Коммутационная система для выполнения асинхронного режима передачи и способ коммутации ячеек в ней

Коммутационная система для выполнения асинхронного режима передачи и способ коммутации ячеек в ней

Реферат

 

Изобретение относится к коммутационной системе для выполнения асинхронного режима передачи и способу коммутации ячеек в ней. Технический результат заключается в обеспечении коммутации асинхронного режима передачи при комплексном представлении данных. Система включает в себя входной буфер, входную коммутационную схему, выполняющую функцию выборки и суммирования, коммутационную схему копирования, выполняющую функцию выборки и суммирования, коммутационную схему обратной связи, принимающую отправленные обратно ячейки и сохраняющую их до следующего цикла ячеек, таблицу маршрутизации для запоминания данных для преобразования и замены данных для маршрутизации ячеек, контроллер маршрутизации и обратной связи, маршрутизирующий-управляющий входными ячейками и отправленными обратно ячейками согласно таблице маршрутизации, коммутационные схемы маршрутизации, разделитель ячеек, разделяющий ячейки, маршрутизированные-выведенные в число маршрутизирующих схем, и передающий их к коммутационным схемам маршрутизации, и объединитель ячеек, объединяющий и выводящий ячейки, разделенные и выведенные из портов вывода коммутационных схем маршрутизации. 4 з.п. ф-лы, 28 ил., 1 табл.

Данное изобретение относится к коммутационной системе для выполнения асинхронного режима передачи и способу коммутации ячеек в ней для служб комплексного представления информации. Данная заявка основывается на заявке Кореи N 56581/1995.

В комплексном представлении информации имеют место разнообразные характеристики нагрузки (скорость передачи данных, пакетность и т.п.) и отличия по качеству (задержка передачи, изменения величины задержки передачи, потеря данных и т.п.). Помимо этого, для условий комплексного представления информации требуются конфигурация двухпунктовая, радиальноузловая многопунктовая, узловая многопунктовая. В одном виде обслуживания может быть одинарное соединение и множественное. Обычные сети, такие как телефонная сеть общего пользования (ТСОП) и пакетная телефонная сеть общего пользования (ПТСОП), конструируются для соответствия только определенному обслуживанию с заданным форматом. Поэтому они не могут предлагать обслуживание с комплексным представлением информации. В связи с этим для служб комплексного представления информации требуется коммутационная система нового формата и этому должны предшествовать разработки в разных областях, составляющих эту новую схему, - от аппаратов до системы коммутации/передачи. В настоящее время Международный Союз Электросвязи (МСЭ) в целях текущей стандартизации утверждает асинхронный режим передачи (АРП) (АТМ) в качестве наиболее соответствующего метода, предлагаемого для служб с характеристиками, аналогичными службами комплексного представления информации.

В АРП предлагаются разнообразные коммутационные схемы. Во-первых, по способу разделения канала передачи информации: есть типы с разделением во времени и пространстве. С точки зрения топологии имеются следующие типы: кольцевой, шинный и решетчатый. Согласно размещению или применению используемого буфера имеются следующие типы: с входным буфером, общим буфером, рассеянным буфером и выходным буфером. Они могут сочетаться.

Структура коммутационной схемы АРП с разделением пространства в основном имеет форму решетки, такую как схема Баньяна или перемычная схема, и самомаршрутизацию, в которой ячейки в коммутационной схеме сами найдут свой пункт назначения (порты входа коммутационной схемы) в соответствии с работой аппаратуры.

Но эта структура должна иметь буфер, так как большинство этих структур предполагает внутреннее блокирование. Все виды коммутационной схемы АРП, включая типы с разделением в пространстве и времени, также должны иметь буфер на своем выходе ввиду их конфликта, возникающего в порте вывода.

Имеется два типа буфера: тип специализированного буфера, который изображен в фиг. 1, и тип совместно используемого буфера, который изображен в фиг. 2. В соответствии со способом их действия входной буфер используется в коммутационной схеме с разделением пространства. Обычно большей частью используют специализированный буфер. Преимущество этих типов рассеянного буфера заключается в их легкой эксплуатации. Но их недостаток в том, что буфер, используемый для соответствующих портов коммутационной схемы, является фиксированным и поэтому нагрузка (ячейки (блоки передаваемой информации)) не рассеивается по портам коммутационной схемы в целом. Если происходит неправильное распределение, то переполнение входными данными происходит в любом порте, как это изображено в фиг.1.

В коммутационной схеме АРП внутренний маршрут между портом ввода и портом вывода имеет структуру единого маршрута или множественных маршрутов. Как изображено в фиг. 1, между портом ввода X и портом вывода Y можно сделать коммутационные устройства маршрута вывода в (1), (2) и (3). Здесь в случае единого маршрута может происходить внутреннее блокирование, как это изображено в фиг. 3, и поэтому из-за потерь ячеек могут ухудшиться рабочие показатели. Фиг.3 изображает конфигурацию схемы Баньяна объемом 88 с единым маршрутом. В этом изображении предлагается пример передачи ячеек по маршруту передачи ячеек из порта вывода x к порту вывода y, и из порта ввода W к порту вывода Z. В этом случае ячейки конфликтуют на втором этапе коммутационных устройств, тем самым вызывая внутреннее блокирование. Коммутационная схема с единым маршрутом имеет простую внутреннюю маршрутизацию и ее легко эксплуатировать несмотря на внутреннее блокирование. В случае многомаршрутной коммутационной схемы вероятность внутреннего блокирования мала, но управление маршрутизацией для множественных маршрутов слишком сложное, чтобы его можно было бы применять с большим объемом коммутационных устройств. Причина этого заключается в том, что скорость управления коммутационной схемой для маршрутизации не доходит до скорости передачи ячейки.

В случае, когда многомаршрутная коммутационная схема с разделением в пространстве выполняется с совместно используемым буфером в качестве входного буфера, как изображено в фиг.2, переполнение входных данных, вызванное в буфере рассеянного типа, можно устранить. Фиг.4 изображает пример коммутационной схемы с общей памятью, имеющей внутреннюю восьмибитовую параллельную структуру. Коммутационная схема с общей памятью (с разделением во времени) имеет простую структуру выполнения коммутации по тому же принципу, что и коммутационное устройство обычной коммутационной системы, изображенной в фиг. 4. Но в АРП, где скорость передачи составляет сотни Мб/сек, невозможно выполнить большой объем коммутационной схемы несмотря на параллельную передачу, поскольку ее скорость передачи гораздо быстрее, чем скорость действия памяти. Согласно сегодняшней технологии полупроводниковых устройств наибольший выполняемый размер коммутационной схемы находится в пределах объема 88 в случае восьмибитовой параллельной передачи данных.

Как указано выше, обычная технология АРП предпочитает легковыполнимый режим из числа: режимов с разделением во времени/разделением в пространстве, использования буфера, единого маршрута/множественных маршрутов в разработанной или предполагаемой сейчас коммутационной схемы АРП. Но обычная коммутационная схема АРП имеет следующие трудности.

В случае с разделением во времени ее емкость ограничена коммерчески доступным временем выборки памяти. Например, в восьмибитовой параллельной схеме АРП размер изготовляемой коммутационной схемы составляет 4-8 портов.

Во-вторых, для коммутационной схемы с множественными маршрутами маршруты маршрутизации являются множественными от порта ввода к порту вывода, поэтому для каждого вызова необходим анализ, чтобы не вызвать внутреннее блокирование в коммутационной схеме. Но этот способ предполагает слишком усложненный алгоритм управления и его невозможно осуществить, так как коммутационная схема становится крупнее.

В-третьих, в случае выполнения входного буфера в виде специализированного буфера, который назначают для каждого порта ввода, в коммутационной схеме с входным буфером и разделением в пространстве вероятность переполнения буфера возрастает в соответствии с входными характеристиками нагрузки, в результате чего из-за потери ячеек ухудшается качество обслуживания. Помимо этого эффективность использования буфера настолько низкая, что стоимость буфера должна увеличиться, чтобы рабочие показатели смогли быть на уровне режима с совместно используемым буфером.

Соответственно задача данного изобретения заключается в обеспечении коммутационной системы и способа коммутации асинхронного режима передачи для службы комплексного представления данных.

Другой задачей данного изобретения является обеспечение коммутационной системы с разделением в пространстве и способа повышения скорости коммутации коммутационной системы асинхронного режима передачи с помощью совместно используемого буфера и с единым маршрутом.

Еще одна задача данного изобретения заключается в обеспечении устройства и способа устранения внутреннего блокирования в коммутационной системе асинхронного режима передачи путем выполнения схем множественной маршрутизации.

Еще одна задача данного изобретения заключается в обеспечении устройства и метода обработки комплексно представляемой информации путем выполнения схемы копирования ячейки в коммутационной системе асинхронного режима передачи.

Еще одна задача данного изобретения заключается в обеспечении коммутационной системы и способа предотвращения конфликтов порта вывода путем анализирования маршрута вывода ячеек от коммутационной системы асинхронного режима передачи и обратного их отправления.

И еще одна задача данного изобретения заключается в обеспечении единообразной структуры ячеек, коммутируемых в коммутационной системе асинхронного режима передачи.

Для выполнения задач данного изобретения предлагается коммутационная система для выполнения асинхронного режима передачи, содержащая входной буфер для запоминания входных ячеек, входную коммутационную схему, составленную имеющими заданный размер обращенными коммутационными устройствами Баньяна и имеющую порты ввода и вывода, причем порты вывода подключены между входными буферами, а входная коммутационная схема выполняет функцию выборки и суммирования, при этом число введенных ячеек суммируют в ней в направлении от портов ввода к портам вывода, а адрес входного буфера передают в направлении от порта вывода к порту ввода в соответствии с числом суммированных ячеек, кроме того, входная коммутационная схема передает и запоминает входные ячейки во входном буфере в соответствии с результатом, вычисленным из функции выборки и суммирования, а также предусмотрена коммутационная схема копирования, составленная имеющими заданный размер обращенными коммутационными устройствами Баньяна и имеющая порты ввода, соединенные с входным буфером, причем коммутационная схема копирования выполняет функцию выборки и суммирования, при этом число скопированных в ней ячеек суммируют в направлении от портов ввода к портам вывода, а индекс копирования, соответствующий числу скопированных ячеек, передают в направлении от порта вывода к порту ввода, причем коммутационная схема копирования копирует и передает ячейки, выведенные из входного буфера, согласно результату, вычисленному из функции выборки и суммирования, предусмотрена также коммутационная схема обратной связи, составленная коммутационными устройствами заданного размера и имеющая порты ввода, соединенные с коммутационной схемы копирования, причем коммутационная схема копирования принимает отправленные обратно ячейки и сохраняет их до следующего цикла ячеек, далее предусмотрены таблица маршрутизации для запоминания данных в целях преобразования и замены данных для маршрутизации ячеек и контроллер маршрутизации/обратной связи для приема ячеек, выведенных из коммутационной схемы копирования, и ячеек, отправленных обратно из коммутационной схемы обратной связи, для маршрутизации-управления входными ячейками и отправленными обратной ячейками в соответствии с таблицей маршрутизации, и для обратного отправления ячеек, бывших в конфликте в портах вывода, а также коммутационные схемы маршрутизации, в которых множество коммутационных схем, составленных перемычными коммутационными устройствами заданного размера, соединены параллельно, причем коммутационные устройства коммутируют-выводят введенные ячейки и разделитель ячейки, соединенный с портами ввода коммутационных устройств маршрутизации, причем разделитель разделяет маршрутизированные-выведенные ячейки на число маршрутизирующих схем и передает их к коммутационным схемам маршрутизации, и наконец предусмотрен объединитель ячеек, соединенный с портами вывода коммутационных схем маршрутизации, причем объединитель объединяет и выводит ячейки, разделенные и выведенные из портов вывода коммутационных схем маршрутизации.

Способ выполнения коммутационной системы для выполнения асинхронного режима передачи зависит от того, как эксплуатируют различные элементы (режимы), или от того, какие элементы используют. В данном изобретении предлагается коммутационная система с разделением в пространстве, имеющая совместно используемый входной буфер и единый маршрут. Данное изобретение выполняют с разделением в пространстве по той причине, что разделение во времени имеет фундаментальную проблему ограниченного времени выборки памяти. В случае внутреннего блокирования в коммутационной системе единого маршрута снижаются рабочие показатели. Но в данном изобретении схемы маршрутизации обеспечиваются во множестве, чтобы гарантировать 100% их рабочих показателей. Кроме этого, в данном изобретении применен совместно используемый входной буфер, чтобы все порты ввода совместно использовали этот буфер. Поэтому эффективность использования входного буфера составляет 100%, а потери ячеек снижаются даже для буферов одинаковых размеров, таких как рассеянные буферы. Соответственно данное изобретение относится к типу с буферами с разделением в пространстве решетчатого типа, и к типу со смешанным буфером ввода/вывода. Для предотвращения внутреннего блокирования и конфликтов в порте вывода данное изобретение использует буферы как для этапов ввода, так и вывода.

Данное изобретение и присущие ему преимущества будут более понятны при обращении к следующему ниже подробному описанию вместе с прилагаемыми чертежами, в которых аналогичные обозначения указывают одни и те же или аналогичные компоненты.

Фиг. 1 - структура многомаршрутной, с разделением в пространстве коммутационной системы, имеющей буферы, специализированные для ее портов ввода, Фиг. 2 - структура многомаршрутной, с разделением в пространстве коммутационной системы, имеющей буфер, совместно используемый ее портами ввода, Фиг. 3 - пример коммутационной схемы с единым маршрутом (например, схема Баньяна объемом 88), в которой обуславливается внутреннее блокирование ячеек.

Фиг.4 - пример коммутационной схемы с общей памятью.

Фиг.5 - структура коммутационной системы АРП.

Фиг.6 - конфигурация коммутационной системы АРП, выполненной в соответствии с данным изобретением по фиг. 5.

Фиг. 7А - пример, в котором входную схему фиг. 6 формируют в обращенной схеме Баньяна объемом 10241024.

Фиг. 7В - пример, в котором коммутационное устройство фиг.7А формируют в обращенной схеме Баньяна объемом 3232.

Фиг.8А - первый этап функции выборки и суммирования, в котором суммируют число ячеек, введенных из входной схемы, - на примере входной схемы объемом 88.

Фиг. 8В - второй этап функции выборки и суммирования, в котором адрес входного буфера передают из входной схемы, - на примере входной схемы объемом 88.

Фиг. 8С - этап передачи ячеек после функции выборки и суммирования во входной схеме, - на примере входной схемы объемом 88.

Фиг. 9А - процедура выполнения функции выборки и суммирования во входной схеме объемом 10241024.

Фиг. 9В - процедура выполнения функции передачи ячеек во входной схеме объемом 10241024.

Фиг. 10А - структура входного буфера фиг. 6 - на примере входной схемы объемом 88.

Фиг.10В - принципиальная структура входного буфера, изображенного в фиг. 10А.

Фиг.11А - процедура выполнения первого этапа функции выборки и суммирования, в которой число копий ячеек суммируют в схеме копирования, - на примере схемы копирования объемом 88.

Фиг.11В - процедура выполнения второго этапа функции выборки и суммирования, в котором индекс копии передают в схему копирования, - на примере схемы копирования объемом 88.

Фиг. 12 - процедура выполнения функции выборки и суммирования, в которой суммируют число копий ячеек, а индекс копирования передают в схему копирования, - на примере схемы копирования объемом 10241024.

Фиг. 13А - схема, объясняющая функцию копирования ячеек после функции выборки и суммирования в схеме копирования объемом 88.

Фиг.13В - процедура копирования ячеек на следующем этапе после процедуры фиг. 13А в схеме копирования объемом 88 для объяснения функции копирования ячеек после функции выборки и суммирования.

Фиг. 14 - процедура копирования введенных в данное время ячеек в схеме копирования объемом 10241024 для объяснения функции копирования ячеек после функции выборки и суммирования.

Фиг.15 - конфигурация схемы обратной связи объемом 10241024 по фиг.6.

Фиг.16 - конфигурация четырех параллельных схем маршрутизации по фиг. 6.

Фиг.17А - пример схем маршрутизации, выполненных в типе Баньяна.

Фиг. 17В - пример схем маршрутизации в перемычном типе в соответствии с данным изобретением.

Фиг. 18 - структура разделителя ячеек, схем маршрутизации и объединителя ячеек в соответствии с данным изобретением.

Фиг. 19 - структура таблицы маршрутизации фиг.6 и преобразования заголовков ячеек.

Фиг.20А - структура заголовка ячейки в СПС АРП.

Фиг.20В - структура заголовка ячейки в СУС АРП.

Фиг. 21 - структура заголовка ячейки, переданного в коммутационной схеме АРП в соответствии с данным изобретением.

Фиг. 22А - функция предотвращения внутреннего блокирования схем маршрутизации - на примере схемы маршрутизации 1616.

Фиг.22В - процедура предотвращения внутреннего блокирования в фиг.22А.

Фиг. 23 - функция предотвращения конфликта порта вывода в схемах маршрутизации - на примере схемы маршрутизации 10241024.

Фиг.24А - функция предотвращения конфликта порта вывода в схемах маршрутизации - на примере схемы маршрутизации 1616.

Фиг.24В - процедура предотвращения конфликта порта вывода в фиг.24А.

Фиг.25 - процедура запоминания ячеек в выходном буфере по схемам маршрутизации - на примере схемы маршрутизации 10241024.

Фиг. 26 - структура коммутационных устройств Баньяна согласно данному изобретению - на примере коммутационного устройства Баньяна объемом 3232.

Фиг. 27 - структура обращенного коммутационного устройства Баньяна по данному изобретению - на примере обращенного коммутационного устройства Баньяна объемом 3232, и Фиг. 28 - структура перемычного коммутационного устройства по данному изобретению - на примере перемычного коммутационного устройства 3232.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления Фиг.5 изображает коммутационную систему АРП.

Предпочтительное осуществление данного изобретения предполагает структуру, функцию и выполненное устройство коммутационной схемы АРП (далее: коммутационная схема АРП или коммутационная схема), используемой в коммутационной системе АРП одного из компонентов схемы АРП. В этом изобретении предполагается, что коммутационная схема имеет объем 10241024.

Коммутационная система АРП составлена в основном из сопряжения абонентской линии с магистральной линией, коммутационной схемы АРП и процессора вызова/соединения, как изображено в фиг. 5.

Сопряжение абонентской линии с магистральной линией соединяет абонентскую и магистральную линии связи и выполняет различные функции коммутации ячеек АРП в коммутационной системе АРП. В коммутационной системе АРП используют 53 байта блока передачи информации, называемого ''ячейкой", и коммутацию выполняют в блоке ячеек в коммутационной схеме АРП.

Коммутационная схема АРП выполняет коммутационную функцию и многовещательную функцию для передачи входных ячеек к их заданным пунктам назначения. Информацию назначения (маршрутный ярлык) ячеек определяет процессор выборки/соединения, когда вызов установлен, и передают к соединителю абонента с магистральной линией связи. В области ячеек, введенных в сопряжение абонентской линии с магистральной линией, информацию маршрутизации записывают для каждой ячейки на основе информации назначения. Согласно записанной информации самомаршрутизацию выполняют в коммутационной схеме АРП. Многовещательная функция является функцией, выполняемой в случае передачи ячеек к по меньшей мере двум принимающим сторонам от одной передающей стороны, для чего требуется процесс копирования необходимого количества ячеек.

Функция процессора выборки/соединения предполагает управление (сигнализацию. . .) вызовом/соединением, управление маршрутизацией, эксплуатацию/сопровождение (ЭС) и управление ресурсами. Часть управления/сопровождения выполняет общее управление работой в коммутационной системе, такой как установка/отбой вызова по внутренней связи между процессорами более низкого уровня, находящимися в сопряжении абонентской линии с магистральной линией, функции АРП и общее сопровождение системы.

Как изображено на фиг. 6, коммутационная схема АРП коммутационной системы АРП по данному изобретению имеет входную схему, схему копирования, схему обратной связи, схему маршрутизации, периферийную логику для выполнения их функций, входной буфер, имеющий память, и коммутационное устройство с разделением в пространстве.

Коммутационная схема АРП представлена на примере с объемом 10241024 и выполнением ее функций. Соответствующие субсхемы, образующие такие коммутационные схемы, как входные схемы, схемы копирования, схемы обратной связи и маршрутизации, составлены коммутационными устройствами объемом 3232. Для входной схемы и схемы обратной связи используют обращенную схему Баньяна. Для схемы копирования используют схему Баньяна. Для схемы маршрутизации можно использовать разнообразные коммутационные схемы, но здесь для легкости выполнения и обеспечения хороших рабочих показателей используют перемычную схему, в которой внутреннее блокирование не возникает.

Структура коммутационной схемы АРП по данному изобретению разделена на входную схему 12, схему копирования 32, схему обратной связи 52 и схему маршрутизации 63. Каждую из схем выполняют коммутационными устройствами объемом 3232 на двух этапах. Здесь коммутационные устройства входной схемы 12 и схемы обратной связи 52 используют обращенную схему Баньяна, коммутационное устройство схемы копирования 52 использует схему Баньяна, и коммутационное устройство схемы маршрутизации 63 использует перемычную схему. В случае выполнения коммутационной схемы АРП согласно фиг. 6 с объемом 10241024 схема Баньяна и обращенная схема Баньяна сохраняют свои свойства даже несмотря на то, что коммутационные устройства объемом 3232 состоят из двух этапов. Но перемычная схема не может сохранять внутреннее неблокирование. В этом случае блокирование можно вызвать внутри схемы маршрутизации 63, и ее рабочие показатели снижаются. Для устранения этого недостатка используют множество схем маршрутизации, например в данном изобретении четыре 63a-63d В фиг. 6 синхронизаторы ячеек 11, 31, 51 и 62, расположенные спереди схем 12, 32, 52 и 63, используют потому, что синхронизация нужна на уровне бита и ячейки. Синхронизация необходима по той причине, что входная скорость ячеек, введенных в соответствующие схемы, равна 160 Мб/сек и схемы могут помещаться в физически разных местоположениях.

На фиг. 6 синхронизаторы ячеек 11, 31, 51 и 62 расположены на входном этапе коммутационного устройства 3232 соответствующих схем 12, 32, 52 и 63. Синхронизаторы ячеек выполняют синхронизацию битов со скоростью и синхронизацию ячеек со скоростью 160 Мб/сек.

Входная схема 12 использует обращенную схему Баньяна 10241024 и она состоит из 64 коммутационных устройств (обращенных схем Баньяна объемом 3232). Входную схему 12 подключают между синхронизатором ячеек 11 и входным буфером 20, и она выполняет функции выборки и суммирования входных ячеек и функцию запоминания входных ячеек во входном буфере 20.

Входной буфер (входная очередь) 20 запоминает входные ячейки, выведенные из входной схемы 12. Размер входного буфера 20 определяется размером порта ввода и входными ячейками (1024 х ячеек = ххх ячеек) Схема копирования 32 использует схему Баньяна 10241024 и она состоит из 64 коммутационных устройств (схемы Баньяна объемом 3232). Схему копирования 32 подключают между синхронизатором ячеек 31 и контроллером маршрутизации/обратной связи 41, и она выполняет функцию выборки и суммирования ячеек и функцию копирования ячеек.

Схема обратной связи 52 использует обращенную схему Баньяна 10241024, и состоит из 64 коммутационных устройств (обращенные схемы Баньяна 3232). Схема обратной связи 52 подключена между синхронизатором ячеек 51 и контроллером маршрутизации/обратной связи 41, и выполняет вызов и суммирование отправленных обратно ячеек и функцию копирования ячеек.

Таблица маршрутизации 42 запоминает информацию маршрутизации (ИПМ/ИПК, ярлык маршрутизации) ячеек в коммутационном устройстве АРП. Контроллер 41 маршрутизации/обратной связи принимает ячейки из схемы копирования 32 и схемы обратной связи 52, и управляет маршрутизацией входных ячеек в соответствии с информацией маршрутизации таблицы маршрутизации 42. Управление маршрутизацией контроллера 41 маршрутизации/обратной связи выполняет функцию обеспечения информации маршрутизации (ИПМ/ИПК) и ярлыка самомаршрутизации для заголовка входной ячейки. Управление обратной связью выполняет внутреннее блокирование коммутационной схемы АРП и конфликта порта вывода.

Разделитель ячеек 51 выполняет функцию разделения ячеек, выведенных из схемы копирования 32 и схемы обратной связи 52. В данном изобретении разделитель ячеек 51 разделяет и передает входные ячейки к схемам множественной маршрутизации в целях предотвращения внутреннего блокирования коммутационной схемы АРП и конфликта порта вывода. Предполагается, что в данном изобретении используют четыре схемы маршрутизации 63а-63d. Схемы маршрутизации состоят из перемычных схем 10241024 и 64 коммутационных устройств (переменные схемы 3232). Схемы маршрутизации выполняют самомаршрутизацию. Объединитель ячеек 64 запоминает ячейки, выведенные из схем маршрутизации 6За-63d в выходном буфере портов, и выводит их.

Структура и функция соответствующих схем будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 6.

Входная схема 12 выполняет функцию выборки и суммирования, в которой входным буфером 20 для запоминания ячеек, введенных из портов ввода, управляют в целях совместного использования портами ввода. В соответствии с функцией выборки и суммирования все входные ячейки портов ввода принимают адрес входного буфера 20, в котором они должны быть запомнены, и запоминаются во входном буфере 20 в соответствии с адресом после входной схемы 12. Входной буфер 20 является совместно используемым буфером, а не специализированным буфером, поэтому он обладает хорошей эффективностью использования и очень эффективен при пакетной нагрузке. Ячейки, запомненные во входном буфере 20, передают в схему копирования 32 в последовательности их запоминания. Имеет место ограничение числа ячеек, передаваемых в схему копирования 32 от входного буфера 20 во время коммутации. Это происходит, когда число ячеек, скопированных в предыдущем цикле ячеек, превышает емкость схемы копирования 32, или когда обратно отправленные ячейки присутствуют в схеме обратной связи 52.

Схему копирования 32 используют для службы вещательных передач или множественного вещания. Схема копирования 32 выполняет функцию копирования необходимого числа ячеек, если ячейки, принятые из входного буфера 20, являются ячейками вещательной передачи или множественного вещания. Здесь число копий ячеек указывается в заголовке ячейки в виде минимума, максимума. Алгоритм копирования ячеек в режиме разделения ячеек используют в схеме копирования 32 сообразно с этим значением. Минимум и максимум вычисляют по результату выборки и суммирования и числу копий, нужных для соответствующих ячеек в схеме копирования 32. Если сумма числа копированных ячеек превышает емкость схемы копирования 32, то превышающие ячейки выбирают и суммируют и вводят обратно в схему копирования 32 в следующем цикле ячеек, и пока их не считывают из входного буфера 20.

Схему обратной связи 52 используют для обратного отправления ячеек, которые должны пройти схемы маршрутизации 63 в том же цикле ячеек, кроме ячеек, не вызывающих внутреннее блокирование или конфликт порта вывода при прохождении по схемам маршрутизации 63. Отправленные обратно ячейки обратной связи подвергаются процедуре прохождения по схемам маршрутизации 63 вместе с ячейками, принятыми по схеме копирования 32, в следующем цикле ячеек. Контроллер маршрутизации/обратной связи 41 управляет приданием приоритета обратно отправленным ячейкам. Схема обратной связи 52 использует буфер одной ячейки на один порт на входном этапе схемы обратной связи, чтобы задержать обратно отправленные ячейки на один цикл ячейки.

Контроллер 41 маршрутизации/обратной связи состоит из контроллера маршрутизации и контроллера обратной связи. Контроллер маршрутизации контроллера 41 маршрутизации/обратной связи выполняет функцию придания ярлыка маршрутизации ячейками, проходящих по схемам маршрутизации 63, и такую функцию маршрутизации ячеек, как преобразование заголовка ячейки. Ярлык маршрутизации используют в самомаршрутизации, в которой ячейки при помощи аппаратуры осуществляют поиск предназначенного им порта вывода по схемам маршрутизации 63. Преобразование заголовка ячеек является функцией преобразования заголовка входных ячеек, в результате чего информацию о заголовках ячеек, выведенную из ее собственного узла, используют в маршрутизации следующего узла. Относящиеся к маршрутизации значения, такие как ярлык маршрутизации и информация преобразования заголовков ячеек, обновляют контроллером вызова/соединения фиг. 5, когда установлен вызов/соединение, и запоминают в таблице маршрутизации 42 до тех пор, пока соответствующий вызов/соединение не будет разъединен.

Контроллер обратной связи контроллера маршрутизации/обратной связи 41 выполняет функцию предотвращения потери ячеек из-за внутреннего блокирования или конфликта порта вывода в схемах маршрутизации 63. Функцию управления обратной связью выполняют для каждого цикла ячеек, и ячейки, которые не смогли пройти по схемам маршрутизации 63, отправляют в схему обратной связи 52. Число ячеек, проходящих по схемам маршрутизации 63, для всех портов вычисляют для каждого цикла ячеек. Это значение указывает число ячеек, переданных без внутреннего блокирования или конфликта портов ввода в схемах маршрутизации 63a-63d. Здесь внутреннее блокирование означает, что конфликт происходит по внутреннему маршруту даже когда ячейки, введенные в схему, требуют разные порты вывода. Конфликт порта вывода означает, что входные ячейки конфликтуют в порте вывода даже когда их передают без внутреннего блокирования, если для входных ячеек требуется один и тот же порт вывода.

Разделитель ячеек 61 распределяет ячейки по схемам маршрутизации 63a-63d в целях предотвращения внутреннего блокирования и конфликта порта вывода в схемах маршрутизации 63, когда проходящие по схемам маршрутизации ячейки 63 вводят в соответствии с управлением обратной связью.

В схемах маршрутизации 63 выполняют фактическую коммутацию ячеек. Входные ячейки из сети копирования 32 и сети обратной связи 52 самомаршрутизируются аппаратурой и передаются к нужному порту вывода по схемам маршрутизации 63. Здесь схему маршрутизации 10241024 используют в таком виде, в каком перемычные схемы 3232 формируют в два этапа как коммутационные устройства. Эта схема маршрутизации не является неблокирующей сетью и поэтому может снижать рабочие показатели по причине внутреннего блокирования в коммутационной схеме. Поэтому в данном изобретении для увеличения входного/выходного маршрута коммутационной схемы АРП и для осуществления управления обратной связью до ввода ячеек в схемы маршрутизации в целях устранения внутреннего блокирования формируют четыре параллельных схемы маршрутизации 63a-63d. Благодаря этому предотвращается ухудшение работы коммутационной схемы. Несмотря на то, что внутреннее блокирование устраняют из схем маршрутизации 63, рабочие показатели коммутационной схемы АРП ограничиваются 58% из-за конфликта порта вывода. Соответственно рабочие показатели коммутации приближаются к 100%, если схемы маршрутизации 63 сформированы параллельно и во множестве и имеют управление обратной связью, а коммутационная схема АРП устраняет внутреннее блокирование и применяет управление конфликтом порта вывода. Формирование схем маршрутизации 63а-63d объемом 10241024 с коммутационными устройствами 3232 увеличивает количество аппаратуры и имеет множественные маршруты между портами ввода и портами вывода схемы. Поэтому при маршрутизации ячеек управлять 1024 портами трудно.

Объединитель ячеек 64 запоминает ячейки, выведенные из схем маршрутизации 63-63d в выходном буфере и выводит их на заданной скорости. Используемый выходной буфер имеет очень низкую производительность по сравнению с входным буфером, поскольку этот буфер в противоположность входному буферу является специализированным для соответствующих портов вывода.

Ниже следует подробное описание функций входной схемы 12, схемы копирования 32, схемы 52 обратной связи и схемы маршрутизации 63. В данном изобретении предполагается, что объем коммутационной схемы АРП - 10241024. Поэтому общие функции коммутационной схемы АРП, такие как функция выборки и суммирования, копирования ячеек и маршрутизация, должны выполняться для всей схемы 10241024, а не для схем коммутационного устройства. Коммутационная схема АРП по данному изобретению выполнена входной сетью 12, сетью копирования 32, сетью обратной связи 52 и сетью маршрутизации 63. Чтобы быть выведенными окончательно, входные ячейки должн