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WO1999031924A1 - Optimierung der auslastung externer übertragungsresourcen auf verbindungsabschnitten zwischen kommunikationssystemen - Google Patents

Optimierung der auslastung externer übertragungsresourcen auf verbindungsabschnitten zwischen kommunikationssystemen Download PDF

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WO1999031924A1
WO1999031924A1 PCT/DE1998/003645 DE9803645W WO9931924A1 WO 1999031924 A1 WO1999031924 A1 WO 1999031924A1 DE 9803645 W DE9803645 W DE 9803645W WO 9931924 A1 WO9931924 A1 WO 9931924A1
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WO
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connections
virtual
vpi
transmission capacity
vci
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PCT/DE1998/003645
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Inventor
Dorothea Lampe
Branko Popovic-Berrsche
Roland Brenner
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to EP98964388A priority patent/EP1040715A1/de
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    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5678—Traffic aspects, e.g. arbitration, load balancing, smoothing, buffer management
    • H04L2012/568—Load balancing, smoothing or shaping

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • connection types For connections via which information is transmitted using an asynchronous transfer mode (ATM), two connection types are usually defined. In this way, real-time connections are distinguished from non-real-time connections.
  • ATM asynchronous transfer mode
  • real time connections are further divided into connections via which information is transmitted at a constant bit rate (CBR).
  • CBR constant bit rate
  • VBR variable bit rate
  • the information is generally transmitted in ATM cells.
  • the individual ATM cells are multiplexed in a large cell memory, which is connected to a statistical multiplexing unit (Statistical Multiplexing Unit, SMU), in accordance with predetermined algorithms onto the connecting line to the subsequent nodes of the communication network.
  • SMU statistical multiplexing unit
  • Such algorithms have been proposed, for example, in German patent application P 196 496 49.7.
  • the sigma rule algorithm mentioned there is an acceptance algorithm which is used to ensure that the transmission of the real time cells of the VBR type on this connecting line is optimized.
  • the Non Real Time connections are divided into connections with a variable bit rate (VBR), ABR traffic connections available bit rate (ABR) and UBR traffic connections (Unspecified Bite Rate, UBR).
  • VBR variable bit rate
  • ABR ABR traffic connections available bit rate
  • UBR Unspecified Bite Rate
  • VBR type connections a predetermined transmission rate (sustainable cell rate, SCR) is maintained on average.
  • SCR sustainable cell rate
  • MCR minimum transmission rate
  • the non-real-time connections associated ATM cells cannot be optimized with the help of the Sigma Rule algorithm on the connecting line, since this algorithm only optimizes VBR-type ATM cells associated with real-time connections.
  • the invention is based on the object of demonstrating a way in which ATM cells which are associated with non-real-time connections can be optimized on the connecting lines which follow in the communication system.
  • the external resources of connections and the associated data path which are not occupied in time can be used by accumulated, waiting ATM cells of other connections until the capacity limit of the connecting line is reached.
  • the capacity limit of the connecting line is understood to mean the sum of the free transmission capacity of all virtual paths on this connecting line.
  • a communication system KS in which information is switched through after an asynchronous transfer mode (ATM) and fed to subsequent connection sections.
  • a processor P is arranged in the communication system KS, which controls a statistical multiplexing device SMU, which is formed by a cell memory and further processors.
  • SMU statistical multiplexing device
  • ATM cells of all connection types of the non-real-time connections are stored in the cell memory.
  • the ATM cells are read out in accordance with predetermined algorithms and transmitted via the connecting line V.
  • the statistical multiplex device SMU is also followed by a line connection device LIC, which is operatively connected to the connecting line V.
  • the ATM cells of the most varied of connections are fed to the subsequently switched devices via the connecting line V.
  • a statistical multiplex device SMU and a line connection device LIC with a connecting line V are shown. However, this is not intended to mean any restriction; a plurality of these addressed devices are always contained in a communication system.
  • each of the paths comprises a plurality of virtual connections VCI 1 . ..VCI m , where the variables VCI x - ⁇ VCI m mean a virtual channel number VCI and thus represent a variable characteristic of the virtual connection.
  • a virtual connection VCI 28 which is assigned to the virtual path VPI 12 , is to be assigned the transmission capacity which has become free.
  • the virtual connection VCI 28 should also be of the ABR type.
  • the sending device (source) of this connection is now informed that the information can be transmitted more quickly.
  • the acceleration of the transmission process can be increased until the capacity limit of the connecting line in which transmission capacity has become free is reached. This means that this type of ABR connection can also be cleared down all the more quickly, and the transmission capacity thus freed up can then be made available to further connections.
  • the free transmission capacity can also be assigned to traffic connections on the same virtual path.
  • the method according to the invention can also be used in the case of non-terminating non-real-time paths (leased lines) and switched paths (switching connections) of the real-time type. These two connection types are also covered by the higher-level logic described above.
  • the associated ATM cells are detected and treated in the same way as the ATM cells described above.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Bei Verbindungen, über die Informationen nach einem asynchronen Transfermodus (ATM) übertragen werden, müssen die die Informationen tragenden ATM-Zellen den nachfolgenden Einrichtungen optimiert zugeführt werden. Bei Non Real Time Verbindungen wird die auf Verbindungsabschnitten vorhandene Übertragungskapazität auf virtuelle Pfade aufgeteilt. Erfindungsgemäss wird nun vorgesehen, innerhalb eines Pfades freigewordene oder freie Überträgungskapazität über Pfadgrenzen hinweg den ATM-Zellen virtueller Verbindungen anderer virtueller Pfade oder des eigenen virtuellen Pfades zuzuteilen.

Description

Beschreibung
Optimierung der Auslastung externer Übertragungsresourcen auf Verbindungsabschnitten zwischen Kommunikationssystemen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei Verbindungen, über die Informationen nach einem asynchronen Transfermodus (ATM) übertragen werden, sind in der Regel zwei Verbindungstypen definiert. So werden hier Real Time Verbindungen von Non Real Time Verbindungen unterschie- den.
Real Time Verbindungen werden weiterhin zum einen in Verbindungen unterteilt, über die Informationen mit einer konstanten Bitrate (Constant Bit Rate, CBR) übertragen werden. Zum anderen werden sie in Verbindungen unterteilt, über die Informationen mit einer Variablen Bitrate (Variable Bit Rate, VBR) geleitet werden. Die Übertragung der Informationen erfolgt generell in ATM-Zellen. Die einzelnen ATM-Zellen werden in einem großen Zellenspeicher, der in Verbindung mit einer statistischen Multiplexeinrichtung (Statistical Multiplexing Unit, SMU) steht, nach Maßgabe vorgegebener Algorithmen auf die Verbindungsleitung zu den nachfolgenden Knotenpunkten des Kommunikationsnetzes gemultiplext . Derartige Algorithmen sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 196 496 49.7 vorgeschlagen worden. Der dort angesprochene Sigma Rule Algorithmus ist ein Annahmealgorithmus, mittels dem dafür Sorge getragen wird, daß die Übertragung der Real Time Zellen vom Typ VBR auf dieser Verbindungsleitung optimiert wird.
Die Non Real Time Verbindungen unterteilen sich in Verbindungen mit einer variablen Bitrate (VBR) , ABR Verkehrsverbindun- gen (Available Bit Rate, ABR) sowie UBR Verkehrsverbindungen (Unspecified Bite Rate, UBR) . Bei den Verbindungen des Typs VBR wird im Mittel eine vorgegebene Übertragungsrate (Su- stainable Cell Rate, SCR) eingehalten. Bei Verbindungen des Typs ABR wird eine minimale Übertragungsrate (Minimum Cell Rate, MCR) garantiert, während bei Verbindungen des Typs UBR keine oder nur eine sehr geringe Übertragungsrate garantiert wird. Die Non Real Time Verbindungen zugehörigen ATM-Zellen können nicht mit Hilfe des Sigma Rule Algorithmuses auf der Verbindungsleitung optimiert werden, da dieser Algorithmus lediglich Real Time Verbindungen zugehörige ATM-Zellen des Typs VBR optimiert .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Weg aufzuzei- gen, wie ATM-Zellen, die Non Real Time Verbindungen zugehörig sind auf den im KommunikationsSystem nachfolgenden Verbindungsleitungen optimiert werden können.
Die Erfindung wird ausgehend vom Oberbegriff von Patentan- spruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Vorteilhaft für die Erfindung ist insbesondere, daß die zeitlich nicht belegten externen Resourcen von Verbindungen und des zugehörigen Datenpfades durch aufgelaufene, wartende ATM- Zellen anderer Verbindungen mitbenutzt werden können, bis die Kapazitätsgrenze der Verbindungsleitung erreicht ist. Dabei wird unter der Kapazitätsgrenze der Verbindungsleitung die Summe der freien Übertragungskapazität aller virtuellen Pfade auf dieser Verbindungsleitung verstanden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Es zeigen
FIG 1 ein Kommunikationssystem mit einer ausgangsseitig an- geordneten Verbindungsleitung,
FIG 2 die Verhältnisse auf der Verbindungsleitung,
In Fig. 1 ist ein Kommunikationssystem KS offenbart, in dem Informationen nach einen asynchronen Transfermodus (ATM) durchgeschaltet und nachfolgenden Verbindungsabschnitten zugeführt werden. Im Kommunikationssystsem KS ist ein Prozessor P angeordnet, der eine statistische Multiplexeinrichtung SMU steuert, die durch einen Zellenspeicher sowie weitere Pro- zessoren gebildet wird. Im Zellenspeicher sind ATM-Zellen aller Verbindungstypen der Non Real Time Verbindungen abgelegt. Die ATM-Zellen werden nach Maßgabe vorgegebener Algorithmen ausgelesen und über die Verbindungsleitung V übertragen.
Der statistischen Multiplexeinrichtung SMU ist weiterhin eine Leitungsanschlußeinrichtung LIC nachgeschaltet, die in Wirkverbindung mit der Verbindungsleitung V steht . Über die Verbindungsleitung V werden die ATM-Zellen unterschiedlichster Verbindungen den nachfolgend geschalteten Einrichtungen zugeführt. Gemäß Fig. 1 ist lediglich eine statistische Multiplexeinrichtung SMU sowie eine Leitungsanschlußeinrichtung LIC mit einer Verbindungsleitung V aufgezeigt. Dies soll jedoch keine Einschränkung bedeuten, von diesen angesprochenen Einrichtung sind in einem Kommunikationssystem stets eine Mehrzahl davon enthalten.
Bei Inbetriebnahme eines Kommunikationssystems wird die auf der abgehenden Verbindungsleitung V vorhandene Übertragungs- kapazität für die darüber zu leitenden Verbindungen reserviert. Hierzu wird die gesammte Übertragungskapazität auf eine Mehrzahl von virtuellen Pfaden VΕ>I1 . . . VPln aufgeteilt. Das Aufteilen erfolgt durch Zuteilen einer maximalen Spitzen- zellenrate, die in Peak Cell Rate PCR gemessen wird. Die Übertragungskapazität der virtuellen Pfade ist somit fest eingestellt und kann lediglich durch Administrierung wieder geändert werden. Jeder der Pfade umfaßt gemäß der Definition eines virtuellen Pfades eine Mehrzahl von virtuellen Verbindungen VCI1 . ..VCIm, wobei die Größen VCIx-^VCIm eine virtuelle Kanalnummer VCI bedeuten und damit eine für die virtuelle Verbindung charakteristische Größe darstellen.
Während des laufenden Betriebes kann es nun vorkommen, daß innerhalb eines Pfades VPIX einzelne Verbindungen abgebaut werden. Da dem Pfad VPIX eine Übertragungskapazität fest zugewiesen worden ist, bleibt somit der Anteil der abgebauten Verbindungen ungenutzt . Demzufolge entstehen innerhalb dieses virtuellen Pfades nicht belegte Resourcen.
Erfindungsgemäß wird nun vorgesehen, diese nicht belegten Resourcen über die Pfadgrenzen hinweg Verbindungen anderer vir- tuellen Pfade oder des eigenen virtuellen Pfades zuzuweisen. Die hierzu erforderlichen Steuerungsvorgänge werden von einer übergeordneten Logik vorgenommen, die in der statistischen Multiplexeinrichtung SMU zum Ablauf gelangt. Hier sind insbesondere Informationen darüber abgelegt, welchen virtuellen Pfaden VPI-L...VPI-! wieviel freie Übertragungskapazität zur Verfügung stehen. Weiterhin ist hier abgelegt, welche Übertragungskapazität den virtuellen Pfade VPI.L-..VPI-. bei der Administrierung zugewiesen worden ist. Ebenso ist hier ein Abbild der momentan aktiven Verbindungen gespeichert .
Gemäß vorliegendem Ausführrhgsbeispiel soll nun davon ausgegangen, daß beispielsweise im virtuellen Pfad V I-L eine Verbindung VCI50 abgebaut wird. Dies wird der übergeordneten Logik mitgeteilt, die daraufhin die geführten Informationen ak- tualisiert. Zunächst wird nun überprüft, welchen Verbindungstypen die freigewordene Übertagungskapazität zugewiesen werden kann. Generell ist eine Priorisierung dadurch gegeben, daß Verkehrsverbindungen des Typs VBR höchste Priorität zukommt . Im folgenden rangieren dann Verkehrsverbindungen des Typs ABR und dann Verkehrsverbindungen des Typs UBR.
Beispielhaft soll einer virtuellen Verbindung VCI28, die dem virtuellen Pfad VPI12 zugewiesen ist, die frei gewordene Übertragungskapazität zugewiesen werden. Die virtuelle Verbindung VCI28 soll ferner vom Typ ABR sein. Hierzu wird nun der sendenden Einrichtung (Quelle) dieser Verbindung mitgeteilt, daß die Informationen schneller übertagen werden können. Die Beschleunigung des Übertragungsvorgangs kann solange erhöht werden, bis die Kapazitätsgrenze der Verbindungsleitung, in dem Übertragungskapazität frei geworden ist, erreicht ist. Damit kann diese Verbindung des Typs ABR auch umso schneller wieder abgebaut werden, die hiermit frei werdende Übertragungskapazität kann dann weiteren Verbindungen zur Verfügung gestellt werden.
Selbstverständlich kann die frei gewordene Übertragungskapa- zität auch Verkehrsverbindungen desselben virtuellen Pfades zugewiesen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch im Falle von Non Terminating Non Real Time Pfaden (Festverbindungen) und Switched Pfaden (Vermittelnde Verbindungen) vom Typ Real Time angewendet werden. Auch diese beiden Verbindungstypen werden von der vorstehend beschriebenen übergeordneten Logik erfaßt. Hierbei werden die zugehörigen ATM-Zellen in gleicher Weise wie die vorstehend beschriebenen ATM-Zellen erfaßt und be- handelt.

Claims

Patentansprüche
1. Optimierung der Auslastung von Übertragungsresourcen auf Verbindungsabschnitten, mit wenigstens einer Verbindungs- leitung (V) , deren Übertragungskapazität auf eine Mehrzahl von virtuellen Pfaden (VPIX ..VPIX..VPIy..VPIn) aufgeteilt wird, die jeweils eine weitere Mehrzahl von virtuellen Verbindungen (VCIi...VCIro) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß freie Übertragungskapazität innerhalb eines virtuellen Pfades (VPIX) dynamisch gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Verbindung (VCI^ ..VCIm) eines anderen virtuellen Pfades (VPIy) zugeteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß freie Übertragungskapazität innerhalb eines virtuellen Pfades (VPIX) dynamisch wenigstens einer weiteren Verbindung (VCIX...VCIm) innerhalb desselben virtuellen Pfades (VPIy) zugeteilt wird.
3 . Verfahren nach Anspruch 1 , 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t , daß eine übergeordnete Logik Informationen über die jedem der virtuellen Pfade und/ oder der Verbindungsleitung zugewiesene Übertagungskapazität enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine übergeordnete Logik Informationen über die in jedem der virtuellen Pfade freie' Übertagungskapazität enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine übergeordnete Logik Informationen darüber enthält, welche der weiteren aufgebauten Verbindungen des Typs Fest- Verbindungen und/ oder vermittelnde Verbindungen freie Ver- bindungsleitungskapazität nutzen können.
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