DE69938559T2

DE69938559T2 - Warteschlangenverwaltung in paketvermittelten netzen

Info

Publication number: DE69938559T2
Application number: DE69938559T
Authority: DE
Inventors: Rolf Georg Engstrand; Christer Landberg
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: CN1263344C; JP2002532036A; EP1135959A1; CN1329806A; AU2008800A; US20020009080A1; WO2000033607A1; SE514302C2; SE9804171D0; BR9915836A; CA2353532A1; SE9804171L; RU2001117848A; AU756724B2; EP1135959B1; US6975643B2; DE69938559D1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Medienzugriffsteuerung (MAC) in paketvermittelten Netzwerken. Sie ist insbesondere auf die Verwaltung der Übertragung von Paketen zwischen einem Zentralknoten und einem von mehreren Mehrfachpunkt-Knoten über ein gemeinsam benutztes Medium gerichtet.
2. Stand der Technik
Eine Medienzugriffsteuerung von einer Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Verbindung in einem paketvermittelten Netzwerk ist ein Mechanismus, um zu bestimmen, welcher von einer Mehrzahl von Knoten an dem Mehrfachpunkt-Ende von der Verbindung eine Erlaubnis hat, um ein Paket über das gemeinsam benutzte Medium an einen einzelnen Zentralknoten zu senden, welcher sich an dem anderen Ende von der Verbindung befindet. Bei einem herkömmlichen Medienzugriffsteuerungs-Mechanismus, welcher bei Zwei-Wege-TDMA-Übertragungsverbindungen verwendet wird, hängt der Zentralknoten eine Erlaubnisinformation, welche allgemein als eine Erlaubnis bezeichnet wird, an jedes zu sendende Paket an. Die Erlaubnis wird an einen der Mehrfachpunkt-Knoten adressiert, und spezifiziert, welcher Zeitschlitz in dem zukünftigen Paketstrom durch den adressierten Mehrfachpunkt-Knoten verwendet werden kann, um ein Paket zu senden.
Erlaubnisse werden in Ansprechen auf Anfragen zugewiesen. Die Mehrfachpunkt-Knoten senden Anfragen, typischerweise in der Form von einer Warteschlangen-Größeninformation, wenn Pakete an dem Knoten vorliegen, welcher eine Übertragung abwartet. Der Zentralknoten sendet entsprechende Erlaubnisse und wird ebenfalls die Zuweisung von Prioritäten verwalten, wenn die Anfragen nach Erlaubnissen häufiger erscheinen als Erlaubnisse gesendet werden können. Bis zu diesem Ende hat jeder Mehrfachpunkt-Knoten eine Warteschlange, welche Pakete speichert, bis es dem Knoten erlaubt wird, sie weiter zu leiten.
Jeder Mehrfachpunkt-Knoten zeichnet die Anzahl von aufgereihten Paketen auf, welche auf ihre Übertragung abwarten, so dass eine entsprechende Erlaubnisanfrage an den Zentralknoten gesendet werden kann. Der Zentralknoten hält ebenfalls eine Aufzeichnung der Warteschlange-Längen an jedem Mehrfachpunkt-Knoten. Auf der Basis von dieser Warteschlangen-Aufzeichnung gibt der Zentralknoten Erlaubnisse an jene Mehrfachpunkt-Knoten aus, welche eine Kanalkapazität erfordern.
Die Warteschlangen-Aufzeichnung im Zentralknoten wird durch eine Warteschlangen-Information in der Form von einer Erlaubnisanfrage aktualisiert, welche von dem Mehrfachpunkt-Knoten empfangen wird. Diese Anfrage stellt die derzeitige Warteschlangen-Größe an dem Mehrfachpunkt-Knoten dar, und wird dazu verwendet, um die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe an dem Zentralknoten zu überschreiben. Die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe an dem Zentralknoten wird ebenfalls jedes Mal dann verringert, wenn eine Erlaubnis zum Senden eines Pakets an den entsprechenden Mehrfachpunkt-Knoten übertragen wird.
Die Informationsübertragung zwischen einem Zentralknoten und einem Mehrfachpunkt-Knoten enthält eine Verzögerung, welche von der verfügbaren Bandbreite und Länge des Übertragungsmediums abhängt. Eine Verzögerung tritt ebenfalls am Mehrfachpunkt-Knoten auf, wenn Erlaubnisse verarbeitet werden, welche von dem Zentralknoten empfangen ?sind?. Somit existiert ein Fenster, innerhalb dessen ein Mehrfachpunkt-Knoten eine Erlaubnisanfrage übertragen kann und der Zentralknoten Erlaubnisse an den gleichen Mehrfachpunkt-Knoten auf der Basis von der Warteschlangen-Aufzeichnung übertragen kann, bevor die Erlaubnis-Anfrage empfangen wird. Wenn die Erlaubnis-Anfrage den Zentralknoten erreicht, wird die Warteschlangen-Aufzeichnung durch einen fehlerhaften Warteschlangen-Größenwert überschrieben. Obwohl dieser Fehler nicht den Verlust von Paketen bewirken wird, kann er dazu führen, dass mehrere Erlaubnisse als tatsächlich erforderlich gesendet werden. Es ist möglich, dass die Diskrepanz zwischen der tatsächlichen und aufgezeichneten Warteschlangen-Größe auf ein gewisses Ausmaß abgeschwächt wird, indem weitere Pakete an dem Mehrfachpunkt-Knoten ankommen, jedoch gibt es per Saldo eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Zentralknoten Erlaubnisse ausgeben wird, welche nicht verwendet werden können. Die Kanalkapazität wird somit verschwendet.
Die US-A-5 677 909 bezieht sich auf eine Einrichtung zum Datenaustausch zwischen einer Zentralstation und einer Mehrzahl von Drahtlos-Fernstationen auf einem Zeitmultiplex-Kommunikationskanal. Die Einrichtung enthält eine Vorrichtung zum Empfangen von Zugriffsanfragen von Fernstationen von der Mehrzahl von Fernstationen während eines ersten Zeitintervalls unter einem wettbewerbsbasierten Protokoll und einem nicht-wettbewerbsbasierten Protokoll, und eine Vorrichtung zum Abfragen von Datenübertragungen während einer zweiten Zeitperiode an Fernstationen von der Mehrzahl von Fernstationen, welche Zugriffsanfragen bereitstellen, unter nicht-wettbewerbsbasierten Protokollen während der ersten Zeitperiode.
Die US-A-5 327 432 bezieht sich auf ein Protokoll für einen Mehrfachzugriff auf einen Netzwerk-Telekommunikationskanal von zusätzlichen Kommunikations-Endgeräten und einem Zentral-Endgerät.
Die WO 98 44758 A1 bezieht sich auf ein Datenübertragungsprotokoll zur Verwendung in einem ATM-basierten Punkt-zu-Mehrfachpunkt Passiv-Optiknetzwerk, welches eine Headend-Einrichtung und eine Mehrzahl von Stromabwärts-Netzwerkeinheiten hat, wobei eine Stromaufwärts-Datenübertragung auf einer "Erlaubnis"-Basis bereitgestellt wird, welche durch das Headend basierend auf einer Überwachung von ATM-Zelle-Warteschlangen-Größen an jeweiligen Netzwerkeinheiten gesteuert wird.
Die US-A-5 297 144 bezieht sich auf ein Drahtlos-Datenkommunikationsnetzwerk, welches eine Anzahl von Benutzern hat, welche von einzelnen Fernstationen an eine Zentralstation über einen einzelnen optischen Infrarotkanal unter Verwendung von einem zweistufigen nicht-wettbewerbsbasierten Mehrfachzugriff-Kommunikationsprotokoll kommunizieren.
Die FR-A1-2 762 947 bezieht sich auf ein Verfahren zur dynamischen Ratenzuweisung in einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere bei einem Netzwerk einer hohen Rate.
UMRISS DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, welche die Probleme aus dem Stand der Technik lösen.
Es ist eine weitere Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, welche die Verwendung von einer Kanalkapazität in einer Mehrfachpunkt-zu-Punkt-Verbindung wesentlich verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei welchem ein Verkehrs-Empfangsknoten, welcher eine Warteschlangen-Aufzeichnung von der Anzahl von Paketen, welche auf eine Übertragung abwarten, an einem Verkehrs-Sendeknoten hält, die Anzahl von Erlaubnissen oder die Äquivalente Anzahl von Paketübertragungen, welche durch die Erlaubnisse freigegeben sind, für eine vorbestimmte Verzögerung nach der Übertragung von jeder Erlaubnis speichert, und den Wert von jeglichen eingehenden Anfragen nach Erlaubnissen durch die Anzahl von gespeicherten Erlaubnissen modifiziert. Die Verzögerung entspricht vorzugsweise der Rundreise-Verzögerung zwischen den zwei besagten Knoten. Diese ist die Summe aus der Erlaubnis-Verzögerung und der Melde-Verzögerung, d. h. die gesamte Zeit zwischen der eine Erlaubnis durch den Verkehrs-Empfangsknoten gesendet wird, und das entsprechende (erlaubte) Verkehrspaket durch den Verkehrs-Sendeknoten gesendet wird. Diese Verzögerung kann ebenfalls die Verarbeitungsverzögerung enthalten, welche durch den Verkehrs-Sendeknoten erfordert wird, um die Erlaubnis zu erkennen oder zu verarbeiten.
Die Erfindung liegt ferner in einem Knoten in einem Kommunikationsnetzwerk vor, welcher einen Verkehr von zumindest einem weiteren Knoten über ein gemeinsam benutztes Medium empfängt. Der Knoten ist dazu angeordnet, um die Anzahl von Erlaubnissen, welche an den weiteren Knoten gesendet werden, oder die äquivalente Anzahl von Paketübertragungen, welche durch diese Erlaubnisse freigegeben werden, für eine vorbestimmte Verzögerung nach der Übertragung von jeder Erlaubnis zu speichern, und um jegliche eingehende Warteschlangen-Größenmeldung von demselbigen weiteren Knoten um den Wert der gespeicherten Erlaubnisse zu modifizieren.
Es ist ferner ein Kommunikationsnetzwerk vorgeschlagen, welches einen Zentralknoten und mehrere Mehrfachpunkt-Knoten enthält, wobei die Mehrfachpunkt-Knoten mit dem Zentralknoten durch ein gemeinsam benutztes Medium verbunden sind. Der Zentralknoten hält eine Warteschlangen-Aufzeichnung für jeden Mehrfachpunkt-Knoten und enthält ein Mittel zum Speichern der Anzahl von Erlaubnissen, welche an jeweilige Mehrfachpunkt-Knoten gesendet werden, oder der äquivalenten Anzahl von Paketübertragungen, welche freigegeben sind, für eine vorbestimmte Verzögerung, und Modifizieren jeglicher eingehender Warteschlangen-Größenaufzeichnungen, entsprechend des besagten Mehrfach-Knotens, durch den Wert von gespeicherten Erlaubnissen.
Ein Speichern der Anzahl von Erlaubnissen, welche in der vorangehenden Rundreise-Verzögerung gesendet sind, gründet wirksam die Anzahl von Erlaubnissen, welche bislang noch nicht verarbeitet wurden und durch den entsprechenden Mehrfachpunkt-Knoten beantwortet wurden. Jegliche Warteschlangen-Größen-Aufzeichnung oder Anfrage nach Erlaubnissen, welche von dem entsprechenden Mehrfachpunkt-Knoten innerhalb von dieser Zeitperiode empfangen wurden, werden ohne Kenntnis der Erlaubnisse ausgegeben, durch das Modifizieren von diesem Aufzeichnungswert unter Verwendung der Anzahl von gesendeten Erlaubnissen oder der äquivalenten Anzahl von Paketen, welche freigegeben sind, wenn eine Erlaubnis mehr als ein zu übertragenes Paket erlaubt, wird die gemeldete Warteschlangen-Größe korrigiert und wird der korrigierte Wert dazu verwendet, um die Warteschlangen-Aufzeichnung in dem Zentralknoten zu überschreiben.
Mittels des Verfahrens und der Knoten- und Netzwerk-Anordnung gemäß der Erfindung wird die Warteschlangen-Größen-Aufzeichnung in dem Verkehrs-Empfangsknoten konstant eingestellt, um die aktuelle Anzahl von erforderlichen Erlaubnissen widerzuspiegeln. Die herkömmliche Überschätzung der Warteschlangen-Größe und die daraus resultierende Zuweisung von nicht verwendeten Zeitschlitzen werden somit beseitigt. Daraus folgend wird die Übertragungskapazität und Wirksamkeit eines Netzwerks verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Vorteile von der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von den bevorzugten Ausführungsformen deutlich, welche mittels Beispiel mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen angegeben sind, in welchen:
1 schematisch eine Mehrfachpunkt-zu-Punkt-Verbindung in einem TDMA-Paket-vermittelten Netzwerk anzeigt.
2A bis 2K schematisch den Prozess anzeigen, welcher herkömmlicherweise dazu verwendet wird, um die Größe von einer Paket-Warteschlange aufzuzeichnen, welche sich an einem Mehrfachpunkt-Knoten in einem Zentralknoten in dem Netzwerk von 1 befindet, und
3A bis 3L schematisch den Prozess zum Einstellen der Warteschlangen-Aufzeichnung an einem Zentralknoten in einem Mehrfachpunkt-zu-Punkt-Netzwerk von 1 gemäß der Erfindung zeigen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für ähnliche oder identische Bauteile verwendet.
Eine typische Mehrfachpunkt-zu-Punkt-Verbindung in einem TDMA-Paket-vermittelten Kommunikationsnetzwerk ist in 1 dargestellt. Es sind mehrere Mehrfachpunkt-Knoten 20, von denen drei in der Figur gezeigt sind, mit einem Zentralknoten 10 über einen einzelnen, gemeinsam benutzten, bidirektionalen Kanal in Verbindung. Der Kanal 100 kann eine festgelegte elektrische oder elektrooptische Verbindung oder eine Luftschnittstelle sein.
Ein Medienzugriffssteuerung(MAC)-Mechanismus wird durch den Zentralknoten 10 dazu verwendet, um zu bestimmen, welcher der Mehrfachpunkt-Knoten welchen Zeitschlitz auf dem gemeinsam benutzten Kanal 100 verwenden kann, um Pakete zu übertragen. Es wird hier angenommen, dass ein Paket die Informationsgröße ist, welche in einem Zeitschlitz über den Kanal 100 übertragen werden kann. In Abhängigkeit von der Dienstverwendung dieses Kanals kann das Paket einen oder mehrere Rahmen oder Teile von einem Rahmen enthalten.
Eine herkömmliche Medienzugriff-Steuerprozedur ist in 2A bis 2K dargestellt. 2A bis 2K zeigen eine stark vereinfachte Ansicht des Flusses von Rahmen oder Paketen zwischen einem Zentralknoten 10 und einem Mehrfachpunkt-Knoten 20 in einer Verbindung, wie in 1 gezeigt. Jeder Rahmen wird in einem Zeitschlitz 30 gesendet. In jeder der 2A bis 2K ist die Abwärtsstrecke-Verbindung oben angezeigt, und ist die Aufwärtsstrecke-Verbindung unten angezeigt. Die gestrichelten Linien stellen die Schnittstellen zwischen dem Kanal 100 und jedem von den Knoten 10, 20 dar.
Es wird in der dargestellten Verbindung angenommen, dass die Übertragungsverzögerung oder Reisezeit zwischen den zwei Knoten gleich den drei Schlitzperioden ist. Es wird angenommen, dass die Verarbeitungszeit in dem Mehrfachpunkt-Knoten gleich einer einzelnen Schlitzperiode 30 ist. Dies ist durch den Zeitschlitz 31 an dem Mehrfachpunkt-Knoten 20 dargestellt. Jede nachfolgende Figur stellt die Verbindung bei Intervallen von einem Zeitschlitz dar.
2A zeigt den Startzustand, bei welchem der Mehrfachpunkt-Knoten eine Warteschlangen-Länge von 6 Paketen hat, welche auf ein Absenden warten, und der Zentralknoten 10 eine Aufzeichnung 11 von dieser Warteschlangen-Länge hält. Der Zentralknoten 10 hat soeben eine Erlaubnis zum Senden von einer Anfrage RP an den Mehrfachpunkt-Knoten 20 gesendet. Diese Erlaubnis zum Senden von einer Anfrage RP ist eine Einladung an den Mehrfachpunkt-Knoten 20, um über eine Anfrage Rn die Verkehrs-Erlaubnisse TP anzuzeigen, wobei die Anzahl n die Erlaubnisse anzeigt, welche erforderlich sind, um alle Pakete in der Warteschlange zu senden. Die Anfrage nach Erlaubnissen Rn ist daher wirksam in einer Warteschlangen-Größenmeldung. Bei dem dargestellten Beispiel stellt eine Erlaubnis einen Zeitschlitz dar, innerhalb dessen ein Paket gesendet werden kann. Es ist jedoch verständlich, dass eine Erlaubnis eine Einladung darstellen kann, mehr als ein Paket zu senden, beispielsweise in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen. Weiter zu 2B kann erkannt werden, dass die Erlaubnis zum Senden von einer Anfrage RP um eine Zeitschlitzverzögerung über die Verbindung fortgeschritten ist, und dass der Zentralknoten 10 diesem gefolgt ist, indem eine erste Verkehrs-Erlaubnis TP gesendet wird. Die Ausgabe von dieser Verkehrs-Erlaubnis TP durch den Zentralknoten 10 hat bei der aufgezeichneten Warteschlangen-Länge 11 bewirkt, um eins verringert zu werden. Jedoch beträgt die aktuelle Warteschlange in dem Mehrfachpunkt-Knoten immer noch gleich 6, weil noch keine Pakete bis jetzt gesendet wurden.
In 2C wurde eine weitere Verkehrs-Erlaubnis TP durch den Zentralknoten 10 ausgegeben, und wurde die aufgezeichnete Warteschlangen-Länge auf 4 angehängt. Die Erlaubnis zum Senden einer Anfrage RP ist immer noch in der Übertragung. In 2D hat die Erlaubnis zum Senden einer Anfrage RP den Mehrfachpunkt-Knoten 20 erreicht und wird verarbeitet. Wie oben erwähnt, wird dies eine Schlitz-Periode in Anspruch nehmen, wie durch den Schlitz 31 dargestellt. In der Zwischenzeit hat der Zentralknoten 10 eine dritte Verkehrs-Erlaubnis TP ausgegeben und hat sich die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe 11 auf 3 reduziert. In 2E wurde die Erlaubnis zum Senden einer Anfrage RP durch den Mehrfachpunkt-Knoten 20 verarbeitet und hat zu einer Anfrage nach sechs Erlaubnissen R6, welche gesendet sind, geführt. Die erste Verkehrs-Erlaubnis TP hat ebenfalls den Mehrfachpunkt-Knoten 20, 31 erreicht, und ist zur Verarbeitung bereit. Zur gleichen Zeit hat der Zentralknoten eine vierte Verkehrs-Erlaubnis TP ausgegeben und hat die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe auf 2 modifiziert.
In 2F hat der Mehrfachpunkt-Knoten 20 die erste Verkehrs-Erlaubnis TP verarbeitet und das erste Verkehrspaket in Ansprechen gesendet. Die Warteschlange an dem Mehrfachpunkt-Knoten 20 enthält nun 5 Pakete. Der Zentralknoten hat eine fünfte Verkehrs-Erlaubnis TP ausgegeben und die Warteschlangen-Aufzeichnung 11 wurde auf 1 modifiziert. Die Warteschlangen-Aufzeichnung wird in 2G schließlich auf null reduziert, wenn eine letzte sechste Verkehrs-Erlaubnis TP gesendet ist. Der Mehrfachpunkt-Knoten 20 hat ebenfalls auf die zweite Verkehrs-Erlaubnis TP durch Senden eines zweiten Pakets geantwortet, so dass die aktuelle Warteschlangen-Größe an den Knoten 20 auf 4 reduziert ist. In 2H hat der Zentralknoten die Anfrage nach Erlaubnissen R6 empfangen, welche die Warteschlangen-Aufzeichnung 11 überschreibt. Letztere wird daher auf 6 aktualisiert. In der Zwischenzeit fährt der Mehrfachpunkt-Knoten 20 damit fort, Pakete in Ansprechen auf die Erlaubnisse zu senden. Dies fährt durch 2I bis 2K fort, bis alle Pakete am Mehrfachpunkt-Knoten 20 in Ansprechen auf die sechs Verkehrs-Erlaubnisse TP gesendet wurden. Die letzte Warteschlange an dem Mehrfachpunkt-Knoten 20 ist somit null. Jedoch ist die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe 11 am Zentralknoten 10 gleich sechs.
In diesem bestimmten Beispiel rührt der Fehler in der Warteschlangen-Größe, welche am Zentralknoten 10 aufgezeichnet wird, von einer Anfrage für Verkehrs-Erlaubnisse Rn her, welche auf der Abwärtsstrecke übertragen werden, und Erlaubnissen, welche auf der Aufwärtsstrecke während der gleichen Zeitperiode übertragen werden. Tatsächlich geben beide Knoten eine Information einer Ignorierung von einer Information, welche in Übertragung ist, aus.
3A bis 3L zeigen den Ablauf zum Entfernen dieser Fehlerquelle gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Anordnung enthält der Zentralknoten 10 einen Erlaubnis-Speicher 12, welcher jegliches zeitliches Speichermediums ein kann, wie beispielsweise ein Register oder ein Zähler oder ein Äquivalent, um die Anzahl von Verkehrs-Erlaubnissen TP aufzuzeichnen, welcher nach ihrer Emission für eine vorbestimmte Zeitperiode gesendet werden. Dieser Speicher 12 speichert wirksam eine Historie von den Verkehrs-Erlaubnissen TP, welche bei der vorangehenden Rundreise-Verzögerung an den Mehrfachpunkt-Knoten 20 ausgegeben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform bedeutet dies, dass das Register 12 dazu angepasst ist, die Anzahl von Erlaubnissen zu halten, welche innerhalb der letzten vorangehenden 7 Schlitzperioden gesendet sind. Diese 7 Schlitzperioden entsprechen der Rundreise-Verzögerung zwischen dem Zentralknoten 10 und dem Mehrfachpunkt-Knoten 20. Genauer gesagt, ist die Verzögerung gleich der Zeit, welche für eine Verkehrs-Erlaubnis TP erforderlich ist, um den Mehrfachpunkt-Knoten 31 zu erreichen und durch diesen verarbeitet zu werden, zuzüglich der Übertragungs-Verzögerung für ein Verkehrs-Paket T, welches durch den Mehrfachpunkt-Knoten 20 gesendet ist, um den Zentralknoten 10 zu erreichen.
Was den Ablauf von 2A bis 2K betrifft, so wird angenommen, dass die Verzögerung zur Verarbeitung der Anfrage nach Erlaubnissen Rn, d. h. zum Aktualisieren der aufgezeichneten Warteschlangen-Größe, in dem Zentralknoten vernachlässigbar ist. Der Ablauf gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf die 3A bis 3K beschrieben. Diese zeigen die gleiche Ereignisfolge, wie in 2A bis 2K dargestellt, für die Anordnung gemäß der Erfindung. 3L zeigt die Zeitschlitz-Verzögerungen von der Verbindung 3 nach 3K.
In 3A wartet eine Warteschlange von 6 Paketen am Mehrfachpunkt-Knoten 20. Der Zentralknoten 10 hält eine Aufzeichnung 11 von dieser Warteschlangen-Größe und hat ebenfalls gerade eine Erlaubnis zum Senden von Anfragen RP ausgegeben. Der Erlaubnis-Speicher 12 ist leer, weil keine Verkehrs-Erlaubnisse TP während der vorangehenden sieben Schlitzperioden gesendet wurden.
In 3B wird eine erste Verkehrs-Erlaubnis TP übertragen, welche der Erlaubnis zum Senden von Anfragen RF folgt. Dieses Ereignis bewirkt, dass die Warteschlangen-Aufzeichnung 11 um eins verringert wird. Der Erlaubnis-Speicher 12 wird ebenfalls erhöht und hält den Wert 1.
Während der folgenden drei Zeitschlitze 30 (3C bis 3E) werden weitere drei Verkehrs-Erlaubnisse TP ausgegeben. Die daraus resultierende Warteschlangen-Aufzeichnung 11 beträgt daher 2 und der Wert in dem Erlaubnis-Speicher 12 beträgt 4. In der Zwischenzeit hat der Mehrfachpunkt-Knoten 20 eine Antwort auf die RP in der Form von einer Anfrage nach sechs Erlaubnissen R6 ausgegeben. Während diese Antwort R6 zum Zentralknoten 10 reist, werden zwei weitere Verkehrs-Erlaubnisse TP ausgegeben (3F und 3G), welche die Warteschlangen-Aufzeichnung 11 auf null reduzieren, und den Wert in dem Erlaubnis-Speicher auf 6 bringen. An dem Ende von diesem Zeitschlitz hat die Anfrage nach sechs Erlaubnissen R6 den Zentralknoten 10 erreicht, wobei dies in 3H dargestellt ist, welche die Situation im nachfolgenden Zeitschlitz zeigt. Es ist daran zu erinnern, dass die Verarbeitungszeit in dem Zentralknoten als vernachlässigbar angenommen wird. Jedoch, bevor die Anfrage nach Erlaubnissen R6 dazu verwendet wird, um die Warteschlangen-Aufzeichnung zu überschreiben, wird ihr Wert zunächst durch die Anzahl von Erlaubnissen eingestellt, welcher im Erlaubnis-Speicher 12 gespeichert ist. Es werden sechs Erlaubnisse im Speicher gespeichert, da die erste Erlaubnis 7 Zeitschlitze zuvor übertragen wurde. Die gespeicherten Erlaubnisse werden vom Anfrage-Wert R6 subtrahiert, welches zu einem Anfragewert von null führt. Dieser Wert wird dann dazu verwendet, um den aufgezeichneten Warteschlangen-Werte 11 zu aktualisieren oder zu überschreiben. Somit verbleibt der aufgezeichnet der Warteschlangen-Wert 11 in der Wirkung unverändert. In der nächsten Schlitzperiode, wie in 3I gezeigt, ist die Rundreise-Verzögerung von 7 Zeitschlitzen für die erste Verkehrs-Erlaubnis TP abgelaufen. Der Erlaubnis-Speicher wird daher um eins reduziert. In 3J und 3K wird der Erlaubnis-Speicher 12 weiter reduziert, da zwei weitere Erlaubnis-Verzögerungen abgelaufen sind. Schließlich zeigt 3L den Zustand drei Zeitschlitzverzögerungen danach, wenn die letzte Erlaubnis-Verzögerung abgelaufen ist und der Erlaubnis-Speicher 12 schließlich auf null eingestellt ist.
Es ist zu verstehen, dass die Zeitperiode, innerhalb welcher der Erlaubnis-Speicher 12 tatsächlich die Aufzeichnungen von Erlaubnissen speichern wird, 7 Zeitschlitze übersteigt, weil unweigerlich eine endliche Verarbeitungsverzögerung in Zusammenhang mit dem Zentralknoten 10 vorliegen wird.
Resultierend aus der Einstellung von der Warteschlangen-Größe-Meldung (Erlaubnis-Anfrage), wird die aufgezeichnete Warteschlangen-Größe 11 in dem Zentralknoten 10 stets eine genaue Darstellung von der Anzahl von Paketen bereitstellen, welche am Mehrfachpunkt-Knoten 20 auf die Übertragung warten.
Was die Mehrfachpunkt-zu-Punkt-Verbindung, wie in 1 gezeigt, betrifft, so wird der Zentralknoten 10 eine separate Aufzeichnung 11 der Warteschlangen-Größe an jedem der Mehrfachpunkt-Knoten 20 halten. Ferner wird der Zentralknoten die Anzahl von Verkehrs-Erlaubnissen speichern, welche während der vorangehenden Rundreise-Verzögerung für jeden einzelnen Mehrfachpunkt-Knoten 20 ausgegeben werden. Es ist zu verstehen, dass unterschiedliche Mehrfachpunkt-Knoten mit unterschiedlichen Rundreise-Verzögerungen in Zusammenhang stehen können. Jeder Erlaubnis-Speicher 12, oder jener Abschnitt des Speichers, welcher den Erlaubnissen zugewiesen ist, welcher einem spezifischen Mehrfachpunkt-Knoten 20 zugewiesen ist, wird somit dazu angepasst, die Erlaubnis-Übertragungshistorie für die entsprechende Verzögerung zu speichern.
Um das Risiko des Zentralknotens 10 zu beseitigen, dass die Anzahl von Paketen, welche an einem Mehrfachpunkt-Knoten 20 warten, unterschätzt wird, sollte die Zeitperiode, innerhalb welcher die gesendeten Erlaubnisse aufgezeichnet werden, kürzer als die Rundreise-Verzögerung hinsichtlich von Rahmen zwischen den zwei Knoten zuzüglich einer Zeitschlitz-Verzögerung sein. Dies verhindert, dass jegliche Anfrage nach Erlaubnissen Rn, welche neu angekommene Pakete melden, fehlerhafterweise durch die Anzahl von gespeicherten Erlaubnissen reduziert oder verringert wird. Hinsichtlich des vereinfachten Modells, wie in 2 und 3 gezeigt, sollte die Verzögerung geringer als 8 Zeitschlitze, jedoch zumindest 7 Zeitschlitze sein.
Es ist zu verstehen, dass jeder Mehrfachpunkt-Knoten 20 mehr als eine Warteschlange halten kann, so dass unterschiedliche Pakete, welche auf eine Übertragung warten, unterschiedlichen Warteschlangen zugewiesen werden und mit einer unterschiedlichen Priorität behandelt werden. Der Zentralknoten 10 wird ebenfalls diese unterschiedlichen Warteschlangen-Werte in der Warteschlangen-Aufzeichnung 11, welche dem Mehrfachpunkt-Knoten zugewiesen ist, halten. In diesem Fall wird die Anzahl von Erlaubnissen, welche für Pakete von unterschiedlichen Warteschlangen ausgegeben ist, separat gespeichert, und wird diese Aufzeichnung dazu verwendet, um den entsprechenden Warteschlangen-Größenwert in der Warteschlangen-Aufzeichnung einzustellen.

Claims

Verfahren zur Verwendung in einem ersten Knoten (10) von einem Kommunikationsnetzwerk zur Verwaltung der Übertragung von Information in Paketen (T) über einen Kanal (100) von einem zweiten Knoten (20), welches ein Bereithalten von einer Warteschlange-Aufzeichnung (11), welche die Anzahl von Paketen darstellt, welche auf eine Übertragung an den zweiten Knoten (20) warten, ein Aktualisieren der Warteschlange-Aufzeichnung (11) beim Empfang von einem Warteschlange-Größenwert (Rn) von dem zweiten Knoten enthält, gekennzeichnet durch ein Aufzeichnen der Ausgabe von Erlaubnissen (TP), welche Zeitschlitze auf den Kanal (100), welcher für den zweiten Knoten (20) vorgesehen ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode nach der Ausgabe von jeder Erlaubnis (TP) durch den ersten Knoten (10) zuweisen, wobei jede Erlaubnis die Übertragung von zumindest einem Paket an Information freigibt, und ein Einstellen von jeglichem eingehenden Warteschlange-Größenwert (Rn), welcher von dem zweiten Knoten (20) empfangen wird, durch die Anzahl von aufgezeichneten Erlaubnissen vor einem Aktualisieren der Warteschlange-Aufzeichnung (11).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitperiode gleich der Rundreise-Übertragungsverzögerung zwischen dem ersten und zweiten Knoten (10, 20) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitperiode gleich der Verzögerung zwischen dem ersten Knoten (10), welcher eine Erlaubnis sendet, und dem zweiten Knoten (20), welcher die Erlaubnis empfängt, zuzüglich der Verzögerung zwischen dem zweiten Knoten (20), welcher ein Paket in Ansprechen auf die Erlaubnis sendet, und dem ersten Knoten (10), welcher das Paket empfängt, ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung eine Verarbeitungs-Verzögerung für den zweiten Knoten (20) und für den ersten Knoten (10) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Senden von zumindest einer Erlaubnis, wenn die aufgezeichnete Warteschlange-Größe (11) größer als Null ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der erste Knoten von einem Kommunikationsnetzwerk ein Zentralknoten (10) von einem Punkt-zu-Mehrfachpunkt Kommunikationsnetzwerk ist.
Knoten (10) von einem Kommunikationsnetzwerk, welcher dazu angepasst ist, eine Information in Paketen von zumindest einem weiteren Knoten (20) zu empfangen, welcher ein Mittel (11) zum Speichern einer Warteschlange-Aufzeichnung, welche die Anzahl von Paketen darstellt, welche auf eine Übertragung an den zumindest einen weiteren Knoten (20) warten, und ein Mittel zum Aktualisieren der Warteschlange-Aufzeichnung (11) beim Empfang von einem Warteschlange-Größenwert (Rn) von dem zumindest einen weiteren Knoten enthält, gekennzeichnet durch ein Mittel (12) zum Aufzeichnen der Ausgabe von Erlaubnissen (TP) an den zumindest einen weiteren Knoten (20) für eine vorbestimmte Zeitperiode nach der Ausgabe von jeder Erlaubnis (TP) durch den Knoten (10), wobei jede Erlaubnis die Übertragung von zumindest einem Paket an Information freigibt, und zum Einstellen von jeglichem eingehenden Warteschlange-Größenwert (Rn), welcher von dem zumindest einen weiteren Knoten (20) empfangen wird, durch die Anzahl von aufgezeichneten Erlaubnissen vor einer Aktualisierung von der Warteschlange-Aufzeichnung (11).
Knoten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitperiode gleich der Rundreise-Verzögerung zwischen dem Knoten (10) und dem weiteren Knoten (20) ist.
Knoten nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitperiode gleich der Summe aus der Zeitperiode zwischen der Übertragung von einer Erlaubnis (TP) durch den Knoten (10) und dem Empfang von der Erlaubnis durch den weiteren Knoten (20), und der Zeitperiode zwischen der Übertragung von einem Paket an Information (T) durch den weiteren Knoten (20) in Ansprechen auf die Erlaubnis (TP) und dem Empfang von dem Paket durch den Knoten (10) ist.
Kommunikationsnetzwerk, welches einen Zentralknoten (10) und mehrere Mehrfachpunkt-Knoten (20) enthält, wobei die Mehrfachpunkt-Knoten mit dem Zentralknoten durch ein gemeinsam benutztes Medium (100) verbunden sind, wobei der Zentralknoten ein Mittel (11) zum Speichern von Warteschlange-Aufzeichnungen, welche die Anzahl von Paketen enthalten, welche auf eine Übertragung an jeden von den Mehrfachpunkt-Knoten (20) warten, und ein Mittel zum Aktualisieren von jeder von den Warteschlange-Aufzeichnungen (11) beim Empfang von einem Warteschlange-Größenwert (Rn) von einem jeweiligen von den Mehrfachpunkt-Knoten (20) enthält, gekennzeichnet durch ein Mittel (12) zum Aufzeichnen der Ausgabe von Erlaubnissen (TP), wobei jede Erlaubnis die Übertragung von zumindest einem Paket an Information an jeden von den Mehrfachpunkt-Knoten (20) für eine vorbestimmte Zeitperiode nach der Ausgabe von jeder Erlaubnis durch den Zentralknoten (10) freigibt, und zum Einstellen von jeglichem eingehenden Warteschlange-Größenwert (Rn), welcher von dem Mehrfachpunkt-Knoten (20) empfangen wird, durch die Anzahl von aufgezeichneten Erlaubnissen vor einer Aktualisierung von jeder von den Warteschlange-Aufzeichnungen (11).
Netzwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitperiode gleich der Summe aus der Zeitperiode zwischen der Übertragung von einer Erlaubnis durch den Zentralknoten (10) und dem Empfang von der Erlaubnis durch den entsprechenden Mehrfachpunkt-Knoten (20), und der Zeitperiode zwischen der Übertragung von einem Paket durch den Mehrfachpunkt-Knoten (20) und dem Empfang von dem Paket durch den Zentralknoten (10) ist.