信元交换方法及信元交换系统 【技术领域】
本发明涉及一种异步传输模式(ATM)，尤其涉及一种信元交换方法及信元交换系统。现有技术
ATM系统通常包括下述步骤，将用户信息分拆成统一的分组长度，通过将目的信息加入到每一分组的首部来生成固定长度的信元(53字节)，并将所生成的信元传送到目的地。
用于在这样一种ATM系统中传输分组数据的协议包括一个物理层、一个ATM层、一个AAL(ATM适配层)、一个高层。在这种情况下，AAL层将从高层传输来的分组数据分拆并重新装配，并包括AAL1到AAL5类型(参见ITU-TI系列建议)。
通过多路复用或解复用在一个ATM网络上从各个用户传递来的短分组，AAL2协议组降低了将每个短用户数据装入一个ATM信元所需地时间，因此允许使用ATM网络的一个带宽。也就是，AAL2协议的基本概念是多路复用或解复用用户数据到一个ATM信元，所述用户数据长度短并且尺寸可变。
下面将描述根据现有技术支持所建议的AAL2协议的一个AAL2交换机。
图1图示根据现有技术的一个AAL2交换机的框图。
参见图1，根据现有技术，AAL2交换机包括一个AAL2收发信机单元10和12，用于解复用一个输入的AAL2分组或多路复用所输入的AAL2分组，和一个ATM交换机11，用于在ATM级上交换ATM信元。
上述AAL2交换机的操作如下：
首先，为了在ATN层上进行交换，AAL2收发信机单元10的AAL2接收模块将已被复用为AAL2 CPS分组的输入信元解复用为具有53字节的AAL5信元。
然后，AAL2接收模块将所转换的AAL5信元传输到ATM交换机11。随后，ATM交换机11将AAL5信元传送到AAL2发送模块。然后，AAL2发送模块将AAL5信元去转换和多路复用成AAL2 CPS分组，以便将该分组发送到一个指定的目的地。
图2图示一个方框图，用于解释根据现有技术由ITU-T建议的AAL2协议。
参见图2，AAL2协议被分拆成一个业务特定会聚子层(SSCS)和一个公共部分子层(CPS)。
作为业务数据单元(SDU)形式的高层应用的分组数据通过一个高层的业务接入点(SAP)被传送到一个AAL。然后，一个AAL2协议SSCS通过将首部和尾部添加到SDU来生成SSCS-PDU(协议数据单元)。
随后，CPS通过将一个CPS首部添加到从高层传来的SSCS PDU(或CPS-SDU)以生成一个CPS分组，并通过将一个开始字段加入到CPS分组(CPS-PDU有效负载)来产生48字节的CPS-PDU。在这种情况下，CPS分组成为一个CPS-PDU有效有效负载。因为CPS-PDU包括48字节，许多用户的CPS分组被多路复用到CPS-PDU有效负载以将它们插入其中。
随后，CPS-PDU被传送到一个ATM层。然后，ATM层通过将一个5字节的目的信息作为首部添加到CPS-PDU中以产生总长度为53字节的一个ATM信元。因而，从高层接收的分组数据通过AAL2协议分别被分拆/装配成48字节以用于ATM信元的有效负载。
然而，为了交换AAL2 CPS分组，根据现有技术，ATM交换机将AAL2信元转换成AAL5信元，把ATM信元交换到对应的目的地，然后再次将ATM信元反转换成AAL2 CPS分组，因此，使处理更加复杂并延长了处理时间。
此外，这样一个AAL2交换机的开销降低了信元的服务质量，因此降低了系统效率。发明概述
因此，本发明目的是提供一种信元交换方法及一种信元交换系统，基本上消除了由于现有技术的局限和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种信元交换方法及一种信元交换系统，其中考虑无阻塞、实时路由选择、可量测性和测试以改善交换机的性能。
本发明的另一个目的是提供一种信元交换方法及一种信元交换系统，其中输入、输出和时间队列被提供以便于测试和可量测性。
本发明其它优点、目的和特点的一部分将在随后的说明中被阐述，一部分在查阅下述说明之后对于本领域的普通技术人员来说将是明显的，或者可以通过实现本发明来了解。通过在所述说明书及其权利要求以及所附附图中具体指出的结构，本发明的目的和其它优点将被了解和实现。
为了实现这些目的和其它优点和与本发明的目的一致，如所实施和在此概括说明的，一种异步传输模式(ATM)的通信系统中的信元交换方法，包括的步骤：a)把一个输入的AAL2信元分拆成一个ATM适配层(AAL)2型的公共部分子层(CPS)分组；b)依照各CPS分组的虚通路/虚信道(VP/VC)将分拆后的CPS分组存储于不同的存储区域中，并存储存储区识别符；c)根据所存储的存储区识别符顺序读取存储的CPS分组，根据相应的CID存储读出的CPS分组，并将存储区的识别符存储；和d)根据在步骤c)中存储的存储区识别符的顺序读取在步骤c)中存储的CPS分组，并多路复用读取的CPS分组以产生一个AAL2信元。
在本发明的另一方面中，一种ATM通信系统中的信元交换系统，包括：第一、第二、第三和第四存储器，顺序存储AAL2类型的CPS分组和根据开始存储的顺序将它们输出，每一存储器具有存储区；重装配处理单元，将一个所输入的AAL2分拆信元成AAL2类型的CPS分组，根据VPs/VCs在第一存储器的不同存储区中分拆存储后的CPS分组，并在第二存储器中存储不同的存储区识别符；一个CPS分组交换单元，根据在第二存储器的存储区域中所存储的识别符的顺序来读取在第一存储器中存储的CPS分组，依照各自的CIDs在第三存储器的不同存储区中存储读出的CPS分组，并在第四存储器中存储第三存储器的存储区的识别符；和一个装配处理单元，根据存储在第四存储器的存储区的识别符的顺序读取存储在第三存储器的CPS分组，并多路复用读取的CPS分组以产生一个AAL2信元。
应当理解，上面的概括介绍和下面的本发明的详细描述都是例举性的和解释性的，用于对所要求保护的发明做进一步的解释。附图简要说明
所包括用于提供对本发明进一步理解并结合和构成本申请一部分的附图图示了本发明的实施例，并和说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1图示根据现有技术的一个AAL2交换机的框图；
图2图示用于解释根据现有技术的通过ITU-T建议的一个AAL2协议的框图；
图3图示根据本发明的一个交换系统的结构图；
图4A图示根据本发明的一个AAL2类型的ATM信元的结构；
图4B图示根据本发明的一个AAL2类型的CPS分组的结构；
图4C图示根据本发明产生一个AAL2类型的ATM信元的过程；
图5A图示根据本发明的一个虚通路/虚信道的一个输入排队值；
图5B图示根据本发明的一个虚通路/虚信道的一个输出排队值；
图6是一个图示根据本发明生成一个AAL2类型的ATM信元过程的流程图；
图7图示根据本发明一个多路复用CPS路由器的连接。
图8图示根据本发明的一个交换系统的实例。本发明的详细描述
对于本发明优选实施例的参考现在将被详细地作出，它的例子将结合附图被描述。只要可能，在全部附图中涉及相同的或类似的单元将使用相同的参考数字。
图3图示根据本发明的一个交换系统的结构。
参看图3，根据本发明的一个交换机系统，例如AAL2交换机，包括第一输入/输出单元700和800和第二输入/输出单元200和201，它们依照从第一存储信元到最后存储的信元的顺序(先入先出次序)循序地存储输入的AAL2类型的ATM信元和输出信元；第三输入/输出单元301和302，和第四输入/输出单元300和303，它们依照从第一存储信元到最后存储的信元的顺序循序地存储输入数据和输出数据；装配/重新装配处理单元100和101，它把来自第一输入/输出单元700和800的AAL2类型的ATM信元分拆成AAL2 CPS分组，参考一个第一参考表，在第二输入/输出单元200和201的一个对应的输入队列数中写入CPS分组，并在第三输入/输出单元301和302中写入输入队列数；和一个CPS分组交换单元，它依照在第三输入/输出单元301和302中存储的输入队列数的顺序从第二输入/输出单元200和201中读取CPS分组，并参考一个第二参考表，在第二输入/输出单元200和201的一个对应的队列数中写入读出的CPS分组，并在第四输入/输出单元写入输出的队列数。
此外，进一步地，本发明的AAL2交换机包括一个第五输入/输出单元400，它发送和接收输入的CPS分组，以便提供一个中央处理器(CPU)接口。第五输入/输出单元400在先入先出顺序下将输入CPS分组输出。本发明的AAL2交换机根据与CPU接口的发送和接收功能执行测试或发送信令，并且在ATM终端可以用作一个AAL2类型的端点。
本发明的AAL2交换机进一步包括一个第六输入/输出单元600，它将输入的CPS分组路由到另一个AAL2交换机，以便提供一个用于AAL2交换机可量测性的CPS分组路由器接口。第六输入/输出单元600按照先入先出的顺序输出输入的CPS分组到一个图6的CPS分组路由器接口10。CPS分组路由器接口的处理过程将参照图6在后面进行描述。
因此，不能通过多个AAL2交换机1～n到11～nn中的一个处理的CPS分组通过CPS分组路由器接口10传递到另一个AAL2交换机。
与CPS分组的虚通路/虚信道(VP/VC)一致的输入队列号被写入如图5A所示的第一参考表。存储在一个输入队列中的CPS分组被提供有一个目的地，也就是一个VP/VC。并且对应于从第二输入/输出单元200和201中读取的CPS分组的VP/VC和CID的信道识别符(CID)和输出队列号被写入如图5B所示的第二参考表。
根据本发明的交换系统的工作将参照图6进行描述。
参看图6，重新装配处理单元100把输入的AAL2信元分拆成AAL2类型的CPS组(S10)，在第二输入/输出单元200的每个存储区循序地存储分拆的CPS分组，并在第三输入/输出单元302循序地存储第二输入/输出单元200的存储区的识别符(S11)。参考显示映射了一个任意的VP/VC的存储区识别符的第一参考表，根据不同的VP/VC分别在第二输入/输出单元200的不同存储区存储分拆的CPS分组。
CPS分组交换单元500依照存储在第三输入/输出单元302中的存储区识别符的顺序读取CPS分组。然后，CPS分组交换单元500在第二输入/输出单元201的存储区中循序地存储读取的CPS分组用于路由它们到目的地，和在第四输入/输出单元303中循序地存储第二输入/输出单元201的存储区识别符(S12)。在这时候，CPS分组交换单元500读取存储的CPS分组，参考显示映射了一个任意的CID的存储区识别符的第二参考表把CPS分组的CID转换为对应的目的地CID，并在对应于转换的CID的存储区中循序地存储CPS分组。
装配处理单元101依照在第四输入/输出单元303存储的存储区识别符的顺序读取CPS分组，多路复用读取的CPS分组以产生一个AAL2信元，并在第一输入/输出单元800中写入产生的AAL2信元(S13)。
另外，CPS分组交换单元500在第五输入/输出单元400中循序地存储CPS分组以执行用于交换的信令和测试，并且，在第三输入/输出单元302中循序地存储第五输入/输出单元400的存储区识别符。参考显示映射了一个任意的VP/VC的存储区识别符的第一参考表，根据不同的VPs/VCs分别在第五输入/输出单元400的不同存储区存储分拆的CPS分组。
此外，假如由于一个系统的信元交换错误，信元交换不能完成，则CPS分组交换单元500在第六输入/输出单元600中循序地存储CPS分组用于路由它们到另一个信元交换机，和在第三输入/输出单元302中循序地存储第六输入/输出单元600的存储区识别符。在这个时候，参考显示映射了一个任意的VP/VC的存储区识别符的第一参考表，根据不同的VP/VC分别在第六输入/输出单元600的不同存储区分别地存储分拆的CPS分组。
更详细地，一旦如图4A所示的具有不同VP/VC的AAL2类型的ATM信元被输入到AAL2装配/重新装配处理单元100的重新装配处理单元，则AAL2重新装配处理单元把AAL2类型的ATM信元分拆成图4B所示的AAL2类型的CPS分组。同样，参考图5A，依照CPS分组对应的VC/VP，分拆的CPS分组被写入到与输入的队列号一致的第二输入/输出单元200的输入队列中。
图4A描述了AAL2类型的ATM信元，而图4B描述了AAL2类型ATM信元的CPS分组。
AAL2类型的ATM信元被多路复用为起始字段和多个CPS分组。
每一个CPS分组包括CID数据、长度指示(LI)数据、用户到用户指示(UUI)数据、信头差错控制(HEC)数据和CPS数据。LI数据被存储在一个有效负载。
也就是说，AAL2类型ATM信元的CPS分组包括一个由CID数据、LI数据和HEC数据构成的分组首部和一个由数据构成的分组有效负载。
例如，假定具有一个1/2的VP/VC的AAL2类型ATM信元和具有一个1/3的VP/VC的AAL2类型ATM信元被输入到装配/重新装配处理单元100的重新装配处理单元。在这种情况下，一旦具有一个1/2的VP/VC的AAL2类型ATM信元被输入，装配/重新装配处理单元100的重新装配处理单元把ATM信元分拆成如图4B所示的AAL2信元分组。同样，重新装配处理单元把具有1/2的VP/VC的AAL2类型CPS分组写入到第二输入/输出单元200的一个输入队列号1，和把输入的队列号1写入到第三输入/输出单元302。
随后，一旦具有一个1/3的VP/VC的AAL2类型ATM信元被输入，装配/重新装配处理单元100的重新装配处理单元把输入的ATM信元分拆成如图4B所示的AAL2信元分组。同样，重新装配处理单元把具有1/3的VP/VC的AAL2类型CPS分组写入到第二输入/输出单元200的一个输入队列号7，和把输入的队列号7写入到第三输入/输出单元302。
一旦任何一个输入的队列号被存储在第三输入/输出单元302，CPS分组交换单元500读取在第三输入/输出单元302中输入的队列号以读出存储在输入队列号中的CPS分组，由此实现交换。
也就是说，依照存储第三输入/输出单元302中的队列号的顺序，CPS分组交换单元500确定存储在相应的输入队列中CPS分组的处理顺序。因此，依照使用第三输入/输出单元302的第一分拆的CPS分组的顺序，CPS分组交换单元500可以交换CPS分组。
依照上述的顺序，CPS分组交换单元500从第二输入/输出单元200中读取CPS分组，然后参照图5B的第二参考表，在第二输入/输出单元201相应的输出队列中写入读取的CPS分组。
例如，在图5B的第二参考表中，VP/VC为1/2和CID为3的CPS分组被转换成具有7的CID。具有转换的CID的CPS分组被写入到第二输入/输出单元201的输出队列号3。同样，输出队列号3被写入到第四输入/输出单元303。同样地，参照图5B的参考表，VP/VC为1/2和CID为5的CPS分组的相应的CID被转换成3，并且具有转换的CID的CPS分组被写入到第二输入/输出单元201的输入队列号1中。输出的队列号1被写入到第四输入/输出单元303中。
一旦任何一个输出的队列号被存储在第四输入/输出单元303，装配处理单元101读取写入在输出的队列号中的CPS分组以产生一个AAL2信元。装配处理单元101把产生的AAL2信元写入到第一输入/输出单元800。
同时，CPS分组交换单元500可以返回用于测试的CPS分组输入到它们的原始位置。也就是，假如CID为3的CPS分组被输入到VP/VC为3/4的AAL2类型的ATM信元，则CPS分组交换单元500可以返回CPS分组和VP/VC为3/4的AAL2类型ATM信元。
图7描述了根据本发明一个多路复用CPS路由器的连接。
在本发明中，如图7所示，提供了一个考虑了AAL2交换机的可量测性的CPS分组路由器10。
因此，不能通过AAL2交换机1～n，11～nn中的一个处理的CPS分组通过CPS分组路由器10传输到另一个AAL2交换机。
图8描述了根据本发明的一个交换系统的实例。
参照图8，与现有技术不同，根据本发明的AAL2信元交换机在这样一种方式下完成，即AAL2信元被直接转换，而不需要转换成AAL5信元。
如上所述，根据本发明的信元交换方法和信元交换系统具有下述的优点。
通过允许具有输入、输出和时间队列的AAL2交换机的交换，有可能减少在系统的ATM交换机中的业务量。同样的，因为CPU接口与在AAL2交换机中的回送路径一同建立，所以有可能简化测试和通过CPS分组路由器提供可量测性，因此促进了AAL2交换机的容量扩展。结果，整个系统的性能改善了。
在本发明中所作出的各种改进和变化对本领域有经验的技术人员来说是显而易见的。因此，假如它们出现在附加的权利要求和它们等效的范围内时，本发明希望覆盖本发明的改进和变化。