DE69933302T2 - Vorrichtung zur atm-verbindungszulassungssteuerung von dbr-verbindungen - Google Patents

Vorrichtung zur atm-verbindungszulassungssteuerung von dbr-verbindungen Download PDF

Info

Publication number
DE69933302T2
DE69933302T2 DE69933302T DE69933302T DE69933302T2 DE 69933302 T2 DE69933302 T2 DE 69933302T2 DE 69933302 T DE69933302 T DE 69933302T DE 69933302 T DE69933302 T DE 69933302T DE 69933302 T2 DE69933302 T2 DE 69933302T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
value
atm
sub
connection
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69933302T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69933302D1 (de
Inventor
Hendrik Pieter VENEMANS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke KPN NV
Original Assignee
Koninklijke KPN NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke KPN NV filed Critical Koninklijke KPN NV
Publication of DE69933302D1 publication Critical patent/DE69933302D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69933302T2 publication Critical patent/DE69933302T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L12/5602Bandwidth control in ATM Networks, e.g. leaky bucket
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/30Peripheral units, e.g. input or output ports
    • H04L49/3081ATM peripheral units, e.g. policing, insertion or extraction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/0428Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
    • H04Q11/0478Provisions for broadband connections
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5629Admission control
    • H04L2012/5631Resource management and allocation
    • H04L2012/5632Bandwidth allocation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • H04L2012/5646Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
    • H04L2012/5649Cell delay or jitter
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5678Traffic aspects, e.g. arbitration, load balancing, smoothing, buffer management
    • H04L2012/5681Buffer or queue management

Description

  • Technischer Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindungszulassungssteuerung (CAC für Connection Admission Control) für einen ATM-Switch, vorgesehen zur Zulassung an den ATM-Switch eines zusätzlichen Verkehrsstromes, über eine zusätzliche ATM-Verbindung des DBR-Types, dergestalt, dass die „Dienstequalität" von allen DBR-Verbindungen in dem besagten Switch weiterhin gewisse Bedingungen erfüllt, wobei ein einzelner Puffer mit der Kapazität B verfügbar ist für den zusammengesetzten Verkehrsstrom aller DBR-Verbindungen an einem Ausgangsport mit der Kapazität C, während als eine Grenzbedingung die gesamte mittlere Last des Ausgangsports sich nicht auf mehr als ρ × C beläuft, wobei ρ eine Konstante mit einem Wert zwischen 0 und 1 ist.
  • Allgemein
  • Der Asynchrone Transfer Modus (kurz ATM) ist eine Netzwerktechnik, die es gestattet, dass Verbindungen in einer gleichförmigen Weise mit variierenden Charakteristiken hergestellt werden. Der Transport der Daten findet statt durch das Mittel von gleichförmigen Zellen mit einer Länge von 53 Byte. Mit der Hilfe von ATM können Verbindungen mit variierenden Netzwerkgarantien hergestellt werden in bezug auf Zellenverlust, Zellenlaufzeit oder Zellenverzögerung, Zellenlaufzeitschwankungen oder Zellenverzögerungsveränderung und Durchsatzleistung durch Auswahl einer Dienstequalitätsklasse (QoS-Klasse für „Quality of Service"-Klasse) [I.356] und einer „ATM Transfer Fähigkeit" (ATC für ATM Transfer Capability) [I.371].
  • Das Garantieren der Werte der QoS-Parameter im Vorfeld ist eine Charakteristik, auf die in ATM-Netzwerken fokussiert wird. Um gewissen (wahrscheinlich sehr strengen) Erfordernissen im Vorfeld in bezug auf Dienstequalität Genüge zu tun, umfassend die Zellenverlustwahrscheinlichkeit, muss eine Entscheidung für jede angeforderte Verbindung gemacht werden, ob diese an einem ATM-Switch zugelassen werden kann oder nicht. Verbindungen werden nur zugelassen, falls die Dienstequalität der Verbindungen, die den ATM-Switch nutzen, nicht die vorab gesetzten Grenzen überschreiten. Die Gesamtheit der Verfahren, die die Zulassung oder die Nicht-Zulassung einer angeforderten ATM-Verbindung bestimmen, wird ein Verbindungszulassungssteuer-Algorithmus oder kurz CAC-Algorithmus (CAC für Connection Admission Control) genannt, eine Vorrichtung, die einen CAC-Algorithmus ausführt, wird eine CAC-Vorrichtung genannt.
  • Switch ist der in der ATM-Technik gebräuchliche Ausdruck für eine sonst Vermittlungsstelle genannte Einheit.
  • Die besagte „ATM Transfer Fähigkeit" (ATC für ATM Transfer Capability) beschreibt die Parameter, durch die eine ATM-Verbindung charakterisiert ist. Die hier genannte ATC bezieht sich auf die „deterministische Bit-Rate" (in kurz DBR), welche nach der Richtlinie [I.371] etabliert worden ist. In diesem Fall wird eine ATM-Verbindung durch zwei Parameter charakterisiert: die Spizenzellenrate (PCR für „Peak Cell Rate") und die Zellen-Laufzeit-Veränderungs-Toleranz (CDVT für „Cell Delay Variation Tolerance"). Die PCR stellt die maximale Geschwindigkeit dar, mit der eine Verbindung Zellen übertragen kann; die CDVT ist ein Mass für die Toleranz in der PCR. Die Einheit CDVT bezeichnet den Grad, in dem die tatsächliche Geschwindigkeit das PCR während (in der Regel sehr kurzen) Zeitperioden übertreffen kann. Um die Dienst-Qualität von allen Verbindungen zu gewährleisten, überwacht eine Benutzungs-Paramter-Steuerungs-Vorrichtung (Usage Parameter Control = UPC), ob jede der Verbindungen tatsächlich ihre Charakteristika während der Betriebsdauer einer Verbindung erfüllt. Falls dies nicht der Fall ist, dann kann die UPC-Vorrichtung Zellen aus der in Beziehung stehenden Verbindung aus dem Verkehrsstrom entfernen.
  • Die Erfindung betrifft, wie oben genannt, eine Vorrichtung, die eingesetzt werden kann für den CAC eines ATM-Switchs und tatsächlich insbesondere für Verbindungen, welche die Spezifikationen der „deterministischen Bit-Raten" Transfer-Fähigkeit erfüllen.
  • Stand der Technik
  • Eine einfache aber nicht genaue Methode zur Ausführung des CAC für Verbindungen, die durch Werte für PCR und CDVT charakterisiert sind, liegt in dem ausser Betracht lassen des letzten Parameters in vollständiger Weise. Das Verfahren beschränkt sich dann darauf, festzustellen, ob ausreichende Kapazität verfügbar ist für die Summe der Spizenzellenraten der Verbindungen an dem entsprechenden Ausgangs-Port. In diesem Falle werden zwei Dinge nicht beachtet:
    • – Die Tatsache, dass die Verkehrsströme der verschiedenen Verbindungen aus diskreten Zellen bestehen, anstelle von kontinuierlichen Strömen. Im Ergebnis können verschiedene Zellen aus einem spezifischen Ausgangs-Port zu (ungefähr) derselben Zeit weitergeleitet werden, wenn verschiedene Verkehrsströme gemischt sind. Um einen Zellenverlust in solchen Situationen zu vermeiden, ist es üblich, einen Ausgangs-Puffer zu verwenden. Das besagte einfache Verfahren für die CAC zieht jedoch die Konsequenzen eines solchen Puffers nicht in Betracht, wie den Zellenverlust als Ergebnis einer endlichen Puffer-Kapazität und Verzögerung.
    • – Die Tatsache, dass die Verkehrsströme der verschiedenen Verbindungen Fluktuationen aufzeigen können, in welchem Fall die momentane Zell-Rate in temporärer Weise die nominale Spitzen-Zellen-Rate überschreiten kann. Solche Fluktuationen sind möglich, falls die Zellen-Laufzeit-Veränderungs-Toleranz (CDVT) der Verbindungen grösser als Null ist. Trotz solcher Fluktuationen ist es möglich, dass, wenn ein Ausgangs-Puffer eingesetzt wird, die erforderliche Menge an Puffer-Kapazität in der Realität grösser als für „ideale" DBR-Verbindungen ist (mit CDVT = 0). Dies kann zu unvorhergesehenen Zellenverlusten und/oder Extra-Laufzeit-Verzögerungen führen.
  • Die Literatur beschreibt eine Anzahl von Verfahren, mit denen die obengenannten zwei Probleme erkannt werden und sowohl der diskrete Charakter der ATM-Verkehrsströme als auch die Tatsache, dass die momentane Zellen-Rate einer Verbindung in temporärer Weise ihre PCR übersteigen kann, werden in Betracht gezogen. In der Empfehlung [E.736] wird beschrieben, dass dieses Problem gelöst werden kann, durch entweder des „Formens" aller Verkehrsströme (d.h., das Verzögern der Zellen in solch einer Art und Weise, dass die Zellen der sich ergebenden Verkehrsströme eine durchschnittliche Ankunftszeit von genau 1/PCR haben). Der sich ergebende Verkehrsstrom kann dann charakterisiert werden durch ein CDVT, welches gleich zu Null ist.
  • In der zuvor genannten Druckschrift wird der Begriff „maximale Burst-Rate" für eine Verbindung eingefügt, die durch Werte für PCR und CDVT charakterisiert ist. Die besagte maximale Burst-Rate ist die erforderliche Puffer-Kapazität, die zu dem bezogenen Verkehrsstrom führt, in einer idealen Situation und ohne Zellen-Verlust, über einen imaginären Puffer (ohne das Mischen von anderen Verkehrsströmen), unter Annahme, dass der besagte imaginäre Puffer eine konstante Ausgangsgeschwindigkeit von gleich zu PCR hat.
  • In [Gravey97] wird auch eine Lösung mit „Formen" vorgeschlagen, obwohl solche Verbindungen dergestalt ausgeformt werden, dass ihre maximale Burst-Rate begrenzt und klein bleibt (kleiner oder gleich zu 2).
  • Ein Nachteil dieser Verfahren liegt darin, dass „Formen" nicht möglich ist bei allen ATM-Switches und dass das Einführen von Extra-Formern in dem Netzwerk ungewünscht sein kann. Aus diesen Gründen beschreibt [E.736] auch ein Verfahren für den Fall, dass die Verbindungen eine bekannte maximale Burst-Rate, bMAX, haben. Die besagten Verbindungen werden dann durch einen BMAX Batch-Poisson-Prozess angenähert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass (1) der Poisson-Prozess eine Überschätzung des Verkehrs ist, was zu weniger Verbindungen führt, die zugelassen werden können, als es tatsächlich möglich ist auf der Basis der erforderlichen QoS Garantien, und dass (2) die Annahme einer unzweideutig bestimmten bMAX für alle Verbindungen in nicht notwendiger Weise in der Praxis ineffizient sein kann. In der Praxis könnte der Wert für bMAX nämlich sehr hoch sein. In [Gravey97] ist dargestellt gezeigt, dass sich die maximal zulässige Last des ATM-Netzwerkes mit sich erhöhenden Werten von bMAX vermindert.
  • [COST242] beschreibt das Verfahren in im Wesentlichen gleicher Weise wie in [E.736], aber verfeinert es. Die maximalen Batches, die für die Approximation durch Poisson-Batches eingesetzt werden, müssen nicht notwendigerweise dieselben wie in [E.736] sein, sondern können abhängig sein von der Geschwindigkeit des Multiplexers. Für ein allgemein gültiges Modell müssen die Batches in der Tat so gross sein wie diejenigen eines Poisson-Prozesses, durch den der Verkehrsstrom angenähert wird.
  • [Mignau96] beschreibt Verfahren, die nicht auf dem Poisson-Verfahren basieren, sondern auf dem NxD/D/1-Verfahren, welches unten beschrieben wird. Für Quellen, in denen die maximale Burst-Rate exakt zwei Werte annehmen kann, ist ein komplexes Modell in [Cidon965] beschrieben. Dieses besagte Modell ist numerisch instabil und erfordert zudem lange Berechnungszeiten.
  • Das NxD/D/1-Modell
  • Eines der Modelle, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, ist das NxD/D/1-Modell. Dieses Modell liefert die Wahrscheinlichkeits-Verteilung der Länge der Schlange in einem System, bestehend aus einem Puffer, der durch einen Server gesteuert wird. Das besagte System wird durch N ideale (d.h. CDVT gleich zu null) und gleiche Verkehrsströme beliefert, wobei jedes eine Zwischenzell-Ankunftszeit der Grösse D hat und wobei ursprüngliche Startzeiten gleichförmig über ein Intervall der Grösse D verteilt sind. Die Zeiteinheit ist die Zeit, die erforderlich ist, um eine Zelle zu steuern. In [COST242] ist gesagt worden, dass die Wahrscheinlichkeit des Puffers, einen gewissen Wert B zu überschreiten, gleich ist zu:
    Figure 00060001
  • Diese Formel wird hier durch QND (B)| bezeichnet.
  • In [Cost242] wird auch gesagt, dass diese Formel eine gute obere Grenze für die Wahrscheinlichkeit des Überschreitens liefert, falls die Ströme unterschiedliche Zwischenzell-Ankunftszeiten haben.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0 862 299 beschreibt eine Multiklassen-Verbindungs-Zulassungskontrolle (CAC) als Verfahren, welches Zellenverlust und Verzögerungserfordernisse unter stützt. In dieser Modell-basierten CAC wird der Quellenverkehr in den Termen der Benutzungs-Parameter-Steuerungs-Parameter (UPC-Parameter) beschrieben. Durch Analyse und Annäherungen sind einfache Verfahren mit geschlossener Form zur Berechnung der Bandbreite erforderlich, um Garantien in bezug auf die Dienstequalität (QoS) zu treffen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung versucht, in einer Vorrichtung des im Oberbegriff genannten Typs, welche als CAC für ATM-Verbindungen des DBR-Typs hervorragend geeignet ist, in denen sowohl der diskrete Charakter der Verkehrsströme als auch die Tatsache, dass die Zellenrate von jeder der einzelnen Verbindungen Fluktuationen zeigen kann, die oberhalb der nominalen Spitzen-Zellen-Rate liegen, in Betracht gezogen werden. Sie unterscheidet sich in vorteilhafter Weise von CAC-Vorrichtungen, die auf Verfahren gemäss der Literatur basieren, in bezug auf die folgenden Punkte:
    • – Effizienter: die Vorrichtung gemäss der Erfindung hat die Eigenschaft, dass die maximale Anzahl der Verbindungen, die gemischt werden können, nicht auf mehr als das strikt Notwendige begrenzt sind, um Puffer-Überläufe und damit Zellenverlust zu vermeiden.
    • – Besser geeignet für praktische Situationen: bei den bestehenden ATM-Netzwerken ist es üblich, den CDVT dergestalt auszuwählen, dass es eine Konstante ist, wenn sie als Einheit der Zeit ausgedrückt wird, was als Ergebnis hat, dass die vorab definierte maximale Burst-Rate bMAX abhängig ist von der Spitzen-Zellen-Rate der Verbindung; aus diesem Grund kann keine unzweideutige maximale Burst-Rate etabliert werden, was ein Ausgangspunkt für die Verfahren in der Literatur ist.
    • – Bessere praktische Anwendbarkeit: das Verfahren, welches durch die Vorrichtung gemäss der Erfindung eingesetzt wird, ist praktisch anwendbar, numerisch stabil und hat eine schnellere Berechnungszeit.
  • Obwohl die Verfahren in der Literatur auch praktisch anwendbar sind, kombiniert die CAC-Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung eine hohe Effizienz mit praktischer Anwendbarkeit. Die CAC-Vorrichtung gemäss der Erfindung liefert auch die Möglichkeit des Optimierens der maximalen Anzahl von erlaubten Verbindungen durch Auswahl eines gewissen Wertes für die frei auswählbare Konstante K, obwohl dies eine ganze Zahl sein muss, welche gleich oder grösser zu Null ist. In vielen Fällen wird der optimale Wert für K von den am meisten auftretenden Werten der CDVT der ATM-Verbindungen abhängen.
  • Die CAC-Vorrichtung gemäss der Erfindung umfasst zwei Unter-Vorrichtungen, die jeweils ein positives oder ein negatives Ergebnis (Signal) ausgeben.
  • Das Ergebnis der gesamten Vorrichtung wird nur dann positiv sein, falls beide Unter-Vorrichtungen ein positives Ergebnis (Signal) ausgeben, und nur dann wird eine neue Verbindung zu dem ATM-Switch zugelassen. Die erste Unter-Vorrichtung bestimmt, ob eine ausreichende Bandbreite verfügbar ist für den Satz der Verbindungen V, von denen jede Verbindung vi durch die Werte PCRi und CDVTi charakterisiert ist, welche, nach möglicher Zulassung der neuen Verbindung, einen bestimmten Ausgangs-Port benutzen wird; die zweite Unter-Vorrichtung bestimmt, ob die verfügbare Puffer-Kapazität für den entsprechenden Port ausreichend ist.
  • Die erste Unter-Vorrichtung umfasst:
    • – Eine arithmetische Einheit, welche die Summe (ΣPCR) der Werte von PCRi für jede der Verbindungen vi des Satzes V bestimmt. Die besagte Summe wird nachfolgend mit dem Produkt von ρ und C verglichen. Falls die besagte Summe kleiner oder gleich zu diesem Produkt ist, dann ist das Ergebnis der Unter-Vorrichtung positiv; sonst ist das Ergebnis negativ.
  • Die zweite Untervorrichtung umfasst:
    • – Eine arithmetische Einheit, welche eine bestimmte Puffergrösse bs,i für jede der Verbindungen vi des Satzes V berechnet. Die besagte Puffergrösse ist gleich zu entweder bmax,i minus den konstanten Wert K, falls bmax,i grösser oder gleich ist zu K, oder gleich zu Null ist, falls bmax,i kleiner ist als K. Für die Puffergrösse bmax,i gilt, dass es möglich ist, in einer idealen Situation, den entsprechenden Verkehrsstrom ohne Zellenverlust über einen imaginären Puffer zu leiten, der die Puffergrösse bmax,i aufweist und die Ausgangsgeschwindigkeit PCRi (ohne Mischen mit anderen Verkehrsströmen). bmax,i wird durch die Vorrichtung durch Bestimmung des Produktes von PCRi und CDVTi berechnet.
    • – Eine arithmetische Einheit, welche die Summe der berechneten Werte bs,i für alle Verbindungen des Satzes V bestimmt. Die besagte Summe wird hier durch BS bezeichnet.
    • – Eine arithmetische Einheit, welche eine Puffergrösse BN bestimmt, für welche gilt, dass es möglich ist, N imaginäre, identische Verkehrsströme mit einer konstanten Zellenrate zu multiplexen, unter Einsatz eines Puffers der Grösse BN, und dass tatsächlich die Möglichkeit des Zellenverlustes als Ergebnis eines Pufferüberlaufes nicht den gegebenen Wert von ε überschreiten wird. N ist hier die Anzahl der Verbindungen in dem gesamten Satz V. Es wird auch angenommen, dass der durchschnittliche Grad der Besetzung am Ausgang des Puffers gleich zu ρ ist. Die Puffer-Kapazität BN wird bestimmt durch Anwendung des vorab eingeführten NxD/D/1-Modells, wobei die Wahrscheinlichkeit, dass ein Puffer-Niveau von B Zellen überschritten wird, durch QND (B)| bezeichnet wird. Die Re cheneinheit bestimmt den geringsten Wert von B, so dass QND (B)| < ε ist, wobei N die Anzahl der Quellen ist, D gleich zu N/ρ ist und QND (B)| die Formel wie oben angegeben hat, oder eine ausreichend genaue Annäherung daran. Der Wert von B, der in dieser Art und Weise gefunden wird, bildet den Wert von BN.
    • – Eine arithmetische Einheit, welche den berechneten Wert BN mit der Konstante K multipliziert. Zu diesem Ergebnis, auf welches hier als BNK Bezug genommen wird, gilt, dass es möglich ist, N imaginäre identische Verkehrsströme zu multiplexen, jeder mit einer Burst-Rate von K, unter Einsatz einer Puffergrösse BNK, dergestalt, dass die Wahrscheinlichkeit des Zellenverlustes als Ergebnis eines Puffer-Überlaufs nicht den gegebenen Wert von ε überschreiten wird. In diesem Zusammenhang wird angenommen, dass der durchschnittliche Besetzungsgrad am Ausgang des Puffers gleich zu ρ ist.
    • – Eine arithmetische Einheit, welche die Summe der berechneten Werte für BS und BNK bestimmt. Der besagte Wert wird hier durch BR bezeichnet.
    • – Eine arithmetische Vorrichtung, welche den berechneten Wert von BR mit der gegebenen Kapazität von B an dem Ausgangspuffer vergleicht. Falls der BR kleiner oder gleich zu B ist, dann ist das Ergebnis der Unter-Vorrichtung positiv, falls der Wert von BR grösser als B ist, dann ist das Ergebnis der Unter-Vorrichtung negativ.
  • Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nun nähr unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Beschreibung der Figuren
  • 1 zeigt eine CAC-Vorrichtung im Allgemeinen. Die Verkehrs-Parameter (PCR und CDVT) einer willkürlichen Anzahl von bereits bestehenden ATM-Verbindungen v1 ... vN_1 werden der CAC-Vorrichtung zugeführt, sowohl als auch die Verkehrs-Parameter einer neu angeforderten ATM-Verbindung vN. Ein maximal erlaubter Zellenverlust-Wahrscheinlichkeits-Parameter ε wird ebenfalls geliefert, wie auch die anwendbare Puffer-Kapazität B und die Verbindungs-Kapazität C. Ein maximal erlaubter Grad an Besetzung ρ ist auch angegeben. Das Ergebnis der Vorrichtung ist ein „Zulassungs/Zurückweisungs"-Signal, auf der Basis von welchem die angeforderte ATM-Verbindung vN zu dem ATM-Switch zugelassen wird oder nicht.
  • 2 zeigt eine Diagramm-artige Übersicht über eine CAC-Vorrichtung gemäss der Erfindung. Die CAC-Vorrichtung besteht aus einer Unter-Vorrichtung 1 und einer Unter-Vorrichtung 2. Jede Unter-Vorrichtung kann ein positives („Zulassung") oder ein negatives („Zurückweisung") Signal ausgeben. Beide Signale werden einem logischen UND Port 3 geliefert, von dem das Ausgangssignal nur positiv ist, falls beide Eingangs-Signale positiv sind.
  • 3 zeigt die Unter-Vorrichtung 1 in grösserem Detail. Die PCR-Werte der N ATM-Verbindungen werden (ΣPCR) in einer Vorrichtung 4 aufsummiert. In einer Vorrichtung 5 wird die Gesamt-Kapazität C des Ausgangs-Ports mit einem vorab etablierten Koeffizienten ρ(0 < ρ < 1) multipliziert, entsprechend der gewünschten maximalen Last. Das Ergebnis der Recheneinheit 6 ist positiv, falls der Wert von ΣPCR, welcher in der Vorrichtung 4 berechnet worden ist, kleiner oder gleich ist zum Produkt von ρ × C, welches durch die Vorrichtung 5 berechnet worden ist; falls dies nicht der Fall ist, ist das Ergebnis negativ.
  • 4 zeigt in diagrammartiger Weise die Unter-Vorrichtung 2. Die Verkehrs-Parameter der ATM-Verbindung i werden durch die Einheitenspitzenzellenrate (PCRi) und Zellen-Laufzeit-Veränderungs-Toleranz (CDVTi) ausgebildet. Für jede Verbindung umfasst die Unter-Vorrichtung 2 einen Prozessor 7, der in grösserem Detail in der 5 dargestellt ist. In einer Vorrichtung 13 (siehe 5) berechnet jeder der Prozessoren 7 durch Multiplikation die maximale Burst-Rate bmax,i der zwei besagten Verkehrs-Parameter. Der Unterschied zwischen bmax,i und K (bmax,i – K) wird durch eine Vorrichtung 14 berechnet. Falls der Unterschied 0 oder postiv ist, was durch eine Vorrichtung 15 verifiziert wird, dann ist bs,i gleich zu der berechneten Differenz von bmax,i – K; falls der Unterschied kleiner als 0 ist, ist bs,i gleich zu 0. Die Unter-Vorrichtung 2 (siehe wiederum 4) besteht aus einer Anzahl von Prozessoren 7, einer für jede ATM-Verbindung. Die bs,i-Ergebnisse von jedem Prozessor 7 werden in einer Vorrichtung 8 aufsummiert und ergeben einen Gesamtwert von BS. Die Gesamtzahl der ATM-Verbindungen N wird in dem Rechen-Modul 9 eingegeben. Das besagte Modul bestimmt den geringsten Wert von B, dergestalt, dass QND (B)| < ε. Dies führt zu einem Wert BN. Der besagte Wert BN wird durch einen konstanten Wert K in einer Vorrichtung 10 multipliziert und bildet den Wert BNK. Schliesslich summiert eine Vorrichtung 11 die Werte von BS und BNK und eine Vorrichtung 12 vergleicht die aufsummierten Werte mit der gegebenen verfügbaren Puffergrösse B. Falls BS + BNK kleiner oder gleich ist zu B, dann wird ein positives „Zulassungs"-Signal oder andererseits ein negatives „Zurückweisungs"-Signal ausgegeben.
  • Literatur-Nachweis
    • [I.371] ITU-T I.371: Traffic Control and Congestion Control in B-ISDN; ITU-T Empfehlung I.371 (August 1996); Genf, August 1996.
    • [E.736] ITU Telecommunication Standardization Sector, Draft Empfehlung E.736, "Methods for Cell Level Traffic Control in B-ISDN", 10 Januar 1997.
    • [Mign96] J. Mignault, A. Gravey, C. Rosenberg, "A survey of straightforward statistical multiplexing models for ATM networks", Telecommunication Systems 5 (1996) 177-208.
    • [Grav97] A. Gravey, J. Boyer, K. Sevilla, J. Mignault, Resource Allocation for Worst Case Traffic in ATM networks, Performance Evaluation 30 (1997), 19-43.
    • [COST242] J. Roberts, U. Mocci, J. Virtamo (Herausgeber), Broadband Network TeleTraffic-performance evaluation and design of broadband multiservice networks-Final Report of Action, COST242, Lecture Notes in Computer Science Vol 1155, Springer-Verlag, Berlin; Heidelberg, 1996, ISBN 3-540-61815-5
    • [Cidon95] I. Cidon, R. Guerin, I. Kessler and A. Khamisy, Analysis of a statistical multiplexer with generalized periodic sources, Queuing Systems 20 (1995) 139-169.
    • [I.356] ITU-T I.356: B-ISDN ATM layer cell transfer performance; ITU-T Empfehlung I.356 (Oktober 1996); Genf, Oktober 1996.

Claims (1)

  1. Vorrichtung zur Verbindungszulassungssteuerung für einen ATM-Switch, vorgesehen zur Zulassung an den Switch einer angeforderten ATM-Verbindung des DBR-Types, dergestalt, dass die Dienstequalität von allen ATM-Verbindungen des DBR-Typs, des deterministischen Bitraten-Typs, in dem Switch fortsetzend gewisse Bedingungen erfüllt, in welchem Switch ein einzelner Puffer mit der Kapazität B verfügbar ist für den zusammengesetzten Verkehrsstrom der DBR-Verbindungen an einem Ausgangsport mit der Kapazität C, während als eine Grenzbedingung gilt, dass die gesamte mittlere Last des Ausgangsports sich nicht auf mehr als ε × C beläuft, wobei ρ eine Konstante mit einem Wert zwischen 0 und 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei Untervorrichtungen umfasst, die jeweils ein positives oder ein negatives Zulassungssignal aussenden, wobei die Zulassung zu dem Switch für die neue ATM-Verbindung nur gegeben wird, falls beide Untervorrichtungen ein positives Zulassungsignal ausgeben, wobei die erste Untervorrichtung (1) umfasst: – eine erste Recheneinheit (4), die ausgestaltet ist, um die Summe PCR der nominalen Verkehrsparameter Spitzenzellenrate PCRi von jeder der ATM-Verbindungen des DBR-Typs an dem entsprechenden Ausgangsport zu berechnen, umfassend die neu angeforderte Verbindung, – eine zweite Recheneinheit (6), die ausgestaltet ist, um die berechnete Summe ΣPCR mit dem Wert ρ × C zu vergleichen, wobei das Ergebnis der ersten Untervorrichtung negativ ist, falls ΣPCR grösser als ρ × C ist, und das Ergebnis der Untervorrichtung positiv ist, falls ΣPCR kleiner oder gleich zu ρ × C ist, und wobei die zweite Untervorrichtung (2) umfasst: – für jede der ATM-Verbindungen des DBR-Typs an dem entsprechenden Ausgangsport, einschliessend die neu angeforderte Ver bindung, eine dritte Recheneinheit (7), die ausgestaltet ist, um eine Pufferkapazität bs,i zu berechnen, wobei der Wert bs,i gleich zu null ist, falls das Produkt der nominalen Spitzenzellenrate PCRi und der Zellenlaufzeitschwankungstoleranz CDVTi der entprechenden Verbindung kleiner oder gleich ist zu der Konstante K, und der Wert bs,i gleich zu dem Produkt minus dem Wert von K ist, falls das besagte Produkt grösser als K ist, – eine vierte Recheneinheit (8), die ausgestaltet ist, um die Summe BS der berechneten Werte bs,i für alle ATM-Verbindungen an dem entsprechenden Ausgangsport zu berechnen, – eine fünfte Recheneinheit (9), die ausgestaltet ist, um eine Pufferkapazität Bn zu berechnen, so dass beim Multiplexen von N unabhängigen, identischen und idealen, CDVT=0, Verkehrsströmen, unter Einsatz eines einzelnen Puffers mit einer Pufferkapazität von Bn und unter Annahme einer maximalen Verbindungslast mit einem Wert ρ, die mittlere Wahrscheinlichkeit eines Zellenverlustes als Ergebnis eines Pufferüberlaufs nicht den gegebenen Wert von ε übersteigen wird, – eine sechste Recheneinheit (10), die ausgestaltet ist, um das Produkt (BNK) des Wertes von BN und des konstanten Wertes K zu berechnen, – eine siebte Recheneinheit (11), die ausgestaltet ist, um die Summe BR der berechneten Werte für BS und BNK zu bestimmen, – eine Vergleichseinrichtung (12), die ausgestaltet ist, um die berechnete Summe BR mit der gegebenen Kapazität B des Ausgangspuffers zu vergleichen, wobei ein positives Zulassungssignal ausgegeben wird, falls der Wert von BR kleiner oder gleich zu B ist, und ein negatives Zulassungssignal ausgegeben wird, falls der Wert von BR grösser als B ist.
DE69933302T 1998-10-12 1999-10-11 Vorrichtung zur atm-verbindungszulassungssteuerung von dbr-verbindungen Expired - Lifetime DE69933302T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1010295A NL1010295C2 (nl) 1998-10-12 1998-10-12 ATM Connection Admission Control orgaan voor DBR verbindingen.
NL1010295 1998-10-12
PCT/EP1999/007773 WO2000022785A1 (en) 1998-10-12 1999-10-11 Atm connection admission control device for dbr connections

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69933302D1 DE69933302D1 (de) 2006-11-02
DE69933302T2 true DE69933302T2 (de) 2007-09-20

Family

ID=19767954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69933302T Expired - Lifetime DE69933302T2 (de) 1998-10-12 1999-10-11 Vorrichtung zur atm-verbindungszulassungssteuerung von dbr-verbindungen

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6850881B1 (de)
EP (1) EP1121787B1 (de)
AT (1) ATE340459T1 (de)
AU (1) AU1038500A (de)
DE (1) DE69933302T2 (de)
DK (1) DK1121787T3 (de)
ES (1) ES2273511T3 (de)
NL (1) NL1010295C2 (de)
WO (1) WO2000022785A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7127526B1 (en) * 2000-03-20 2006-10-24 Nortel Networks Limited Method and apparatus for dynamically loading and managing software services on a network device
US7136352B2 (en) * 2000-11-01 2006-11-14 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for processing of regulated connections in a communication network
US7852759B2 (en) * 2007-02-05 2010-12-14 Cisco Technology, Inc. Finite state machine of traffic stream metrics for adaptation of load-based call admission control in wireless networks
JP4525780B2 (ja) * 2008-03-24 2010-08-18 ソニー株式会社 受信装置、送信装置、通信システム、および中継サーバのバッファ設定検出方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU719514B2 (en) * 1995-03-08 2000-05-11 British Telecommunications Public Limited Company Broadband switching system
GB9513024D0 (en) * 1995-06-27 1995-08-30 Newbridge Networks Corp Connection admission control system (cac) for atm networks
JP3162975B2 (ja) * 1995-10-16 2001-05-08 株式会社日立製作所 廃棄優先制御管理方式によるatm交換機
JP3155282B2 (ja) * 1995-12-13 2001-04-09 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン 高速パケット交換網における接続許容制御
JP3436845B2 (ja) * 1996-06-18 2003-08-18 日本電信電話株式会社 マルチクラスatm呼受付制御方法及び装置
EP0851706A1 (de) * 1996-12-24 1998-07-01 International Business Machines Corporation Flusssteuerung für starke "Bursty" Verbindungen in Zellenvermittlungsnetzen mit hoher Geschwindigkeit
US6046981A (en) * 1997-02-28 2000-04-04 Nec Usa, Inc. Multi-class connection admission control method for Asynchronous Transfer Mode (ATM) switches
FI970998A (fi) * 1997-03-10 1998-11-13 Nokia Telecommunications Oy Yhteyden hyväksymismenettely laajakaistaverkossa
US5970064A (en) * 1997-06-12 1999-10-19 Northern Telecom Limited Real time control architecture for admission control in communications network
JP3262029B2 (ja) * 1997-07-17 2002-03-04 ケイディーディーアイ株式会社 セル伝送交換機の呼接続制御装置
GB9718269D0 (en) * 1997-08-28 1997-11-05 British Telecomm Connection admission control for connection orientated networks
US6324165B1 (en) * 1997-09-05 2001-11-27 Nec Usa, Inc. Large capacity, multiclass core ATM switch architecture
US6754206B1 (en) * 1997-12-04 2004-06-22 Alcatel Usa Sourcing, L.P. Distributed telecommunications switching system and method
CA2229577A1 (en) * 1998-02-12 1999-08-12 Newbridge Networks Corporation Method and apparatus for controlling traffic flows in a packet-switched network in order to guarantee service performance
US6222824B1 (en) * 1998-04-24 2001-04-24 International Business Machines Corporation Statistical call admission control
CA2245367A1 (en) * 1998-08-19 2000-02-19 Newbridge Networks Corporation Two-component bandwidth scheduler having application in multi-class digital communication systems
US6459681B1 (en) * 1998-11-13 2002-10-01 Sprint Communications Company L.P. Method and system for connection admission control
US20040042400A1 (en) * 1998-12-18 2004-03-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Connection admission control based on bandwidth and buffer usage
WO2000079737A1 (en) * 1999-06-18 2000-12-28 Nokia Corporation A method for measurement-based connection admission control (mbac) in a packet data network
US6697369B1 (en) * 1999-09-28 2004-02-24 Lucent Technologies Inc Admission control adjustment in data networks using maximum cell count

Also Published As

Publication number Publication date
US6850881B1 (en) 2005-02-01
ATE340459T1 (de) 2006-10-15
ES2273511T3 (es) 2007-05-01
DE69933302D1 (de) 2006-11-02
NL1010295C2 (nl) 2000-04-13
EP1121787B1 (de) 2006-09-20
US6907467B2 (en) 2005-06-14
US20050038903A1 (en) 2005-02-17
AU1038500A (en) 2000-05-01
WO2000022785A1 (en) 2000-04-20
DK1121787T3 (da) 2007-02-12
EP1121787A1 (de) 2001-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69734799T2 (de) Verfahren und Anlage zur Zugangssteuerung für ATM-Verbindungen mit mehreren Klassen
DE69910450T2 (de) Verfahren zur messungsbasierten verbindungszulassungsssteuerung (mbac) in einem paketnetzwerk
DE69433919T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur regulierung des zellflusses am ende eines atm systems
DE69634541T2 (de) Anordnung und verfahren in bezug auf paketflusssteuerung
DE69432950T2 (de) Bandbreitenzuweisung auf einer verbindung zweier knoten eines packetorientiertennetzwerkes mit garantierter verzoegerungs-dienstleistung
DE69937862T2 (de) Bandbreitensteuerung mit zwei Komponenten, zur Anwendung in digitalen Kommunikationssystemen mit mehreren Klassen
DE69833472T2 (de) Puffersteueranlage in einem ATM Netzwerk zur Änderung von Zellenübertragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Dauer von Stau
DE69534540T2 (de) Apparat und Methode zur Verarbeitung von Bandbreitenanforderungen in einer ATM-Vermittlungsstelle
DE60117957T2 (de) Verfahren, System und Rechnerprogrammprodukt zur Bandbreitenzuteilung in einem System mit Mehrfachzugriff
DE69632240T2 (de) Verfahren und Anlage zur Kontrolle von Übertragungsgeschwindigkeiten von Quellen in ATM-Netzwerken
DE60132307T2 (de) Paketvermittlung
DE60027639T2 (de) Buffersystem mit Überlastregelung mit verbindungsweiser Verkehrsverwaltung
DE4128411C2 (de)
US5881049A (en) Admission control in an ATM switching node
DE60022243T2 (de) Verfahren in ATM Vermittlungsstellen zur optimalen Verwaltung eines Puffers mit dynamischen Schwellwerten für die Länge von Warteschlangen
DE69912172T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verkehrsflüsse in einem Paketvermittlungsnetz
DE69733129T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Datenpaketen mit Prioritäten
DE29825153U1 (de) Schalteraufbau eines ATM-Schalters mit großer Kapazität und Mehrklassenkern
DE69634443T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verkehrssteuerung in einem Kommunikationssystem
DE69629890T2 (de) ATM-Vermittlungssystem und Prioritätensteuerungsverfahren
DE69628435T2 (de) Reglementierung von datenverkehr für breitbandnetze
EP1593237B1 (de) Verfahren zur übertragungsbandbreitenzuteilung in einer pake torientierten kommunikationseinrichtung
DE69736623T2 (de) Paketvermitteltes Kommunikationssystem und Verfahren zur Verkehrsformung
DE69633915T2 (de) Verfahren zur abweisung von zellen an einem überlasteten knotenpuffer
DE69933302T2 (de) Vorrichtung zur atm-verbindungszulassungssteuerung von dbr-verbindungen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition