[发明专利]利用缓冲数据的ATM信元的扩充

说明书

本申请涉及同时提交的题为“BUFFING OF POINT-TO-POINTAND/OR POINT-TO-MULTIPOINT ATM CELLS(点对点和/或点对多点ATM信元的缓冲)”的US专利申请序列号08/...(代理人卷号1410-312)，并结合在此作为参考。

本发明涉及电信系统，并特别涉及工作在异步传送模式中的电信系统的交换节点中的信元处理。

诸如多媒体应用、视频点播、可视电话和电视会议的高频带业务的日益增加的兴趣已促进宽带综合业务数字网(B-ISDN)的发展。B-ISDN基于称为异步传送模式(ATM)的技术，并提供电信能力的显著扩展。

ATM是使用异步时分多路复用技术的面向分组的传送模式。分组称为信元并具有固定的大小，一个ATM信元由53个八比特组组成，其中5个八比特组形成标题，而其余48个八比特组构成信元的有效负载或信息部分。ATM信元的标题包括用于识别ATM网络中信元通过其进行传送的连接的两个量，具体地为VPI(虚路径识别符)和VCI(虚通路识别符)。总之，虚路径是在网络的两个交换节点之间定义的主要路径，虚通路是相应主路径上一个特定的连接。

在其终接点上，ATM网络连到终端设备，例如，ATM网络用户。在ATM网络终接点之间是具有利用物理传输路径连接在一起的端口的多个交换节点(例如，ATM交换机)。在从原始终端设备传送到目的终端设备中，形成消息的ATM信元可以穿过几个交换节点。

交换节点一般均具有几个功能部分，包括交换机核心(switchcore)。交换机核心基本上起着交换机各部分之间交叉连接的作用。交换机核心包括空间交换电路，这些电路根据路由选择信息通过此交换机核心发送消息的输入信元给预定的输出端口。因而，交换节点有助于消息的信元从始发终端设备最终传送到目的终端设备。

除端口连接(例如，通过交换机核心的路由选择)之外，也利用典型的ATM交换机执行一些其他功能。例如，必须执行诸如地址解释、业务流警管、缓冲等的功能。执行这些其他功能所必需的数据必须(例如，通过表查找)可用于ATM交换机的组成部分。重要地，由于所有这些功能不能合理地容纳在单个集成电路中，所以交换机的这些功能一般分配给多个电路。

在常规的ATM交换机中，在ATM信元到达交换机上时，在(例如，由交换机的第一信元处理单元执行的)表查找操作中将ATM信元标题中的VPI/VCI量与链路识别信息用于获得在交换机中使用的路由选择标记和内部信道号。此路由选择标记和内部信道号随后附加到ATM信元中，以便在交换机的其他多个电路中使用。在一些这样的其他电路中，内部信道号用于一些涉及外部存储器的其他表查找操作。在其他的这些电路中，路由选择标记用于涉及内部(例如，核心片上)或外部存储器的其他表查找操作。

因此，在常规ATM交换机中，必需在几个电路中执行表查找，查找操作数量主要增加所要求的存储器数量，例如鉴于存储器费用、需要用于这样的存储器的接口的电路所增加的复杂性与费用、交换机大小的额外费用、功率耗散要求和存储器存取时间，这是不希望的。

鉴于上述问题，简化ATM交换机的信元处理的一种方法是限制通过此交换机进行的信元传送所需的数据总量。通过(1)限制每个连接的数据或(2)减少允许的连接数量，能实现这样的限制。虽然第一方案保持允许的连接数量，但ATM参数变得更连续。这两个方案仅减小存储器大小，但仍要求表查找。

因此，所需要的和本发明的目的是在ATM交换机中利用最少量的查找存储器来进行有效和有用的信元处理。

一种异步传送模式(ATM)交换机，包括利用缓冲数据来扩充ATM信元的控制器，此控制器将VPI/VCI与链路ID作为在利用查找表实施的查找操作中的索引来提取缓冲数据。

在信元输入交换机期间，连到此控制器的第一缓冲电路接收扩充的ATM信元并根据缓冲数据在缓冲信元存储器中存储扩充的ATM信元。在从此缓冲信元存储器中提取ATM信元时，通过交换机核心为此ATM信元选择路由。在信元从此交换机中输出期间，此信元离开交换机核心、穿过交换机端口并在第二缓冲电路上被接收，第二缓冲电路根据出口上的缓冲数据在信元缓冲存储器中存储此扩充的ATM信元。

有益地，对于点对点信元，控制器所执行的查找操作是对交换机入口侧上的ATM信元执行的唯一查找操作(即，在通过交换机为此ATM信元选择路由之前)。如果用于扩充ATM信元的缓冲数据也包括用于第二缓冲电路的缓冲数据，此控制器所执行的查找操作是利用外存储器在整个交换机中执行的唯一查找操作。