) einen Puffer-Pool-Steuerungsteil, der eine Puffer-Pool-Belegungsinformation pro Eingang des Puffer-Pools speichert; (c) einen Schwellwerfsteuerungsteil, der die Puffer-Pool-Belegungsinformation von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil empfängt und periodisch einen Schwellwert pro Eingang berechnet und ihn dann an den Puffer-Pool-Steuerungsteil sendet; (d) einen Eingangskoppelfeldsteuerungsteil, der die am Eingangskoppelfeld eintreffenden Zellen durch Empfang eines Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert; und (e) einen Ausgangskoppelfeldsteuerungsteil, der die vom Puffer-Pool ausgegebenen Zellen durch Empfang des Steuerungssignals von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil steuert.
ATM-Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ATM-Vermittlungsvorrichtung den Durchsatz auf die Weise verbessert, daß sie den Schwellwert berechnet auf der Basis eines Algorithmus für die Bestimmung der Schwellwertgröße unter Benutzung der von dem Puffer-Pool-Steuerungsteil übergebenen Puffer-Pool-Belegungsinformation und die Rückstausignalerzeugung durch Übergabe des Signals der berechneten Schwellwertgröße an den Puffer-Pool-Steuerungsteil in die Wege leitet.
Verfahren für die Bestimmung einer Pufferschwellwertgröße in einer ATM-Vermittlungsvorrichtung für die Steuerung einer Zelleneingabe unter Benutzung eines Rückstausignals, umfassend die folgenden Schritte: (a) Berechnung einer Puffer-Pool-Belegungsrate r_i des i-ten Eingangs (i = 1, 2, 3, ..., N); (b) Ermittlung eines Schwellwertes r_th für die Puffer-Pool-Belegungsrate; (c) Ermittlung einer Zellenbelegungszahl L_i eines i-ten Eingangs in dem Puffer-Pool; (d) Berechnung einer Differenz t_j – L_j zwischen t_j, einem Schwellwert des j-ten Eingangs, und L_j, einer Zahl der in dem Puffer-Pool gespeicherten Zellen, wobei i ≠ j (j = 1, 2, 3, ..., N) ist; (e) Berechnung von t_D _{_order(k)}, einem Schwellwert in dem Fall, in dem t_j – L_j der k-te Wert in absteigender Reihenfolge der N Eingänge ist; (f) Zuweisen eines minimalen Schwellwerts b_D _{_order(k)}, um eine minimale Zelleneingabe zu gewährleisten; und (g) Vergleichen von einer minimalen Einheit Δ der Vergrößerung oder Verkleinerung des Schwellwerts mit dem Wert von t_D _{_order(k)} – b_D _{_order(k)}
Ein Verfahren für die Bestimmung der Pufferschwellwertgröße nach Anspruch 3, wobei das r_i berechnet wird durch den Ausdruck
Ein Verfahren für die Bestimmung der Pufferschwellwertgröße nach Anspruch 3, wobei falls das t_D _{_order(k)} – b_D _{_order(k)} größer als das Δ ist, dann t_D _{_order(k)} = t_D _{_order(k)} – Δ und t_i = t_i + Δ ausgeführt und die Daten der Tabelle, welche die Information D order(k) speichert, sortiert werden.
Ein Verfahren für die Bestimmung der Pufferschwellwertgröße nach Anspruch 5, wobei falls das t_{D_order(k)} – b_{D_order(k)} kleiner als das Δ ist, der Vergleich ausgeführt wird durch kontinuierliches Verändern des Wertes von k, um den Eingang zu finden, der die Bedingung erfüllt, oder der Vergleich wird ausgeführt, um den D_order(N)-Eingang mit dem kleinsten Wert von t_j – L_j (j ≠ i) zu finden, und dann wird der Vergleich beendet.