异步传输模式交换机 本发明涉及一种ATM(异步传输模式)交换机，更特别是涉及一种ATM交换机，其执行信元速率整形，即响应存储的信元量动态地改变每个虚通道(VC)和每个虚路径(VP)的输出速率。
按常规，ATM交换机在输出信元缓冲端具有信元速率整形功能，并输出具有为每个虚通道或虚路径控制的峰值信元速率的信元。
有时在∑(VCMCR)≤VPPCR≤∑(VCPCR)的情况下，希望实现确保虚路径(VP)的每个虚通道(VC)的最小信元速率和虚路径与该虚路径每个虚通道的峰值信元速率整形，其中∑(VCPCR)是该虚路径中的虚通道的峰值信元速率总和，∑(VCMCR)是该虚路径中的虚通道的最小信元速率总和，VCPCR是虚路径的峰值信元速率。但是，利用传统的整形器，如果为每个虚路径执行信元速率整形，则它不可能实现一虚路径中每个虚通道地最小信元速率保证和峰值信元速率整形。
而且利用两级连接的两个传统的整形器看起来是一种可行的方法，即在前级为每个虚通道控制峰值信元速率，而在后级为每个虚路径控制峰值信元速率。但是，为了在两级都实现每个虚通道的最小信元速率保证，则需要对输入信元缓冲端实行复杂的反馈控制，即使实现了最小信元速率的保证，也不利地要求高成本。
本发明的目的在于提供一种ATM交换机，其利用简单的结构为每个虚通道和每个虚路径实现多级整形。
为了达到上述的目的，根据本发明，通过对每个虚路径进行速率整形，每个虚通道的输出速率根据存储的信元量在从最小信元速率到峰值信元速率的范围内动态地改变。
更特别是，根据本发明，提供一种ATM交换机，包括一个或多个输入端电路接口、一个或多个输出端电路接口、和一ATM核心交换机，用于将从一个或多个输入端电路接口输入的信元输出到一个或多个输出端电路接口，每一个输出端电路接口将每个虚通道累积的信元数目反馈到相应的一个输入端电路接口，每一个输入端电路接口根据来自相应一个输出端电路接口的反馈整形信元速率，因此属于一个虚路径的虚通道的峰值信元速率总和不会超过虚路径的峰值信元速率，每一个输出端电路接口根据每个虚通道累积的信元数目进行控制，所以该虚通道所属的虚路径的峰值信元速率不会超过属于该虚路径的虚通道的峰值信元速率总和。
每一个输入端电路接口可以包括物理层处理部分，用于终接一信元，和输入虚通道信元速率控制部分，用于接收由物理层处理部分终接的信元和根据反馈控制每个虚通道的信元速度。
每一个输出端电路接口可以包括输出虚通道信元速率控制部分，用于存储每个虚通道累积的信元数目；输出虚路径信元速率控制部分，用于根据虚通道信元速率控制部分中累积的信元数目控制每个虚通道的信元速率；和物理层部分，用于从输出虚通道信元速率控制部分向一电路输出一信元，输出虚通道信元速率控制部分将信元数目反馈到输入虚通道信元速率控制部分。
ATM核心交换机可以包括复用装置，用于复用来自所有输出端电路接口部分的信元；滤波器装置，用于比较用于这些信元的输出端口识别号与滤波器装置自身的输出端口号，并只传递比较结果一致的这些信元；和为每个输出端口提供的先进先出型信元缓冲器，用于临时存储已经通过相应滤波器装置的信元、转换这些信元的速率和将作为结果的信元输出到相应的一个输出端电路接口。
最好，输入信元速率控制部分存储输入电路数目、业务级别、最小信元速率、输出交换机端口号和交换机内连接标识号，其是预先签订合同的内容，与输入信元的虚路径标识符/虚通道标识符具有相应的关系。
最好，输出虚通道信元速率控制部分存储业务级别、虚通道最小信元速率、虚通道峰值信元速率、虚路径峰值信元速率、输出电路数目和输出虚路径标识符/虚通道标识符，其是预先签订合同的内容，与每个信元的交换机内连接标识号具有相应的关系。
利用ATM交换机，可以用简单的结构和控制实现每个虚通道和每个虚路径的多级整形。
根据下面结合附图的描述和所附权利要求书，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，附图中类似的部分或元件由相同的附图标记表示。
图1是应用本发明的ATM交换机的方框图；
图2是图1所示输入端电路接口的VC信元速率控制部门的方框图；
图3是说明图2所示输入端连接信息表的图；
图4是图1所示ATM核心交换机的方框图；
图5是图1所示输出端电路接口的VC信元速率控制部分和VP信元速率控制部分的方框图；和
图6是说明图5所示输出端连接信息表的图；
首先参见图1，表示了应用本发明的ATM交换机。所示的ATM交换机包括多个输入端电路接口10到1N、一个ATM核心交换机2、和多个输出端电路接口30到3N。
每个输入端电路接口10到1N包括物理层处理部分11和输入VC信元速率控制部分12。物理层处理部分11终接信元并将信元发送到输入VC信元速率控制部分12。输入VC信元速率控制部分12，根据反馈控制每个虚通道的信元速率。
每个输出端电路接口30到3N包括输出VC信元速率控制部分31，用于存储为每个虚通道存储的多个信元；输出VP信元速率控制部分32，用于根据存储在输出VC信元速率控制部分31中的信元数目控制每个虚路径的信元速率；和物理层部分33，用于将来自输出VP信元速率控制部分32的信元输出到电路。输出VC信元速率控制部分31将信元数目反馈到输入VC信元速率控制部分12。
图2表示输入端电路接口10到1N的输入VC信元速率控制部分12的结构。参见图2，输入VC信元速率控制部分12包括输入端连接信息应用部分102、输入端连接信息表103、输入信元缓冲器104和信元速率控制部分105。
输入端连接信息应用部分102根据信元首部的输入电路数目和VPI(虚路径标识符)/VCI(虚通道标识符)，从输入端连接信息表103中获得连接信息，诸如信元的业务级别、最小信元速率、输出交换机端口号和交换机内连接标识号。
输入信元缓冲器104排队用于每个虚通道的信元。
信元速率控制部分105根据用于信元的连接信息对从输入信元缓冲器104读出的信元执行业务优先控制和信元的速率控制，并将信元输出到ATM核心交换机2。
每个虚通道信元根据VC信元速率控制信号以等于或高于最小信元速率的速率输出，VC信元速率控制信号表示每个输出端电路接口30到3N中的信元存储量。
图3说明输入端连接信息表103的一个例子。所示的输入端连接信息表103预先在其中存储了作为预先订立合同内容的输入电路数目、业务级别、最小信元速率、输出交换机端口号和交换机内连接标识号。
图4表示ATM核心交换机2的结构。参见图4，所示的ATM核心交换机2包括信元复用部分21、多个信元滤波器220到22N、分别连接到信元滤波器220到22N输出端的多个信元缓冲器230到23N。
信元复用部分21复用来自所有输入端电路接口10到1N的所有信元，并将复用信元输出到高速总线。信元滤波器220到22N比较用于信元的输出端口识别号与其自身信元滤波器的输出端口号，并只传递比较结果一致的信元。信元缓冲器230到23N临时为各个输出端口存储经过相应信元滤波器220到22N的信元、转换这些信元的速率，并分别通过FIFO操作将这些信元输出到输出端电路接口30到3N。
图5表示输出VC信元速率控制部分31以及上面参照图1所述的输出端电路接口30到3N的输出VP信元速率控制部分32的具体结构。应当注意图5中输出VC信元速率控制部分31和输出VP信元速率控制部分32分别表示成输出VC信元速率控制部分301和输出VP信元速率控制部分302。参见图5，输出VC信元速率控制部分301包括输出端连接信息应用部分303、输出端连接信息表304、输出信元缓冲器305和信元速率控制部分306。
输出端连接信息应用部分303从输出端连接信息表304中根据用于该信元的交换机内连接标识号获得信元的连接信息，诸如业务级别、VC最小信元速率、VC峰值信元速率、VP峰值信元速率、输出电路数目和输出VPI/VCI，并将获得的连接信息用于该信元。
输出信元缓冲器305排队用于每个虚通道的信元。
VC信元速率控制部分306根据用于信元的连接信息从输出信元缓冲器305读出信元，并执行要输出信元的业务优先控制和速率控制。每个虚通道的信元根据VP信元速率控制信号以等于或高于最小信元速率但等于或低于峰值信元速率的速率输出，VP信元速率控制信号表示下一级VP信元速率控制部分302中的信元存储量。
VP信元速率控制部分302将信元排队进入用于每个虚路径的缓冲器，根据用于这些信元的连接信息从缓冲器中读出信元，和执行要输出到一电路的信元的业务优先控制和速率控制。每个虚路径的信元以等于或低于峰值信元速率的速率输出。
图6说明输出端连接信息表304的一个例子。与从ATM核心交换机2输入的输入信元的交换机内连接标识号存在对应关系，所示的输出端连接信息表304已经在其中存储了作为预先订立合同内容的业务级别、VC最小信元速率、VC峰值信元速率(VCPCR)、VP峰值信元速率(VPPCRVCP)、输出电路数目和输出VPI/VCI。
现在，描述本实施例的ATM交换机的信元速率整形操作。
在每个输入端电路接口10到1N中，来自一电路的信元由物理层处理部分11终止并输入到输入VC信元速率控制部分12。
在输入VC信元速率控制部分12中，输入端连接信息应用部分102是指根据信元首部的输入电路数目和VPI/VCI用于诸如业务级别、最小信元速率、交换机输出端口标识号和该信元的交换机内连接标识号的连接信息的输入端连接信息表103。
要求输入电路数目以容纳多个电路，在目前的情况下是利用多个输入端电路接口10到1N0的N+1个电路。
输入信元缓冲器104排队用于每个虚通道的信元。
信元速率控制部分105根据用于信元的连接信息从输入信元缓冲器104中读出信元并执行要输出到ATM核心交换机2的信元的业务优先控制和速率控制。VC信元速率控制信号从相应一个输出端电路接口30到3N的输出VC信元速率控制部分31反馈到信元速率控制部分105。信元速率控制信号表示相应一个输出端电路接口30到3N中的信元存储量。
如果∑(VCMCR)≤VPPCR≤∑(VCPCR)，则输入端电路接口10到1N根据来自相应一个输出端电路接口30到3N的信元速率控制信号执行虚通道的最小信元速率保证和虚路径与虚通道的峰值信元速率整形。换句话说，每个虚通道的信元根据VC信元速率控制信号以等于或高于最小信元速率的速率输出。
ATM核心交换机2复用来自所有输入端电路接口10到1N的所有信元，并将复用信元输出到高速总线。在此情况下，ATM核心交换机2中的每个信元滤波器220到22N比较用于每个信元的交换机输出端口标识号与其自身信元滤波器的输出端口号并只传递那些符合比较的信元。
信元缓冲器230到23N临时为各个输出端口存储经过相应信元滤波器220到22N的信元、执行这些信元的速率转换，并分别通过FIFO操作将这些信元输出到输出端电路接口30到3N。
每个输出端电路接口30到3N的输出端连接信息应用部分303是指输出端连接信息表304，以根据用于信元的交换机内连接标识号获得每个信元的连接信息，诸如业务级别、VC最小信元速率、VC峰值信元速率、VP峰值信元速率、输出电路数目和输出VPI/VCI，并将连接信息用于信元。
输出信元缓冲器305排队用于每个虚通道的信元。
VC信元速率控制部分306根据用于信元的连接信息从输出信元缓冲器305读出信元，并执行要输出信元的业务优先控制和速率控制。每个虚通道的信元根据VP信元速率控制信号以等于或高于最小信元速率但等于或低于峰值信元速率的速率输出，VP信元速率控制信号表示下面一级VP信元速率控制部分302中的信元存储量。
VP信元速率控制部分302将信元排队进入用于每个虚路径的缓冲器，根据用于这些信元的连接信息从缓冲器中读出信元，和执行要输出到一电路的信元的业务优先控制和速率控制。每个虚路径的信元以等于或低于峰值信元速率的速率输出。
虽然已经利用特定的术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述只用于说明的目的，应当理解可以进行改变并变化而不偏离下面权利要求书的精神或范围。